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Actividad de la cinasa de tirosina constitutiva del oncogene de fusión BCR-ABL1 causa CML, que proporciona un fundamento para orientar la actividad quinasa por inhibidores de molécula pequeña. El éxito de ITC en el tratamiento de pacientes con LMC revolucionó el concepto de terapia dirigida1,2. Posteriormente, la terapia anti-cinasa como medicina de precisión fue desarrollada para varias otras malignidades, incluyendo tumores sólidos. Hasta ahora, más de treinta los inhibidores de la quinasa han sido aprobados por la FDA de Estado Unidos para el tratamiento de diversos tumores malignos. Tratamiento de TKI es muy eficaz en la supresión de la enfermedad, no es curativa. Además, persiste una población pequeña de células de cáncer durante el tratamiento: la MRD3,4,5. Incluso los pacientes que mostraron remisión completa quedan con MRD, que eventualmente suprimidos resultados en recaída si no continuamente. Por lo tanto, la erradicación de las células MRD es necesario para lograr una respuesta durable o curativa. CML representa un valioso paradigma para definir el concepto de la medicina de precisión, mecanismos de oncogénesis, rational therapeutics dirigido por el destino, progresión de la enfermedad y resistencia a los medicamentos. Sin embargo, aún hoy, el mecanismo de muerte celular inducida por TKI de conducción en las células cancerosas no se entiende completamente, ni por qué las células MRD (formadas por células leucémicas [LSCs]) son intrínsecamente resistentes a ITC4,6. Sin embargo, el fenómeno de la «dependencia oncogene» a quinasa mutante oncoproteína está implicado en la eficacia TKI donde la inhibición aguda de oncogén dirigida por ITC causa un choque oncogénico que conduce a una respuesta masiva proapoptóticas o quietud en celda manera dependiente del contexto6,7,8,9. Sin embargo, carece de la base mecanicista de la dependencia del oncogene. Estudios recientes han implicado que el factor de crecimiento señalización abroga dependencia oncogene y por lo tanto confiere resistencia a TKI terapia10,11,12. Por lo tanto, para ganar la penetración en el mecanismo de la dependencia del oncogene, realizamos perfiles de expresión de todo el genoma de BCR-ABL1 adicto y células infecciosa (crecidas con factores de crecimiento), que reveló que el c-Fos y Dusp1 son importantes mediadores de la de adicción oncogén13. La canceladura genética de c-Fos y Dusp1 es células letales BCR-ABL1-expresión sintéticas y los ratones utilizados en el experimento no se desarrolló leucemia. Por otra parte, la inhibición de c-Fos y DUSP1 por inhibidores de molécula pequeña había curada LMC BCR-ABL1-inducida en ratones. Los resultados muestran que los niveles de expresión de c-Fos y Dusp1 definen el umbral de la apoptosis en las células cancerosas, que niveles más bajos confieren sensibilidad de drogas mientras que niveles superiores causan resistencia a la terapia13.
Para identificar los genes conduce a la dependencia del oncogene, realizamos la expresión de todo el genoma varios perfiles experimentos en presencia de factor de crecimiento y un TKI (imatinib) usando ratón y células derivadas del paciente de leucemia mielógena crónica (K562). Estos datos fueron analizados en paralelo con conjuntos de datos paciente de CML de CD34+ las células madre hematopoyéticas antes y después del tratamiento con imatinib. Este análisis reveló tres genes (un factor de transcripción [c-Fos], fosfatasa de especificidad dual 1 [Dusp1] y una proteína de unión a RNA [Zfp36]) que comúnmente son upregulated en las células resistentes a TKI. Para validar la importancia de estos genes que confieren resistencia a los medicamentos, llevamos a cabo análisis in vitro e in vivo paso a paso. Los niveles de expresión de estos genes fueron confirmados por qPCR en tiempo real (RT-qPCR) y western blot en células resistentes a los medicamentos. Además, la sobreexpresión de cDNA y caída por shRNA horquillas de c-Fos, Dusp1, y Zfp36 reveló que elevados de c-Fos y expresiones Dusp1 son suficientes y necesarias para conferir resistencia a TKI. Por lo tanto, se realizó una validación in vivo con modelos de ratón c-Fos y Dusp1 solamente. Para la validación genética del c-Fos y Dusp1, hemos creado ROSACreERT inducible de c-Fosfl/fl ratones (condicional knockout)14 y cruzó con Dusp1- / - (eliminatorias recta)15 para hacer ROSACreERT2-c-Fosfl/fl Dusp1- / - ratones transgénicos doble. Las células de la médula ósea c-Kit+ (de c-Fosfl/fl-, Dusp1- / -- y c-Fosfl/flDusp1- / -) expresan BCR-ABL1 fueron analizados en vitro en una prueba de unidad (UFC) formadoras de colonias y en vivo por el trasplante de médula ósea en ratones irradiados letalmente, a probar el requisito de c-Fos y Dusp1 solos o juntos en el desarrollo de leucemia. Asimismo, las inhibiciones químicas de c-Fos por DFC (difluorados curcumina)16 y Dusp1 por BCI (benzylidene-3-(cyclohexylamino)-2,3-dihydro-1H-inden-1-one)17 fueron probados in vitro e in vivo utilizando BCR-ABL1-expresando, hueso células derivadas de la médula c-Kit+ del ratón de tipo salvaje (WT). Para confirmar la exigencia de c-Fos y Dusp1 en células leucémicas, se utilizó un modelo de ratón de LMC donde BCR-ABL1 específicamente fue inducida en las células de sus madre por doxiciclina (expresa Tet transactivator bajo células murino leucemia (SCL) gen 3' potenciador Reglamento)18,19. Utiliza la médula ósea Lin–c-Kit de Sca++ (LSK) las células de estos ratones en un ensayo de trasplante in vivo. Además, establecimos los niveles de phopsho-p38 y la expresión de IL-6 como biomarcadores de fármaco-dinámico para Dusp1 y la inhibición de c-Fos, respectivamente, en vivo. Por último, ampliar el estudio de relevancia humana, derivados del paciente CD34+ las células (equivalente a las células c-Kit+ de los ratones) fueron sometidas a largo plazo ensayos in vitro inicio de cultivo celular (LTCIC) y un modelo de ratón humanizado en vivo de CML20,21. Los ratones inmunodeficientes fueron trasplantados con células de CML CD34 +, seguidas de tratamiento y análisis de la supervivencia de células leucémicas humanas.
En este proyecto, desarrollamos métodos para la identificación de objetivos y validaciones usando herramientas genéticas y químicas, utilizando diferentes modelos preclínicos. Estos métodos pueden aplicarse con éxito para validar otros objetivos desarrollar modalidades de química para el desarrollo terapéutico.