5-azacytidine valproïnezuur en ATRA bij AML en MDS met hoog risico

Chromatine-demethylering Afgezien van deacetylering van histonacetylering is promoter-hypermethylering een ander belangrijk en relevant mechanisme dat betrokken is bij de regulering van gentranscriptie (besproken in Herman, 2003). Chromatine-remodellering kan dus ook worden gericht met behulp van nucleoside-analogen, zoals 5-azacytidine of decitabine, die gentranscriptie reactiveren door DNA-demethylering (Silverman, 2001). Onlangs is in VITRO-onderzoeken inductie van genexpressie door 5 AzaC verkregen in primaire AML- en MDS-cellen door DNA-methylatie-afhankelijke en onafhankelijke mechanismen (SCHMELZ, 2005)

Opnieuw is aangetoond dat AzaC in staat is om klinische hematologische reacties op te wekken bij patiënten met MDS. Een gecontroleerde studie uitgevoerd door de US Cancer and Leukemia Group B (CALBG) heeft een hoger responspercentage, een lagere incidentie van leukemische transformatie en een verlengde overleving gemeld in vergelijking met ondersteunende zorg alleen bij deze patiënten Silverman, 2002. Een andere bevestigende fase 3-studie is aan de gang.

AzaC, in combinatie met valproïnezuur, in leukemische cellijn (HL60 en MOLT4), heeft een synergetische activiteit aangetoond om genere-expressie te induceren (reactivering van p21 CIP1) en een synergetisch effect in termen van groeiremming, inductie van apoptose (Yang H, 2005 ).

Histon-acetylatie Talrijke onderzoeksgroepen hebben geprobeerd de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de ATRA-geïnduceerde differentiatie in NB4-cellen, verse APL-cellen, APL-muizen of APL-patiënten op te helderen (Melnick 1999). Een van de belangrijkste problemen was het begrijpen van de cruciale rol van het PML RARα-fusie-eiwit in de differentiatierespons op RA. Eerst werd waargenomen dat therapeutische concentraties van ATRA resulteerden in de hervorming van PML-nucleaire lichamen geassocieerd met een splitsing van het PML RARα-fusie-eiwit. Het verdwijnen van dit fusieproduct dat fungeert als een dominante negatieve regulator van de transcriptie van RA-doelgenen, gaf een verklaring voor de herhaling van het differentiatieproces. De dominante negatieve rol van PML RARα werd ten tweede verklaard door de associatie van het fusie-eiwit met het N-CoR-SMRT-Sin3-corepressorcomplex, wat leidde tot rekrutering van histondeacetylase (HDAC)-activiteiten en tot het ontbreken van transcriptie van doelgenen (REDNER, 1999). ). Van belang is dat een vergelijkbare rekrutering van corepressor-HDAC-activiteiten is gemeld bij andere fusiegenleukemie, waaronder PLZF RARα, AML1 ETO, CBFß MYH11 en TEL AML1 acute leukemie. In PML RARα APL-cellen maken therapeutische concentraties van ATRA het vrijkomen van corepressor-HDAC-activiteiten, histonacetylering, chromatine-remodellering en transcriptie van doelwitgenen mogelijk die mogelijk verantwoordelijk zijn voor terminale granulocytdifferentiatie mogelijk (REDNER, 1999; DILWORK, 2001). Vanuit dit oogpunt is ATRA-therapie van APL het eerste voorbeeld van een gengerichte therapie die specifiek gericht is op pathogene genetische afwijkingen bij leukemie bij de mens.

In VITRO en in vivo resistentie tegen ATRA-geïnduceerde differentiatie waargenomen bij patiënten met PLZF RARα leukemie is in verband gebracht met een krachtigere rekrutering van corepressor HDAC-activiteiten in deze APL-subgroep, in vergelijking met klassieke PML-RARa APL (twee corepressorbindingsplaatsen op PLZF in plaats van een op PML). Zeer interessant is dat onlangs is aangetoond dat PLZF RARα leukemische cellen niet echt volledig resistent zijn tegen differentiatie-inductie, vooral als de juiste COSTIMULI wordt gegeven. Ten eerste kunnen deze cellen differentiëren in aanwezigheid van een hogere concentratie ATRA (3 microM in plaats van 1 microM).

Ten tweede herstelt de toevoeging van een HDAC-remmer (trichostatin A) de ATRA-gevoeligheid op 1 microM (KITAMURY 2000).

