在10-30%的MDS和AML患者中发现的TET2（Ten-eleven-translocation-2）突变可用于阿扎胞苷（AZA）治疗。虽然AZA在老年AML患者中的反应率约为47%，但由于疾病克隆的演变和治疗周期中新突变的发展，复发率很高。目前，对AZA耐药的MDS和AML没有标准的治疗方法，治疗这些人是具有挑战性的。因此，迫切需要确定TET2突变型癌症对AZA的耐药机制。
本研究的目的是利用计算生物学模型（CBM）预测OCI-M2疾病模型及其AZA耐药（AZA-R）亚克隆对AZA的反应，以确定对AZA的耐药机制，并确定对AZA化疗耐药的新治疗方案。
代表从MDS转化而来的AML的亲代OCI-M2细胞，每2天在培养基中加入8mM AZA（IC50=2µM）处理6周，产生OCI-M2 AZA抗性亚克隆。使用细胞遗传学和NGS（TruSight Myeloid Sequencing, Illumina）对AZA-R亚克隆以及亲代AZA敏感细胞进行分析。基因组数据通过CBM系统（Cellworks Group）进行分析，该系统可生成特定疾病的蛋白质网络图，并可进行数字药物模拟。数字化药物治疗的影响通过测量对AML细胞生长评分的预测效果进行量化，AML细胞生长评分是细胞增殖、存活率和凋亡的综合。
CBM正确地预测了亲代OCI-M2 AML细胞对AZA敏感的反应，以及其所有对AZA抗性的亚克隆对AZA治疗的抗性。使用CBM进行的基因组分析显示，OCI-M2 AML模型存在TET2突变（Q1084P）、KAT6A扩增和DNMT3B扩增，这些都是AZA敏感性的假定决定因素，因为对AZA耐药的亚克隆缺少携带这些突变的细胞（TET2、KAT6Aamp和DNMT3Bamp）。相反，AZA治疗选择了在以下基因中具有框移或无义突变的克隆。ASXL1, EZH2, CUX1, ATRX, BCOR, PTPN11, FLT3以及所有克隆中保留的TET2。ASXL1和EZH2的突变以前被证明可以降低甲基化在驱动疾病方面的重要性，因此有可能导致亚克隆增殖而不受AZA的影响。另外，6个对AZA耐药的亚克隆中有4个出现了DNMT3A框架转移突变，这可能会增强AZA的耐药性。
CBM根据AZA耐药亚克隆的重叠和独特突变确定了新的药物组合。这些组合包括Ruxolitinib + Venetoclax、Nelfinavir + Ruxolitinib 或 Venetoclax、Sorafenib或Dasatinib + Venetoclax。其中一些药物被证明可以有效地替代AZA对母体细胞系的作用（Venetoclax IC=0.9µM, Ruxolitinib IC50=1.7µM, Sorafenib IC50=5.3µM）。AZA是否增强了AZA-R克隆中对这些药物的敏感性，目前正在调查中。
基于CBM的基因组分析确定了ASXL1、EZH2、CUX1、ATRX、BCOR、PTPN11和FLT3的二级突变与AZA化疗抗性有关。数字化药物筛选确定了新的药物组合，包括Venetoclax，用于AZA耐药的MDS和AML的验证测试。
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