Un compus natural sporește eficacitatea chimioterapiei împotriva leucemiei agresive

Leucemia mieloidă acută este o boală malignă heterogenă caracterizată prin blocarea diferențierii și proliferarea excesivă a progenitorilor hematopoietici, susținută de celulele stem leucemice. Un subset particular al bolii implică rearanjamentele genei KMT2A (MLL), asociate cu prognostic sever și rezistență la chimioterapie. Studiul publicat în British Journal of Pharmacology investighează utilizarea forskolinului - un compus natural cunoscut pentru activarea fosfatazei PP2A - în tratamentul leucemiei cu rearanjamente KMT2A.
În ultimii ani, activarea farmacologică a PP2A a fost identificată ca o potențială strategie terapeutică în leucemia acută mieloidă, în special în formele cu rearanjamente KMT2A. Cu toate acestea, puține molecule active clinic pot activa PP2A fără efecte imunodepresive semnificative. Forskolin, un compus natural cu efecte citostatice și citotoxice, a fost anterior raportat ca activator PP2A, dar mecanismele moleculare exacte și relevanța terapeutică în leucemia mieloidă acută KMT2A-r nu au fost clar definite.

Despre studiu

Autorii au utilizat o varietate de modele celulare și xenogrefe derivate de la pacienți pentru a investiga expresia subunităților PP2A, efectele forskolinului și interacțiunea acestuia cu daunorubicina. S-au utilizat linii celulare KMT2A-wt și KMT2A-r, probe primare de la pacienți, sisteme PDX, metode de silențiere genetică, analiza expresiei genice prin RT-qPCR, western blot și cromatografie lichidă cu spectrometrie de masă. S-a investigat activitatea enzimatică a PP2A și s-au efectuat simulări moleculare și de andocare pentru a explora interacțiunile forskolinului cu proteina de eflux P-gp (ABCB1).

Rezultate

PP2A este exprimată în celulele KMT2A-r

Expresia subunităților catalitice PP2A (PPP2CA și PPP2CB) a fost detectată în probe primare KMT2A-r și în linii celulare leucemice, indicând o disponibilitate funcțională pentru activare terapeutică. Nivelurile de PP2A-Cα au fost comparabile cu cele din măduva osoasă sănătoasă.

Forskolin are efecte citostatice și citotoxice selective

• Forskolin inhibă proliferarea liniilor celulare KMT2A-r la concentrații semnificativ mai mici (10 μM) față de liniile KMT2A-wt.
• Efectul pro-apoptotic a fost dependent de concentrație și mai pronunțat în celulele KMT2A-r.

Forskolin crește eficiența daunorubicinei

• Combinarea forskolinului (40 μM) cu daunorubicină (10 nM) a avut efect sinergic asupra viabilității celulelor KMT2A-r.
• Efectul a fost atenuat, dar nu complet inhibat, de prezența celulelor stromale medulare (HS5).

Mecanisme moleculare: activarea PP2A și reprimarea c-MYC

Forskolin a dus la o scădere semnificativă a activității ERK1/2 fosforilate și a exprimării proteinei și ARN-ului c-MYC. Această reprimare a fost abolită în celule cu PPP2CA silențiat genetic, sugerând un mecanism dependent de PP2A. Totodată, în MV411, forskolin a redus expresia genelor HOXA9 și HOXA10, ținte directe ale KMT2A.

Efectele sunt parțial independente de adenilat ciclază

Un analog al forskolinului, 1,9-dideoxy-forskolin, care nu activează adenilat ciclaza, a mimat efectele pe exprimarea c-MYC și HOXA10, dar cu eficiență mai mică. Inhibitorii PKA nu au atenuat efectul citotoxic al forskolinului, sugerând mecanisme non-canonice.

Forskolin inhibă efluxul daunorubicinei prin P-gp

• Forskolin a crescut acumularea intracelulară de daunorubicină la 1h post-tratament.
• Modelarea moleculară a arătat că forskolin, 1,9-dideoxy-forskolin și daunorubicina pot co-ocupa același situs de legare în P-gp fără interferență structurală.

Concluzii

Forskolin are un dublu mecanism de acțiune în leucemia acută mieloidă cu rearanjamente KMT2A: activarea PP2A și inhibarea P-gp. Efectele sale asupra expresiei c-MYC, HOXA9 și HOXA10, cât și creșterea eficienței daunorubicinei, se produc în absența stimulării adenilat ciclazei. Aceste rezultate susțin explorarea terapeutică a forskolinului sau a derivaților săi ca adjuvanți în tratamentul leucemiei cu rearanjamente KMT2A.