5-azacytidin valproinsyre og ATRA i AML og højrisiko MDS

Chromatindemethylering Bortset fra histonacetyleringsdeacetylering er promotorhypermethylering en anden vigtig og relevant mekanisme involveret i regulering af gentranskription (gennemgået i Herman, 2003). Chromatin-ombygning kan således også målrettes ved hjælp af nukleosidanaloger, såsom 5-azacytidin eller decitabin, som reaktiverer gentranskription gennem DNA-demethylering (Silverman, 2001). For nylig, i VITRO-studier, er induktion af genekspression af 5 AzaC blevet opnået i primære AML- og MDS-celler ved hjælp af DNA-methyleringsafhængige og uafhængige mekanismer (SCHMELZ, 2005)

Igen er det blevet påvist, at AzaC er i stand til at inducere kliniske hæmatologiske responser hos patienter med MDS. En kontrolleret undersøgelse udført af den amerikanske cancer- og leukæmigruppe B (CALBG) har rapporteret en højere responsrate, en lavere forekomst af leukæmitransformation og en forlænget overlevelse sammenlignet med understøttende behandling alene hos disse patienter Silverman, 2002. Endnu et bekræftende fase 3-studie er i gang.

AzaC, i kombination med valproinsyre, i leukæmicellelinje (HL60 og MOLT4, har vist en synergistisk aktivitet til at inducere gen-reekspression (reaktivering af p21 CIP1) og en synergistisk effekt i form af væksthæmning, induktion af apoptose (Yang H, 2005) ).

Histonacetylering Talrige efterforskergrupper har forsøgt at belyse de molekylære mekanismer, der ligger til grund for den ATRA-inducerede differentiering i NB4-celler, friske APL-celler, APL-mus eller APL-patienter (Melnick 1999). Et af hovedspørgsmålene var at forstå den afgørende rolle af PML RARα-fusionsproteinet i differentieringsresponset på RA. Det blev først observeret, at terapeutiske koncentrationer af ATRA resulterede i reformation af PML-kernelegemer forbundet med en spaltning af PML RARα-fusionsproteinet. Forsvinden af ​​dette fusionsprodukt, der fungerer som en dominerende negativ regulator af RA-målgentransskription, gav en forklaring på gentagelsen af ​​differentieringsprocessen. Den dominerende negative rolle af PML RARα blev for det andet forklaret af associationen af ​​fusionsproteinet til N-CoR-SMRT-Sin3 corepressorkomplekset, hvilket førte til rekruttering af histon-deacetylase (HDAC) aktiviteter og til manglen på transskription af målgener (REDNER, 1999) ). Af interesse er en lignende rekruttering af corepressor HDAC-aktiviteter blevet rapporteret i anden fusionsgenleukæmi, herunder PLZF RARα,AML1 ETO, CBFß MYH11 og TEL AML1 akut leukæmi. I PML RARα APL-celler tillader terapeutiske koncentrationer af ATRA frigivelse af corepressor HDAC-aktiviteter, histonacetylering, kromatinomdannelse og transskription af målgener, der potentielt er ansvarlige for terminal granulocytisk differentiering (REDNER, 1999; DILWORK, 2001). Fra dette synspunkt er ATRA-terapi af APL det første eksempel på en genmålrettet terapi, som specifikt retter sig mod patogene genetiske abnormiteter i en human leukæmi.

In VITRO og in vivo resistens over for ATRA-induceret differentiering observeret hos patienter med PLZF RARα leukæmi er blevet relateret til en mere potent rekruttering af corepressor HDAC aktiviteter i denne APL undergruppe sammenlignet med klassisk PML-RARα APL (to corepressor bindingssteder på PLZF i stedet for en på PML). Meget interessant er det for nylig blevet påvist, at PLZF RARα-leukæmiske celler faktisk ikke er fuldstændigt resistente over for differentieringsinduktion, især hvis passende COSTIMULI gives. For det første kan disse celler differentiere i nærvær af højere koncentration af ATRA (3 mikroM i stedet for 1 mikroM).

For det andet genopretter tilføjelsen af ​​en HDAC-hæmmer (trichostatin A) ATRA-følsomheden ved 1 mikroM (KITAMURY 2000).

