5-azacytidin Valproic Acid og ATRA i AML og høyrisiko MDS

Kromatin-demetylering Bortsett fra histonacetyleringsdeacetylering, er promotorhypermetylering en annen viktig og relevant mekanisme involvert i regulering av transkripsjon av gen (anmeldt i Herman, 2003). Kromatinremodellering kan dermed også målrettes ved å bruke nukleosidanaloger, slik som 5-azacytidin eller decitabin, som reaktiverer gentranskripsjon gjennom DNA-demetylering (Silverman, 2001). Nylig, i VITRO-studier, har induksjon av genuttrykk av 5 AzaC blitt oppnådd i primære AML- og MDS-celler ved DNA-metyleringsavhengige og uavhengige mekanismer (SCHMELZ, 2005)

Igjen har AzaC blitt vist i stand til å indusere kliniske hematologiske responser hos pasienter med MDS. En kontrollert studie utført av US Cancer and Leukemia Group B (CALBG) har rapportert en høyere responsrate, en lavere forekomst av leukemisk transformasjon og en forlenget overlevelse sammenlignet med støttebehandling alene hos disse pasientene Silverman, 2002. En annen bekreftende fase 3-studie pågår.

AzaC, i kombinasjon med valproinsyre, i leukemicellelinje (HL60 og MOLT4, har vist en synergistisk aktivitet for å indusere genuttrykk (reaktivering av p21 CIP1) og en synergistisk effekt når det gjelder vekstinhibering, induksjon av apoptose (Yang H, 2005) ).

Histonacetylering Tallrike etterforskergrupper har forsøkt å belyse de molekylære mekanismene som ligger til grunn for den ATRA-induserte differensieringen i NB4-celler, ferske APL-celler, APL-mus eller APL-pasienter (Melnick 1999). Et av hovedspørsmålene var å forstå den avgjørende rollen til PML RARα-fusjonsproteinet i differensieringsresponsen til RA. Det ble først observert at terapeutiske konsentrasjoner av ATRA resulterte i reformering av PML-kjernelegemer assosiert med en spaltning av PML RARα-fusjonsproteinet. Forsvinningen av dette fusjonsproduktet som fungerer som en dominerende negativ regulator for transkripsjon av RA-målgener ga en forklaring på gjengangen av differensieringsprosessen. Den dominerende negative rollen til PML RARα ble for det andre forklart av assosiasjonen av fusjonsproteinet til N-CoR-SMRT-Sin3-korepressorkomplekset, noe som førte til rekruttering av histon-deacetylase (HDAC) aktiviteter og til mangel på transkripsjon av målgener (REDNER, 1999) ). Av interesse er det rapportert om en lignende rekruttering av corepressor HDAC-aktiviteter ved annen fusjonsgenleukemi, inkludert PLZF RARα, AML1 ETO, CBFß MYH11 og TEL AML1 akutt leukemi. I PML RARα APL-celler tillater terapeutiske konsentrasjoner av ATRA frigjøring av corepressor HDAC-aktiviteter, histonacetylering, kromatinremodellering og transkripsjon av målgener som potensielt er ansvarlige for terminal granulocytisk differensiering (REDNER, 1999; DILWORK, 2001). Fra dette synspunktet er ATRA-terapi av APL det første eksemplet på en genmålrettet terapi som spesifikt retter seg mot patogene genetiske abnormiteter i en human leukemi.

In VITRO og in vivo resistens mot ATRA-indusert differensiering observert hos pasienter med PLZF RARα-leukemi har vært relatert til en mer potent rekruttering av corepressor HDAC-aktiviteter i denne APL-undergruppen, sammenlignet med klassisk PML- RARα APL (to corepressor-bindingssteder på PLZF i stedet for en på PML). Veldig interessant har det nylig blitt demonstrert at PLZF RARα leukemiske celler faktisk ikke er fullstendig motstandsdyktige mot differensieringsinduksjon, spesielt hvis passende COSTIMULI er gitt. For det første kan disse cellene differensiere i nærvær av høyere konsentrasjon av ATRA (3 mikroM i stedet for 1 mikroM).

