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Atividade da quinase de tirosina constitutiva do oncogene de fusão BCR-ABL1 faz com que a CML, que fornece uma base racional para direcionar a atividade da quinase por inibidores de pequenas moléculas. O sucesso de TKIs no tratamento de pacientes com LMC revolucionou o conceito de terapia-alvo1,2. Posteriormente, a terapia antiquinase como medicina de precisão foi desenvolvida para várias outras malignidades, incluindo tumores sólidos. Até agora, mais de trinta inibidores da quinase foram aprovados pelo FDA Estado Unidos para o tratamento de várias neoplasias malignas. TKI tratamento é muito eficaz em suprimir a doença, não é curativa. Além disso, uma pequena população de células cancerosas persiste durante o tratamento: o MRD3,4,5. Mesmo os pacientes que mostrou remissão completa são deixados com MRD, que eventualmente resultados em recaída, se não continuamente reprimidos. Portanto, a erradicação de células MRD é necessário conseguir uma resposta curativa ou durável. LMC representa um paradigma valioso para definir o conceito de medicina de precisão, mecanismos de mixomas, terapêutica racional alvo-dirigido, progressão da doença e resistência às drogas. No entanto, até hoje, o mecanismo de morte celular induzida por TKI de condução em células de câncer não é totalmente compreendido, nem por células MRD (compostas por células leucêmicas [LSCs]) são intrinsecamente resistentes a TKIs4,6. Não obstante, o fenômeno de "dependência do oncogene" a oncoproteína quinase mutante está implicado na eficácia TKI onde a inibição aguda do oncogene orientada por TKIs provoca um choque oncogênicos que leva a uma resposta maciça proapoptotic ou quiescência na célula contexto-dependente6,7,8,9. No entanto, a base mecanicista da dependência do oncogene é carente. Estudos recentes têm implicados que fator de crescimento de sinalização revoga a dependência do oncogene e, consequentemente, confere resistência à terapia TKI10,11,12. Portanto, para obter conhecimento sobre o mecanismo da dependência do oncogene, realizamos a expressão do inteiro-genoma perfilação de BCR-ABL1 viciado e células nonaddicted (crescidas com fatores de crescimento), que revelaram que o c-Fos e Dusp1 são importantes mediadores da oncogene vício13. A exclusão genética de c-Fos e Dusp1 é letal para BCR-ABL1-expressando células e os ratos usados no experimento não desenvolveu leucemia. Além disso, a inibição de c-Fos e DUSP1 por inibidores de molécula pequena curado CML BCR ABL1-induzida em camundongos. Os resultados mostram que os níveis de expressão de c-Fos e Dusp1 definem o limiar de apoptose em células cancerosas, tal que os níveis mais baixos conferem sensibilidade de drogas enquanto que níveis mais elevados de causar resistência à terapia13.
Para identificar os genes dirigindo a dependência do oncogene, realizamos vários do inteiro-genoma expressão experimentos na presença de fator de crescimento e um TKI (imatinib) usando o mouse - e células de paciente-derivado de CML (K562) de criação de perfil. Estes dados foram analisados em paralelo com a CML pacientes conjuntos de dados obtidos de CD34+ células-tronco hematopoiéticas antes e após o tratamento com imatinib. Esta análise revelou três genes (um fator de transcrição [c-Fos], fosfatase dupla especificidade 1 [Dusp1] e uma RNA-proteína obrigatória [Zfp36]) que são comumente upregulated em células TKI-resistente. Para validar a importância destes genes em conferir resistência às drogas, realizamos análise in vitro e in vivo passo a passo. Os níveis de expressão destes genes foram confirmados por qPCR em tempo real (RT-qPCR) e mancha ocidental em células resistentes. Além disso, a superexpressão do cDNA e nocaute por grampos de shRNA de c-Fos, Dusp1, e Zfp36 revelou que elevado de c-Fos e Dusp1 expressões são suficientes e necessárias para conferir resistência TKI. Portanto, realizamos uma validação in vivo usando modelos do rato com o c-Fos e Dusp1 só. Para a validação genética de c-Fos e Dusp1, criamos ROSACreERT-inducible do c-Fosfl/fl ratos (nocaute condicional)14 e cruzou-os com Dusp1- / - (nocaute)15 tornar ROSACreERT2-c-Fosfl/fl Dusp1- / - ratos transgénicos-duplo. Células de medula óssea-derivado de c-Kit+ (de c-Fosfl/fl-, Dusp1- / -- e c-Fosfl/flDusp1- / -) expressam BCR-ABL1 foram analisados em vitro em um ensaio de unidade (CFU) formadoras e em vivo por transplante de medula óssea em camundongos letalmente irradiados, para testar a exigência de c-Fos e Dusp1 sozinho ou em conjunto no desenvolvimento de leucemia. Do mesmo modo, as inibições químicas de c-Fos pela DFC (difluorinated curcumina)16 e Dusp1 pela BCI (benzylidene-3-(cyclohexylamino)-2,3-dihydro-1H-inden-1-one)17 foram testados in vitro e in vivo usando BCR-ABL1-expressando, osso células da medula-derivado de c-Kit+ do mouse tipo selvagem (WT). Para confirmar a exigência de c-Fos e Dusp1 em células leucêmicas, utilizamos um modelo de mouse CML onde BCR-ABL1 foi especificamente induzida em suas células-tronco por doxiciclina (expressa Tet-liberada em células-tronco murino leucemia (SCL) gene 3' potenciador Regulamento)18,19. Usamos a medula óssea Lin–c-Kit de Sca++ (LSK) células destes ratos em um ensaio in vivo de transplante. Além disso, estabelecemos níveis phopsho-p38 e a expressão de IL-6 como biomarcadores farmacodinâmicos para Dusp1 e inibição de c-Fos, respectivamente, na vivo. Finalmente, para estender o estudo para a relevância humana, derivado de paciente CD34+ as células (equivalente às células c-Kit+ de ratos) foram submetidas a longo prazo ensaios in vitro cultura-iniciando célula (LTCIC) e um modelo do rato humanizado em vivo CML20,21. Os camundongos imunodeficientes foram transplantados com células CML CD34 +, seguidas de tratamento medicamentoso e análise de sobrevivência de células leucêmicas humanas.
Neste projecto, desenvolvemos métodos para a identificação do alvo e validações usando ferramentas de genéticas e químicas, usando diferentes modelos pré-clínicos. Estes métodos podem ser aplicados com sucesso para validar outros alvos, desenvolvendo modalidades químicas para o desenvolvimento de terapêutica.