Kháng thuốc Lenalidomide trong MDS del(5q) do ức chế sự phân hóa tiểu cầu do thuốc gây ra

Blood - Tập 132 - Trang 176 - 2018
Sergio Martinez-Høyer1, Angela Mo2, Deborah Deng2, Jihong Jiang2, Rod Docking3, Jenny Li2, Simon Chan2, Patricia Umlandt2, Megan Fuller4, Martin Jädersten5, Eva Hellström-Lindberg6, Uwe Platzbecker7, Jeremy Parker2, Aly Karsan8,9
1Hematology, Erasmus Medical Centre, Rotterdam, Netherlands
2BC Cancer Agency, Michael Smith Genome Sciences Centre, Vancouver, Canada
3BC Cancer Research Centre, Vancouver, BC, Canada, Vancouver, Canada
4BC Cancer Agency, Victoria, Canada
5Hematology, Karolinska Instituet, Stockholm, Sweden
6Center for Hematology and Regenerative Medicine, Department of Medicine, Karolinska Institutet, Karolinska University Hospital Huddinge, Stockholm, Sweden
7University Hospital Carl Gustav Carus at the Technische Universitaet Dresden, Dresden, Germany
8Department of Pathology and Laboratory Medicine, University of British Columbia, Vancouver, Canada
9Canada’s Michael Smith Genome Sciences Centre, BC Cancer Agency, Vancouver, Canada