For det andre gjenoppretter tilsetningen av en HDAC-hemmer (trichostatin A) ATRA-følsomheten ved 1 mikroM (KITAMURY 2000).

For det tredje kan G CSF-signalering tvinge disse cellene til å gjennomgå terminal differensiering (JANSEN 2001).

HDAC-hemmere har også vist seg å kunne indusere remisjon i transgene modeller av terapiresistent akutt promyelocytisk leukemi (He 2001).

Følsomheten til HL60-celler, som ikke viser noen kromosomal omorganisering som involverer RARα-lokuset, for RA-indusert differensiering kan være relatert til disse observasjonene. Man kan anta at noen ukjente COSTIMULI inkludert kromatinremodelleringshendelser bidrar til RA-sensitiviteten til HL60-celler.

Fra et terapeutisk synspunkt fører disse observasjonene til å evaluere ikke-målrettede transkripsjonsterapier som kombinerer ATRA med ikke-målrettede HDAC-hemmere og/eller cAMP-induktorer i ikke-APL-leukemier. Blant de kjente HDAC-hemmerne (trichostatin A, trapoksin A, butyrat, oxamflatin, depsipeptide og MS 275) har natriumfenylbutyrat blitt administrert med suksess i kombinasjon med ATRA til en pasient med klinisk ATRA-resistent APL (WARRELL, 1998). Denne kasusrapporten representerer det første eksemplet på en målrettet transkripsjonsterapi ved en human leukemi. Det er nylig påvist at valproinsyre (VPA) tilhører HDAC-hemmerfamilien (PHIEL, 2001). Valproinsyre er en kortkjedet fettsyre som er mye brukt som antikonvulsiv og humørstabilisator.

Den karakteristiske forsinkelsen i respons på VPA og dets teratogene potensiale hadde i lang tid ført til forslaget om at det virker gjennom modulering av genuttrykk. Det er også rapportert at VPA kan aktivere AP1-avhengig transkripsjon (ASGHARI, 1998; Chen, 1999 1; Yuan, 2001) og oppregulere bcl 2 (Chen, 1999 2). VPA ble også nylig demonstrert som i stand til å indusere differensiering av F9 teratokarsinomceller, som er kjent for å være i stand til å differensiere i nærvær av RA eller cAMP (WERLING, 2001). Til slutt kan VPA sensibilisere neoplastiske celler for pro-apoptotiske stimuli gjennom en hemming av glutation (GSH) reduktase, et enzym som kreves for å opprettholde høye cellulære nivåer av redusert GSH (Moog, 1996), eller en hemming av NF-KB-banen (ICHIYAMA, 2000). Interessant nok ble det også vist at litiumklorid (en annen stemningsstabilisator) virker synergistisk med ATRA for å indusere terminal differensiering av WEHI-3B leukemiceller. Som observert med kombinasjonen av ATRA og G CSF, så denne observerte synergismen ut til å være relatert til forebygging av RAR-proteintap vanligvis observert under ATRA-eksponering (Finch, 2000).

Av interesse er VPA som enkeltmiddel eller administrert i kombinasjon med ATRA nylig vist i stand til å indusere kliniske hematologiske responser hos pasienter behandlet for myelodysplastiske syndromer (KUENDGEN, 2004). I denne studien så det ut til at en forbehandling med VA var nødvendig for ytterligere positive effekter av ATRA.

Retinsyre:

Retinoider representerer en stor gruppe forbindelser strukturelt relatert til vitamin A (retinol). De virker gjennom å binde seg til og aktivere spesifikke kjernereseptorer, som binder DNA. Retinsyre (RA), det naturlige sure derivatet av retinol, er en nøkkeldifferensierende faktor involvert i spesifikke faser av embryonal utvikling, differensiering av det visuelle systemet og (av interesse her) hemopoietisk granulocytisk modning (CORNIC, 1994). I VITRO ble RA vist i stand til å indusere granulocytisk differensiering av HL60-cellelinjen. Denne cellelinjen ble etablert i 1977 fra en pasient med AML. Cellene ligner i stor grad promyelocytter, men kan induseres til å differensiere terminalt. Noen reagenser, inkludert RA, får HL60-celler til å differensiere til granulocyttlignende celler, andre til monocytt-/makrofaglignende celler. HL60-cellegenomet inneholder et amplifisert c-myc proto-onkogen og c-myc mRNA-nivåer synker raskt etter induksjon av differensiering (BIRNIE, 1988).

