Η αιμίνη επηρεάζει την αποπτωτική δράση των αναστολέων της Bcr-Abl κινάσης: επιπτώσεις στη θεραπεία της χρόνιας μυελογενούς λευχαιμίας
Creators: name: Μπονοβόλιας, Ιωάννης Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2007
Subjects: Χρόνια μυεολογενής λευχαιμία
Αναστολείς Bcr-Abl κινάσης
Αιμίνη
Ιαμτινιβη
Νιλοτινίβη
Chronic myelogenous leukemia (cml)
Bcr-Abl kinase inhibitors
Hemin
Imatinib (gleevec)
Nilotinib (tasigna)

description: Σύμφωνα με τα πειραματικά αποτελέσματα της συγκεκριμένης Διπλωματικής Εργασίας τεκμηριώνεται πως η αιμίνη (σιδηρο-πρωτοπορφυρίνη-ΙΧ) που επάγει τη διαφοροποίηση των ανθρώπινων Κ-562 ερυθρολευχαιμικών κυττάρων, τα προστατεύει επίσης από τον κυτταρικό θάνατο που προκαλείται από τις ανθρακυκλίνες και το Imatinib, μεταβάλλοντας τη δυναμική ανάπτυξής τους και καθιστώντας τα λιγότερο ευαίσθητα στη δράση των φαρμάκων αυτών. Ακόμη, αυξάνει την IC50 του Imatinib με δοσοεξαρτώμενο τρόπο και μειώνει τον συνολικό αριθμό των αποπτωτικών και νεκρών κυττάρων. Επιπλέον, η αιμίνη αποτρέπει την προκαλούμενη από το Imatinib καταστροφή του DNA και διεγείρει την κυτταρική αναγέννηση (self-renewal) των Κ-562 κυττάρων. Από την άλλη, η Succinyl-acetone, ένας ισχυρός αναστολέας της ενδογενούς βιοσύνθεσης της αίμης, ενισχύει την κυτταροτοξική δράση του Imatinib, γεγονός που ενισχύει την άποψη ότι η de novo βιοσύνθεση της αίμης συμβάλλει στη μείωση της ευαισθησίας των Κ-562 κυττάρων στο Imatinib. Επιπρόσθετα, η αιμίνη διεγείρει την έκφραση των 2 γονιδίων Bcl-2 (alpha και beta), τα οποία κωδικοποιούν τις αντίστοιχες αντι-αποπτωτικές μιτοχονδριακές πρωτεΐνες. Τα γονίδια αυτά καταστέλλονται από το Imatinib. Αναφορικά με το Nilotinib, μέλος της νεότερης γενιάς των εκλεκτικών αναστολέων της BCR-ABL κινάσης της τυροσίνης, αποδεικνύεται ότι το φάρμακο αυτό είναι αρκετά εκλεκτικότερο από το Imatinib και κατά περίπου 30 φορές ισχυρότερος αναστολέας της BCR-ABL κινάσης. Προκαλεί αναστολή της ανάπτυξης των Κ-562 κυττάρων, αλλά επιπλέον επάγει τη διαφοροποίησή τους σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Στην περίπτωση του Nilotinib, η αιμίνη όχι μόνο δεν προσφέρει αντίστοιχη προστασία στα Κ-562 κύτταρα που έχουν εκτεθεί στο Nilotinib, αλλά ενισχύει τόσο την κυτταροτοξική όσο και τη διαφοροποιητική του ικανότητα, ενώ δεν είναι ικανή να διεγείρει την κυτταρική αναγέννηση (self-renewal) των κυττάρων αυτών, τα οποία έχουν εκτεθεί στο Nilotinib. Τα προαναφερόμενα αποτελέσματα είναι δυνατόν να προστεθούν στις ήδη υπάρχουσες προσεγγίσεις της ανάπτυξης αντίστασης έναντι των αναστολέων της BCR-ABL κινάσης και να αξιοποιηθούν, με απώτερο σκοπό την αποτελεσματικότερη θεραπευτική προσέγγιση της χρόνιας μυελογενούς λευχαιμίας.
description: Earlier studies have shown that Hemin (iron protoporphyrin-IX) promotes erythroid differentiation of human K-562 CML cells and protects leukemia cells from anthracyclines. Here, we provided evidence that Hemin also protects cultured human K-562 CML cells from Imatinib-induced cell death. Hemin increased the IC50 of Imatinib in a dose-dependent manner and reduced the accumulation of non-viable cells in cultures. Hemin promoted erythroid differentiation and altered human K-562 CML cells by making them less susceptible to Imatinib. Finally, Hemin prevented Imatinib-induced DNA damage to occur and increased the self-renewal ability of human K-562 CML cells exposed to Imatinib. Succinyl-acetone, a potent inhibitor of de novo Heme biosynthesis, potentiated the killing effect of Imatinib suggesting that endogenous de novo Heme biosynthesis also contributes into protection of human K-562 CML cells. RT-PCR assessment of the steady state level of RNA transcripts encoded by Bcl-2a and Bcl-2b genes indicated that Hemin selectively reactivated the expression of these 2 anti-apoptotic genes that were markedly repressed by Imatinib. These findings indicate that Hemin altered the developmental state of human K-562 CML cells via differentiation and decreased their sensitivity to Imatinib by conferring resistance. However, when Hemin's effects was tested in Nilotinib, a 2nd generation inhibitor of BCR-ABL tyrosine kinase, treated human K-562 CML cells the data has shown that the cytotoxic effect of this agent achieved at about 10-fold lower concentration than Imatinib. Also Nilotinib induced hemoglobin accumulation in human K-562 CML cells. These data indicate that Hemin exhibits disparate effects on Imatinib and/or Nilotinib-treated human K-562 CML cells, suggesting two different methods of action.