For det tredje kan G CSF-signalering tvinge disse celler til at gennemgå terminal differentiering (JANSEN 2001).

HDAC-hæmmere har også vist sig at være i stand til at inducere remission i transgene modeller af terapiresistent akut promyelocytisk leukæmi (He 2001).

Følsomheden af ​​HL60-celler, som ikke udviser nogen kromosomal omlejring, der involverer RARα-locuset, for RA-induceret differentiering kan være relateret til disse observationer. Man kan antage, at nogle ukendte COSTIMULI, herunder kromatin-ombygningshændelser, bidrager til RA-følsomheden af ​​HL60-celler.

Fra et terapeutisk synspunkt fører disse observationer til evaluering af ikke-målrettede transkriptionelle terapier, der kombinerer ATRA med ikke-målrettede HDAC-hæmmere og/eller cAMP-inducere i ikke-APL-leukæmier. Blandt de kendte HDAC-hæmmere (trichostatin A, trapoxin A, butyrat, oxamflatin, depsipeptid og MS 275) er natriumphenylbutyrat med succes blevet administreret i kombination med ATRA til en patient med klinisk ATRA-resistent APL (WARRELL, 1998). Denne case-rapport repræsenterer det første eksempel på en målrettet transkriptionel terapi i en human leukæmi. Det er for nylig blevet påvist, at valproinsyre (VPA) tilhører HDAC-hæmmerfamilien (PHIEL, 2001). Valproinsyre er en kortkædet fedtsyre, der i vid udstrækning anvendes som antikonvulsiv og humørstabilisator.

Den karakteristiske forsinkelse som reaktion på VPA og dets teratogene potentiale havde i lang tid ført til forslaget om, at det virker gennem modulering af genekspression. Det er også blevet rapporteret, at VPA kan aktivere AP1-afhængig transkription (ASGHARI, 1998; Chen, 1999 1; Yuan, 2001) og opregulere bcl 2 (Chen, 1999 2). VPA blev også for nylig påvist som i stand til at inducere differentiering af F9 teratocarcinomceller, som er kendt for også at være i stand til at differentiere i nærvær af RA eller cAMP (WERLING, 2001). Endelig kan VPA sensibilisere neoplastiske celler over for pro-apoptotiske stimuli gennem en hæmning af glutathion (GSH) reduktase, et enzym, der er nødvendigt for at opretholde høje cellulære niveauer af reduceret GSH (Moog, 1996), eller en hæmning af NF-KB-vejen (ICHIYAMA, 2000). Interessant nok blev det også vist, at lithiumchlorid (en anden humørstabilisator) virker synergistisk med ATRA for at inducere terminal differentiering af WEHI-3B leukæmiceller. Som observeret med kombinationen af ​​ATRA og G CSF, syntes denne observerede synergisme at være relateret til forebyggelsen af ​​RAR-proteintab normalt observeret under ATRA-eksponering (Finch, 2000).

Af interesse er VPA som enkeltmiddel eller administreret i kombination med ATRA for nylig blevet påvist som i stand til at inducere kliniske hæmatologiske responser hos patienter behandlet for myelodysplastiske syndromer (KUENDGEN, 2004). I denne undersøgelse syntes en forbehandling med VA at være nødvendig for yderligere positive effekter af ATRA.

Retinsyre:

Retinoider repræsenterer en stor gruppe af forbindelser, der er strukturelt relateret til vitamin A (retinol). De virker ved at binde til og aktivere specifikke nukleare receptorer, som binder DNA'et. Retinoinsyre (RA), det naturlige sure derivat af retinol, er en nøgledifferentierende faktor involveret i specifikke faser af den embryonale udvikling, differentiering af det visuelle system og (af interesse her) hæmopoietisk granulocytisk modning (CORNIC, 1994). I VITRO blev RA påvist som i stand til at inducere granulocytisk differentiering af HL60-cellelinjen. Denne cellelinje blev etableret i 1977 fra en patient med AML. Cellerne ligner stort set promyelocytter, men kan induceres til at differentiere terminalt. Nogle reagenser, herunder RA, får HL60-celler til at differentiere til granulocytlignende celler, andre til monocyt-/makrofaglignende celler. HL60-cellegenomet indeholder et amplificeret c-myc-proto-onkogen, og c-myc-mRNA-niveauer falder hurtigt efter induktion af differentiering (BIRNIE, 1988).