Ten derde kan G CSF-signalering deze cellen dwingen om terminale differentiatie te ondergaan (JANSEN 2001).

Van HDAC-remmers is ook aangetoond dat ze remissie kunnen induceren in transgene modellen van therapieresistente acute promyelocytische leukemie (He 2001).

De gevoeligheid van HL60-cellen, die geen enkele chromosomale herschikking vertonen waarbij de RARa-locus betrokken is, voor door RA geïnduceerde differentiatie kan verband houden met deze waarnemingen. Men zou kunnen veronderstellen dat sommige onbekende COSTIMULI, waaronder chromatine-remodelleringsgebeurtenissen, bijdragen aan de RA-gevoeligheid van HL60-cellen.

Vanuit therapeutisch oogpunt leiden deze observaties tot de evaluatie van niet-gerichte transcriptionele therapieën die ATRA combineren met niet-gerichte HDAC-remmers en/of cAMP-inductoren bij niet-APL-leukemie. Van de bekende HDAC-remmers (trichostatin A, trapoxin A, butyraat, oxamflatine, depsipeptide en MS 275) is natriumfenylbutyraat met succes toegediend in combinatie met ATRA aan een patiënt met klinisch ATRA-resistente APL (WARRELL, 1998). Dit casusrapport is het eerste voorbeeld van een gerichte transcriptionele therapie bij leukemie bij de mens. Recent is aangetoond dat valproïnezuur (VPA) behoort tot de familie van HDAC-remmers (PHIEL, 2001). Valproïnezuur is een vetzuur met een korte keten dat veel wordt gebruikt als anticonvulsivum en stemmingsstabilisator.

De kenmerkende vertraging in reactie op VPA en zijn teratogene potentieel hebben lange tijd geleid tot het idee dat het werkt door modulatie van genexpressie. Er is ook gemeld dat VPA AP1-afhankelijke transcriptie kan activeren (ASGHARI, 1998; Chen, 1999 1; Yuan, 2001) en bcl 2 kan opreguleren (Chen, 1999 2). Onlangs is ook aangetoond dat VPA differentiatie kan induceren van F9-teratocarcinoomcellen, waarvan bekend is dat ze ook kunnen differentiëren in de aanwezigheid van RA of cAMP (WERLING, 2001). Ten slotte zou VPA neoplastische cellen kunnen sensibiliseren voor pro-apoptotische stimuli door een remming van glutathion (GSH)-reductase, een enzym dat nodig is voor het handhaven van hoge cellulaire niveaus van gereduceerd GSH (Moog, 1996), of een remming van de NF-KB-route (ICHIYAMA, 2000). Interessant genoeg werd ook aangetoond dat lithiumchloride (een andere stemmingsstabilisator) synergistisch werkt met ATRA om terminale differentiatie van WEHI-3B-leukemiecellen te induceren. Zoals waargenomen bij de combinatie van ATRA en G CSF, bleek dit waargenomen synergisme verband te houden met de preventie van RAR-eiwitverlies dat gewoonlijk wordt waargenomen bij blootstelling aan ATRA (Finch, 2000).

Van belang is dat onlangs is aangetoond dat VPA als monotherapie of toegediend in combinatie met ATRA klinische hematologische reacties kan induceren bij patiënten die worden behandeld voor myelodysplastische syndromen (KUENDGEN, 2004). In deze studie leek een voorbehandeling met VA nodig voor verdere positieve effecten van ATRA.

Retinezuur :

Retinoïden vertegenwoordigen een grote groep verbindingen die structureel verwant zijn aan vitamine A (retinol). Ze werken door binding aan en activering van specifieke nucleaire receptoren, die het DNA binden. Retinoïnezuur (RA), het natuurlijke zure derivaat van retinol, is een belangrijke onderscheidende factor die betrokken is bij specifieke fasen van de embryonale ontwikkeling, differentiatie van het visuele systeem en (hier van belang) hemopoëtische granulocytische rijping (CORNIC, 1994). In VITRO werd aangetoond dat RA granulocytische differentiatie van de HL60-cellijn kan induceren. Deze cellijn werd in 1977 opgericht door een patiënt met AML. De cellen lijken grotendeels op promyelocyten, maar kunnen worden geïnduceerd om terminaal te differentiëren. Sommige reagentia, waaronder RA, zorgen ervoor dat HL60-cellen differentiëren tot granulocyt-achtige cellen, andere tot monocyt/macrofaag-achtige cellen. Het genoom van de HL60-cel bevat een geamplificeerd c-myc-proto-oncogen en de c-myc-mRNA-niveaus nemen snel af na inductie van differentiatie (BIRNIE, 1988).

