Μελέτη της παθογένειας των μυελικών κακοηθειών με έμφαση στους μηχανισμούς επιδιόρθωσης του DNA

Abstract

Acute Myeloid Leukemia (AML) is a life-threatening disease whose induction treatment consists of combination chemotherapy with Idarubicin and Cytarabine for fit patients. Treatment failures are frequent, urging the need for novel treatments for this disease. The DNA Damage Response Mechanism (DDR) comprises numerous molecules and pathways intended to arrest the cell cycle until DNA damage is repaired or else drive the cell to apoptosis. AML-derived cell lines after treatment with Idarubicin and Cytarabine were used for studying the expression profile of 84 DDR genes, through PCR arrays. Utilizing de novo AML patient and control samples we studied the expression of PPP1R15A, CDKN1A, GADD45A, GADD45G, and EXO1. Next, we performed PPP1R15A silencing in AML cell lines in two separate experiments using siRNA and CRISPR-cas9, respectively. Our findings highlight that DDR regulators demonstrate increased expression in patients with high cytogenetic risk possibly reflecting increased genotoxic stress. Especially, PPP1R15A is mainly involved in the recovery of the cells from stress and it was the only DDR gene upregulated in AML patients. The PPP1R15A silencing resulted in decreased viability of Idarubicin and Cytarabine-treated cell lines, in contrast to untreated cells. These findings shed light on new strategies to enhance chemotherapy efficacy and demonstrate that PPP1R15A is an important DDR regulator in AML and its downregulation might be a safe and effective way to increase sensitivity to chemotherapy in this disease.

Η Οξεία Μυελογενής Λευχαιμία (AML) αποτελεί μια ετερογενή ομάδα μυελικών κακοηθειώνκαι είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη για τη ζωή. Επί δεκαετίες ο βασικός κορμός της θεραπείας εφόδου για την AML είναι ο συνδυασμός των χημειοθεραπευτικών παραγόντων Ιδαρουβικίνη και Κυταραβίνη σε επιλεγμένους ασθενείς. Δυστυχώς, τα ποσοστά πρωτοπαθούς αντίστασης και υποτροπής μετά τη θεραπεία αυτή παραμένουν σημαντικά, με αποτέλεσμα να καθίσταται επιτακτική η ανάγκη ανάπτυξης νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων. Ο μηχανισμός ανταπόκρισης στη βλάβη του DNA (DDR) αποτελείται από ένα πολύπλοκο δίκτυο μορίων και μονοπατιών που ενεργοποιείται από την επίδραση παραγόντων που προκαλούν βλάβες στο DNA, όπως οι παράγοντες που προαναφέρθηκαν. Είναι επομένως πιθανόν ότι η τροποποίηση της έκφρασης κάποιου/ων μορίων που εμπλέκονται στο μηχανισμό DDR ενδεχομένως μπορεί να επηρεάζει τη χημειοευαισθησία των λευχαιμικών κυττάρων στους παράγοντες αυτούς. Αυτό ακριβώς επιδιώξαμε να δείξουμε σε αυτή τη μελέτη. Αρχικά μελετήσαμε συνολικά ένα πλήθος γονιδίων που εμπλέκονται στο μηχανισμό DDR και με την εφαρμογή κατάλληλης μεθοδολογίας επιλέξαμε να μελετήσουμε την αλλαγή της χημειοευαισθησίας των λευχαιμικών κυττάρων μετά από τροποποίηση της έκφρασης του γονιδίου PPP1R15A in vitro. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν δείχνουν ότι η μείωση της έκφρασης του PPP1R15A θα μπορούσε να αποτελέσει θεραπευτικό στόχο στην αντιμετώπισης της AML στο μέλλον.