Tilbagevendende ændringer af genet, der koder for RA-alfa-receptoren (RARα, placeret på kromosomet 17q12) er forbundet med nogle undergrupper af akut myeloid leukæmi (AML). Den mest almindelige RARα-genændring er den reciproke t(15;17) kromosomale translokation observeret i langt størstedelen af ​​akut promyelocytisk leukæmi (APL) svarende til AML-M3-undergruppen af ​​den fransk-amerikanske-britiske (FAB) klassifikation. Denne translokation fusionerer RARα-genet til PML-genet (placeret på kromosomet 15q21), hvilket resulterer i PML- RARα-fusionsprodukter. Varierende translokationer, der fusionerer RARα-genet med andre partnere, herunder PLZF på kromosom 11, NPM på kromosom 5, NuMA på kromosom 11 og STAT5 på kromosom 17, er sjældent eller lejlighedsvis blevet rapporteret. Den kausale rolle af RARa-fusionsproteinerne (i det mindste PML-RARa og PLZF-RARa) i APL er blevet påvist i murine modeller (KOGAN, 1999). Det er blevet vist, at disse fusionsproteiner kan fungere som en dominerende transkriptionel repressor i APL-celler (Melnick, 1999).

NB4-cellelinjen blev etableret i 1991 fra en patient med APL (LANOTTE, 1991). Denne cellelinje er blevet meget brugt til at studere denne sygdoms biologi. Omvendt til HL60 bærer NB4 t(15;17) translokationen. Som i HL60-celler er RA i stand til at inducere granulocytisk differentiering af NB4-celler, hvilket fører til celledød gennem terminal induktion af apoptose. Disse differentierende virkninger er blevet bekræftet in vivo under anvendelse af forskellige murine modeller af APL (KOGAN, 1999; He, 1999).

Baseret på disse prækliniske observationer er oral all-trans RA (ATRA) blevet administreret med succes til APL-patienter. Hos patienter med recidiverende APL inducerer frontlinjebehandling med ATRA (45 mg/m2/dag) in vivo differentiering af leukæmiske promyelocytter til unormale granulocytter, der stadig bærer PML-RARα-fusionen, hvilket resulterer i ca. 90 % hæmatologisk remission og 20 % molekylær remission hastigheder som vurderet ved specifik PML-RARa RT-PCR-negation (Huang, 1988; CASTAIGNE, 1990; DEGOS, 1995). Dette repræsenterede det første eksempel på en differentieringsterapi i en human leukæmi. Desværre er sådanne gavnlige virkninger ikke blevet observeret hos patienter med andre AML-subtyper, når de behandles med ATRA ved anvendelse af lignende dosering og skema. Efter disse resultater opnået hos recidiverende APL-patienter, blev ATRA derefter evalueret i kombination med kemoterapi under frontlinjebehandling af nydiagnosticerede APL-patienter. Adskillige kontrollerede forsøg har etableret ATRA-kemoterapi-kombinationen som den nuværende standardbehandling for nyligt diagnosticeret APL. Tilsyneladende opnås de bedste resultater, når ATRA og kemoterapeutiske midler administreres samtidigt.

Andre terapeutiske indgreb kan overvejes for at øge RA-følsomheden i RA-resistente celler. Faktisk inkluderer forklaringer på RA-resistensen RA-induceret øget ekspression af cytochrom P450 isoformer (CYP'er), RA-induceret øget ekspression af cytoplasmatiske RA-bindende proteiner type II (CRABP-II), overekspression af P-glycoprotein (P-gp) og erhvervede mutationer af den ligandbindende region af RARa-genet. Midler, der interagerer med ATRA-metabolisme, såsom HIV-1-proteasehæmmere (indinavir, ritonavir, saquinavir), som hæmmer CYP'er og P-gp og konkurrerer med ATRA om CRABP-I-binding, kan øge induktionen af ​​differentiering i RA-resistente celler (IKEZOE , 2000).