Terugkerende veranderingen van het gen dat codeert voor de RA-alfa-receptor (RARα, gelokaliseerd op chromosoom 17q12) worden in verband gebracht met sommige subgroepen van acute myeloïde leukemie (AML). De meest voorkomende RARa-genverandering is de reciproke t(15;17) chromosomale translocatie die wordt waargenomen bij de overgrote meerderheid van acute promyelocytische leukemie (APL) die overeenkomt met de AML-M3-subset van de Frans-Amerikaans-Britse (FAB) classificatie. Deze translocatie fuseert het RARa-gen met het PML-gen (gelokaliseerd op chromosoom 15q21), resulterend in PML-RARa-fusieproducten. Variante translocaties die het RARα-gen fuseren met andere partners, waaronder PLZF op chromosoom 11, NPM op chromosoom 5, NuMA op chromosoom 11 en STAT5 op chromosoom 17, zijn zelden of af en toe gemeld. De causale rol van de RARα-fusie-eiwitten (minstens PML-RARa en PLZF-RARa) in APL is aangetoond in muismodellen (KOGAN, 1999). Er is aangetoond dat deze fusie-eiwitten kunnen werken als een dominante transcriptionele repressor in APL-cellen (Melnick, 1999).

De NB4-cellijn werd in 1991 opgericht door een patiënt met APL (LANOTTE, 1991). Deze cellijn is op grote schaal gebruikt om de biologie van deze ziekte te bestuderen. In tegenstelling tot HL60 draagt ​​NB4 de t(15;17)-translocatie. Net als in HL60-cellen is RA in staat granulocytische differentiatie van NB4-cellen te induceren, wat leidt tot celdood door terminale inductie van apoptose. Deze onderscheidende effecten zijn in vivo bevestigd met behulp van verschillende muizenmodellen van APL (KOGAN, 1999; He, 1999).

Op basis van deze preklinische observaties is orale all-trans RA (ATRA) met succes toegediend aan APL-patiënten. Bij patiënten met recidiverende APL induceert eerstelijnstherapie met ATRA (45 mg/m2/dag) in vivo differentiatie van leukemische promyelocyten tot abnormale granulocyten die nog steeds de PML-RARa-fusie dragen, resulterend in ongeveer 90% hematologische remissie en 20% moleculaire remissie percentages zoals beoordeeld door specifieke PML-RARa RT-PCR-negativatie (Huang, 1988; CASTAIGNE, 1990; DEGOS, 1995). Dit was het eerste voorbeeld van een differentiatietherapie bij leukemie bij de mens. Helaas zijn dergelijke gunstige effecten niet waargenomen bij patiënten met andere AML-subtypen bij behandeling met ATRA met een vergelijkbare dosering en hetzelfde schema. Na deze resultaten verkregen bij patiënten met relapsing APL, werd ATRA vervolgens geëvalueerd in combinatie met chemotherapie tijdens eerstelijnsbehandeling van nieuw gediagnosticeerde APL-patiënten. Verschillende gecontroleerde onderzoeken hebben de ATRA-chemotherapie-combinatie vastgesteld als de huidige standaardtherapie voor nieuw gediagnosticeerde APL. Blijkbaar worden de beste resultaten verkregen wanneer ATRA en chemotherapeutica gelijktijdig worden toegediend.

Andere therapeutische interventies kunnen worden overwogen om de RA-gevoeligheid in RA-resistente cellen te verhogen. Verklaringen voor de RA-resistentie omvatten eigenlijk RA-geïnduceerde verhoogde expressie van cytochroom P450-isovormen (CYP's), RA-geïnduceerde verhoogde expressie van cytoplasmatische RA-bindende eiwitten type II (CRABP-II), overexpressie van P-glycoproteïne (P-gp) en verworven mutaties van het ligandbindende gebied van het RARa-gen. Middelen die interageren met het ATRA-metabolisme, zoals hiv-1-proteaseremmers (indinavir, ritonavir, saquinavir) die CYP's en P-gp remmen en concurreren met ATRA voor CRABP-I-binding, zouden de inductie van differentiatie in RA-resistente cellen kunnen versterken (IKEZOE , 2000).