Tóm tắt

Tóm tắt Thuốc điều hòa miễn dịch lenalidomide (LEN) là phương pháp điều trị chính cho bệnh nhân MDS del(5q). LEN đã cho thấy có khả năng kích hoạt sự thoái hóa cụ thể của protein CSNK1A1 và IKZF1 sau khi gắn với chất điều hợp chất nền CRBN E3-ligase. Khi nồng độ biểu hiện giảm xuống dưới một ngưỡng nhất định, sự thiếu hụt CSNK1A1 sẽ kích hoạt phản ứng chết tế bào phụ thuộc p53. Do đó, sự nhạy cảm đặc biệt của tế bào del(5q) với LEN được giải thích bởi sự thiếu hụt haplo của CSNK1A1 ở bệnh nhân MDS del(5q). Mặc dù có hiệu quả, 50% bệnh nhân được điều trị bằng LEN cuối cùng sẽ tái phát trong khoảng thời gian từ 2-3 năm sau điều trị. Thất bại trong điều trị thường liên quan đến số lượng tiểu cầu thấp và sự xuất hiện của các đột biến bổ sung, chẳng hạn như TP53. Để xác định các yếu tố di truyền mới gây nên sự kháng thuốc LEN, chúng tôi đã so sánh dữ liệu giải trình tự gen toàn bộ từ các mẫu ghép cặp của sáu bệnh nhân del(5q) đã được điều trị bằng LEN và cuối cùng trở nên kháng thuốc. Chúng tôi đã xác định được 2 bệnh nhân có đột biến ở TP53. Bốn bệnh nhân còn lại có biến đổi RUNX1: hai bệnh nhân có đột biến mã hóa protein trong RUNX1 và hai bệnh nhân có mức độ phiên mã RUNX1 giảm đáng kể, nhưng không phải TP53. Như một mô hình của sự nhạy cảm, chúng tôi đã nghiên cứu phản ứng đối với LEN ở hai dòng tế bào người del(5q), MDS-L và KG-1a. Mức protein RUNX1 được tăng cường sau khi tiếp xúc với LEN, đi kèm với sự gia tăng mức độ hoạt động của RUNX1. Việc xóa bỏ biểu hiện CRBN đã hủy bỏ những hiệu ứng này. Sự biểu hiện quá mức của RUNX1 đã ức chế sự tăng trưởng clonogenic và kích thích apoptosis. Sau đó, chúng tôi đã tạo ra các dòng tế bào RUNX1 knock-out (KO) từ tế bào MDS-L bằng cách sử dụng hệ thống CRISPR/Cas9. Các tế bào RUNX1 KO cho thấy sự gia tăng sinh sản, tăng trưởng khối thuộc địa và giảm apoptosis trong sự hiện diện của LEN so với các dòng tế bào kiểm soát hoang dã (WT). Những kết quả này đã được xác thực với các shRNA khác nhau chống lại RUNX1. Các thí nghiệm cứu gen cho thấy rằng các đột biến RUNX1 không thể phục hồi khả năng nhạy cảm với thuốc so với RUNX1 WT. Cuối cùng, việc mô hình hóa sự mất chức năng RUNX1 (LOF) trong các tế bào CD34+ người bị suy giảm CSNK1A đã loại bỏ các hiệu ứng của LEN trên các thử nghiệm tế bào tạo khối. Do đó, chức năng RUNX1 là cần thiết cho việc loại bỏ các tế bào del(5q) bởi LEN. Để hiểu các cơ chế phân tử dưới nền tảng của kiểu hình kháng thuốc, chúng tôi đã thực hiện RNA-seq trên các tế bào MDS-L được điều trị bằng LEN trong 24 giờ. Chúng tôi đã quan sát thấy sự tăng cường đáng kể của các gen đặc hiệu cho tiểu cầu (ITGB3, ITGA2B, VWF, THBD, SELP, TREML1, GATA1) đi kèm với sự giảm biểu hiện của các gen chu kỳ tế bào (E2F2, E2F1, MCM5, CDKN1A), cho thấy rằng LEN kích thích sự phân biệt thành dòng tế bào Megakaryocytic (Meg). Chúng tôi nhận thấy sự tăng cường đáng kể của các tế bào dương tính đôi CD41+/CD61+ sau khi tiếp xúc với LEN in vitro và in vivo, liên quan đến sự xuất hiện của các tế bào đa nhân. Quan trọng là, phản ứng apoptosis liên quan đến sự xuất hiện của dân số đang phân hóa. Trên phương diện phân tử, CRBN là cần thiết cho sự phân hóa được kích hoạt bởi LEN. Tiến xa hơn, chúng tôi đã xác định sự thoái hóa IKZF1 như một yếu tố kích hoạt chính, khi mà việc tăng cường IKZF1 đã kìm hãm sự phân hóa Meg và một isoform áp đảo âm tính của IKZF1 đã tăng cường nó. Ngược lại, việc tăn g cường CSNK1A không làm thay đổi sự phân hóa sau khi LEN, nhưng đã giảm việc kích thích apoptosis. Hơn nữa, chúng tôi đã xác định các mục tiêu của GATA2 giàu có trong các gen được điều chỉnh bởi LEN và cho thấy rằng sự tăng cường GATA2 hoặc sự giảm biểu hiện bằng cách sử dụng shRNA đã làm tăng đáng kể hoặc giảm sự phân hóa do LEN gây ra, tương ứng. Cuối cùng, phân tích biểu hiện gen sau khi tiếp xúc với LEN cho thấy rằng các dấu hiệu Meg không được làm giàu trong các tế bào RUNX1 KO kháng thuốc so với kiểm soát WT. Tương ứng, các tế bào RUNX1 KO không trải qua sự phân hóa khi tiếp xúc với LEN. Mất chức năng RUNX1 trong các tế bào CD34+ người chính bị giảm CSNK1 đã chặn sự phát triển CFU-Mk trong các tế bào điều trị bằng LEN. Việc tăng cường GATA2 không thể phục hồi các tác động của LEN trong các tế bào thiếu RUNX1, gợi ý một cơ chế hợp tác giữa cả hai yếu tố phiên mã. Các xét nghiệm luciferase sử dụng promoter CD41 của người cho thấy các đột biến RUNX1 đã làm giảm sự chuyển hoạt hóa promoter so với RUNX1 WT. Đáng chú ý, chúng tôi quan sát thấy một kiểu hình tương tự cho các tế bào TP53 KO kháng thuốc LEN. Kết luận, các kết quả của chúng tôi gợi ý rằng GATA2, RUNX1 và TP53 hợp tác để thúc đẩy sự phân hóa Meg sau sự thoái hóa protein IKZF1 do LEN gây nên. Các đột biến mất chức năng ảnh hưởng đến RUNX1 hoặc TP53 làm thay đổi hoạt động của phức hợp phiên mã GATA2, khiến tế bào del(5q) không nhạy cảm với LEN. Các Cảnh báo Platzbecker: Celgene: Nguồn Tài trợ Nghiên cứu.

Từ khóa


Thông tin
Thông tin xuất bản

Blood

Tập 132

176

Thông tin tác giả