Older patients with acute myeloid leukemia (AML) have a dismal prognosis, even after treatment with a hypomethylating agent. Azacitidine added to venetoclax had promising efficacy in a previous phase 1b study.

Abstract Aberrant DNA hypermethylation contributes to myeloid leukemogenesis by silencing structurally normal genes involved in hematopoiesis. MicroRNAs (miRNAs) are noncoding RNAs that regulate gene expression by targeting protein-coding mRNAs. Recently, miRNAs have been shown to play a role as both targets and effectors in gene hypermethylation and silencing in malignant cells. In the current study, we showed that enforced expression of miR-29b in acute myeloid leukemia cells resulted in marked reduction of the expression of DNA methyltransferases DNMT1, DNMT3A, and DNMT3B at both RNA and protein levels. This in turn led to decrease in global DNA methylation and reexpression of p15INK4b and ESR1 via promoter DNA hypomethylation. Although down-regulation of DNMT3A and DNMT3B was the result of a direct interaction of miR-29b with the 3′ untranslated regions of these genes, no predicted miR-29b interaction sites were found in the DNMT1 3′ untranslated regions. Further experiments revealed that miR-29b down-regulates DNMT1 indirectly by targeting Sp1, a transactivator of the DNMT1 gene. Altogether, these data provide novel functional links between miRNAs and aberrant DNA hypermethylation in acute myeloid leukemia and suggest a potentially therapeutic use of synthetic miR-29b oligonucleotides as effective hypomethylating compounds.

Patients with acute myeloid leukemia (AML) often reach complete remission, but relapse rates remain high. Next-generation sequencing enables the detection of molecular minimal residual disease in virtually every patient, but its clinical value for the prediction of relapse has yet to be established.We conducted a study involving patients 18 to 65 years of age who had newly diagnosed AML. Targeted next-generation sequencing was carried out at diagnosis and after induction therapy (during complete remission). End points were 4-year rates of relapse, relapse-free survival, and overall survival.At least one mutation was detected in 430 out of 482 patients (89.2%). Mutations persisted in 51.4% of those patients during complete remission and were present at various allele frequencies (range, 0.02 to 47%). The detection of persistent DTA mutations (i.e., mutations in DNMT3A, TET2, and ASXL1), which are often present in persons with age-related clonal hematopoiesis, was not correlated with an increased relapse rate. After the exclusion of persistent DTA mutations, the detection of molecular minimal residual disease was associated with a significantly higher relapse rate than no detection (55.4% vs. 31.9%; hazard ratio, 2.14; P<0.001), as well as with lower rates of relapse-free survival (36.6% vs. 58.1%; hazard ratio for relapse or death, 1.92; P<0.001) and overall survival (41.9% vs. 66.1%; hazard ratio for death, 2.06; P<0.001). Multivariate analysis confirmed that the persistence of non-DTA mutations during complete remission conferred significant independent prognostic value with respect to the rates of relapse (hazard ratio, 1.89; P<0.001), relapse-free survival (hazard ratio for relapse or death, 1.64; P=0.001), and overall survival (hazard ratio for death, 1.64; P=0.003). A comparison of sequencing with flow cytometry for the detection of residual disease showed that sequencing had significant additive prognostic value.Among patients with AML, the detection of molecular minimal residual disease during complete remission had significant independent prognostic value with respect to relapse and survival rates, but the detection of persistent mutations that are associated with clonal hematopoiesis did not have such prognostic value within a 4-year time frame. (Funded by the Queen Wilhelmina Fund Foundation of the Dutch Cancer Society and others.).

Abstract Approximately 30% to 50% of adults with acute lymphoblastic leukemia (ALL) in hematologic complete remission after multiagent therapy exhibit minimal residual disease (MRD) by reverse transcriptase–polymerase chain reaction or flow cytometry. MRD is the strongest predictor of relapse in ALL. In this open-label, single-arm study, adults with B-cell precursor ALL in hematologic complete remission with MRD (≥10−3) received blinatumomab 15 µg/m2 per day by continuous IV infusion for up to 4 cycles. Patients could undergo allogeneic hematopoietic stem-cell transplantation any time after cycle 1. The primary end point was complete MRD response status after 1 cycle of blinatumomab. One hundred sixteen patients received blinatumomab. Eighty-eight (78%) of 113 evaluable patients achieved a complete MRD response. In the subgroup of 110 patients with Ph-negative ALL in hematologic remission, the Kaplan-Meier estimate of relapse-free survival (RFS) at 18 months was 54%. Median overall survival (OS) was 36.5 months. In landmark analyses, complete MRD responders had longer RFS (23.6 vs 5.7 months; P = .002) and OS (38.9 vs 12.5 months; P = .002) compared with MRD nonresponders. Adverse events were consistent with previous studies of blinatumomab. Twelve (10%) and 3 patients (3%) had grade 3 or 4 neurologic events, respectively. Four patients (3%) had cytokine release syndrome grade 1, n = 2; grade 3, n = 2), all during cycle 1. After treatment with blinatumomab in a population of patients with MRD-positive B-cell precursor ALL, a majority achieved a complete MRD response, which was associated with significantly longer RFS and OS compared with MRD nonresponders. This study is registered at www.clinicaltrials.gov as #NCT01207388.

A phase II clinical trial with single-agent decitabine was conducted in older patients (≥60 years) with previously untreated acute myeloid leukemia (AML) who were not candidates for or who refused intensive chemotherapy. Subjects received low-dose decitabine at 20 mg/m 2 i.v. over 1 h on days 1 to 10. Fifty-three subjects enrolled with a median age of 74 years (range, 60–85). Nineteen (36%) had antecedent hematologic disorder or therapy-related AML; 16 had complex karyotypes (≥3 abnormalities). The complete remission rate was 47% ( n = 25), achieved after a median of three cycles of therapy. Nine additional subjects had no morphologic evidence of disease with incomplete count recovery, for an overall response rate of 64% ( n = 34). Complete remission was achieved in 52% of subjects presenting with normal karyotype and in 50% of those with complex karyotypes. Median overall and disease-free survival durations were 55 and 46 weeks, respectively. Death within 30 days of initiation of treatment occurred in one subject (2%), death within 8 weeks in 15% of subjects. Given the DNA hypomethylating effect of decitabine, we examined the relationship of clinical response and pretreatment level of miR-29b , previously shown to target DNA methyltransferases. Higher levels of miR-29b were associated with clinical response ( P = 0.02). In conclusion, this schedule of decitabine was highly active and well tolerated in this poor-risk cohort of older AML patients. Levels of miR-29b should be validated as a predictive factor for stratification of older AML patients to decitabine treatment.

Abstract MicroRNAs (miRNAs) are associated with cytogenetics and molecular subtypes of acute myelogeneous leukemia (AML), but their impact on AML pathogenesis is poorly understood. We have previously shown that miR-29b expression is deregulated in primary AML blasts. In this work, we investigated the functional role of miR-29b in leukemogenesis. Restoration of miR-29b in AML cell lines and primary samples induces apoptosis and dramatically reduces tumorigenicity in a xenograft leukemia model. Transcriptome analysis after ectopic transfection of synthetic miR-29b into leukemia cells indicates that miR-29b target apoptosis, cell cycle, and proliferation pathways. A significant enrichment for apoptosis genes, including MCL-1, was found among the mRNAs inversely correlated with miR-29b expression in 45 primary AML samples. Together, the data support a tumor suppressor role for miR-29 and provide a rationale for the use of synthetic miR-29b oligonucleotides as a novel strategy to improve treatment response in AML.