Tilbakevendende endringer i genet som koder for RA-alfa-reseptoren (RARα, lokalisert på kromosomet 17q12) er assosiert med noen undergrupper av akutt myeloid leukemi (AML). Den vanligste RARα-genendringen er den resiproke t(15;17) kromosomale translokasjonen observert i de aller fleste akutt promyelocytisk leukemi (APL) tilsvarende AML-M3-undergruppen av den fransk-amerikanske-britiske (FAB) klassifiseringen. Denne translokasjonen fusjonerer RARα-genet til PML-genet (plassert på kromosomet 15q21), noe som resulterer i PML- RARα-fusjonsprodukter. Variante translokasjoner som fusjonerer RARα-genet med andre partnere, inkludert PLZF på kromosom 11, NPM på kromosom 5, NuMA på kromosom 11, og STAT5 på kromosom 17, er sjelden eller av og til rapportert. Årsaksrollen til RARα-fusjonsproteinene (minst PML- RARα og PLZF- RARα) i APL har blitt demonstrert i murine modeller (KOGAN, 1999). Det er vist at disse fusjonsproteinene kan fungere som en dominerende transkripsjonsrepressor i APL-celler (Melnick, 1999).

NB4-cellelinjen ble etablert i 1991 fra en pasient med APL (LANOTTE, 1991). Denne cellelinjen har blitt mye brukt for å studere biologien til denne sykdommen. Omvendt til HL60, bærer NB4 t(15;17) translokasjonen. Som i HL60-celler, er RA i stand til å indusere granulocytisk differensiering av NB4-celler som fører til celledød gjennom terminal induksjon av apoptose. Disse differensierende effektene har blitt bekreftet in vivo ved bruk av forskjellige murine modeller av APL (KOGAN, 1999; He, 1999).

Basert på disse prekliniske observasjonene, har oral all-trans RA (ATRA) blitt administrert med suksess til APL-pasienter. Hos pasienter med residiverende APL induserer frontlinjebehandling med ATRA (45 mg/m2/dag) in vivo differensiering av leukemiske promyelocytter til unormale granulocytter som fortsatt bærer PML-RARα-fusjonen, noe som resulterer i omtrent 90 % hematologisk remisjon og 20 % molekylær remisjon. hastigheter som vurdert ved spesifikk PML-RARα RT-PCR negativering (Huang, 1988; CASTAIGNE, 1990; DEGOS, 1995). Dette representerte det første eksemplet på en differensieringsterapi i en human leukemi. Dessverre har slike gunstige effekter ikke blitt observert hos pasienter med andre AML-subtyper når de behandles med ATRA ved bruk av lignende dosering og tidsplan. Etter disse resultatene oppnådd i tilbakefallende APL-pasienter, ble ATRA deretter evaluert i kombinasjon med kjemoterapi under frontlinjebehandling av nydiagnostiserte APL-pasienter. Flere kontrollerte studier har etablert ATRA-kjemoterapikombinasjonen som gjeldende standardbehandling for nydiagnostisert APL. Tilsynelatende oppnås de beste resultatene når ATRA og kjemoterapeutiske midler administreres samtidig.

Andre terapeutiske intervensjoner kan vurderes for å øke RA-sensitiviteten i RA-resistente celler. Faktisk inkluderer forklaringer på RA-resistensen RA-indusert økt ekspresjon av cytokrom P450 isoformer (CYPs), RA-indusert økt ekspresjon av cytoplasmatiske RA-bindende proteiner type II (CRABP-II), overekspresjon av P-glykoprotein (P-gp) , og ervervede mutasjoner av den ligandbindende regionen til RARα-genet. Midler som interagerer med ATRA-metabolisme, slik som HIV-1-proteasehemmere (indinavir, ritonavir, saquinavir) som hemmer CYP og P-gp og konkurrerer med ATRA om CRABP-I-binding, kan øke induksjonen av differensiering i RA-resistente celler (IKEZOE) , 2000).