Exploring cell-derived extracellular vesicles in peripheral blood and bone marrow of B-cell acute lymphoblastic leukemia pediatric patients: proofof-concept study.

Universidade Federal do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas. Manaus, AM, Brazil/Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas. Diretoria de Ensino e Pesquisa. Manaus, AM, Brazil/Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde. Belo Horizonte, MG, Brazil/ Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Grupo Integrado de Pesquisas em Biomarcadores. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde. Belo Horizonte, MG, Brazil/ Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Grupo Integrado de Pesquisas em Biomarcadores. Belo Horizonte, MG, Brazil.
Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas. Diretoria de Ensino e Pesquisa. Manaus, AM, Brazil/Universidade do Estado do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Medicina Tropical. Manaus, AM, Brazil.
Universidade Federal do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas. Manaus, AM, Brazil/Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas. Diretoria de Ensino e Pesquisa. Manaus, AM, Brazil/Universidade Estadual do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia. Laboratório de Virologia e Imunologia. Manaus, AM, Brazil.
Universidade Federal do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas. Manaus, AM, Brazil/Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas. Diretoria de Ensino e Pesquisa. Manaus, AM, Brazil
Universidade Federal do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas. Manaus, AM, Brazil//Universidade Estadual do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia. Laboratório de Virologia e Imunologia. Manaus, AM, Brazil.
Universidade Federal do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas. Manaus, AM, Brazil//Universidade Estadual do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia. Laboratório de Virologia e Imunologia. Manaus, AM, Brazil.
Universidade Federal do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas. Manaus, AM, Brazil/Universidade Estadual do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia. Laboratório de Virologia e Imunologia. Manaus, AM, Brazil/Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Laboratório de Virologia e Imunologia. Manaus, AM, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde. Belo Horizonte, MG, Brazil/Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Grupo Integrado de Pesquisas em Biomarcadores. Belo Horizonte, MG, Brazil/Universidade Estadual do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia. Laboratório de Virologia e Imunologia. Manaus, AM, Brazil.
Universidade Federal do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas. Manaus, AM, Brazil/Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas. Diretoria de Ensino e Pesquisa. Manaus, AM, Brazil/Universidade Estadual do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia. Laboratório de Virologia e Imunologia. Manaus, AM, Brazil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde. Belo Horizonte, MG, Brazil/Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Rene Rachou. Grupo Integrado de Pesquisas em Biomarcadores. Belo Horizonte, MG, Brazil/Universidade Estadual do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia. Laboratório de Virologia e Imunologia. Manaus, AM, Brazil.
Universidade Federal do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Imunologia Básica e Aplicada, Instituto de Ciências Biológicas. Manaus, AM, Brazil/Fundação Hospitalar de Hematologia e Hemoterapia do Amazonas. Diretoria de Ensino e Pesquisa. Manaus, AM, Brazil/Universidade Estadual do Amazonas. Programa de Pós-graduação em Ciências Aplicadas à Hematologia. Laboratório de Virologia e Imunologia. Manaus, AM, Brazil.

Abstract

Extracellular vesicles (EVs) are heterogeneous, phospholipid membrane enclosed particles that are secreted by healthy and cancerous cells. EVs are present in diverse biological fluids and have been associated with the severity of diseases, which indicates their potential as biomarkers for diagnosis, prognosis and as therapeutic targets. This study investigated the phenotypic characteristics of EVs derived from peripheral blood (PB) and bone marrow (BM) in pediatric patients with B-cell acute lymphoblastic leukemia (B-ALL) during different treatment stages. PB and BM plasma were collected from 20 B-ALL patients at three time points during induction therapy, referred to as: diagnosis baseline (D0), day 15 of induction therapy (D15) and the end of the induction therapy (D35). In addition, PB samples were collected from 10 healthy children at a single time point. The EVs were measured using CytoFLEX S flow cytometer. Calibration beads were employed to ensure accurate size analysis. The following, fluorescent-labeled specific cellular markers were used to label the EVs: Annexin V (phosphatidylserine), CD235a (erythrocyte), CD41a (platelet), CD51 (endothelial cell), CD45 (leukocyte), CD66b (neutrophil), CD14 (monocyte), CD3 (T lymphocyte), CD19, CD34 and CD10 (B lymphoblast/leukemic blast). Our results demonstrate that B-ALL patients had a marked production of EV-CD51/61+, EV-CD10+, EV-CD19+ and EV-CD10+CD19+ (double-positive) with a decrease in EV-CD41a+ on D0. However, the kinetics and signature of production during induction therapy revealed a clear decline in EV-CD10+ and EV-CD19+, with an increase of EV-CD41a+ on D35. Furthermore, B-ALL patients showed a complex biological network, exhibiting distinct profiles on D0 and D35. Interestingly, fold change and ROC curve analysis demonstrated that EV-CD10+CD19+ were associated with B-ALL patients, exhibited excellent clinical performance and standing out as a potential diagnostic biomarker. In conclusion, our data indicate that EVs represent a promising field of investigation in B-ALL, offering the possibility of identifying potential biomarkers and therapeutic targets.

Keywords

biomarkers
childhood leukemia
extracellular vesicles
leukemic microenvironment
nano-flow cytometry

Publisher

Frontiers Research Foundation

Citation

MAGALHÃES-GAMA, F. et al. Exploring cell-derived extracellular vesicles in peripheral blood and bone marrow of B-cell acute lymphoblastic leukemia pediatric patients: proofof-concept study. Frontiers in Immunology, v. 15, p. 1421036, 2024. DOI: 10.3389/fimmu.2024.1421036

ISSN

1664-3224

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