Badanie skuteczności nowych pro-oksydacyjnych strategii w leczeniu ostrej białaczki limfoblastycznej B komórkowej.
Hipoteza: Coraz więcej danych wskazuje, że zaburzenie równowagi redoks selektywnie niszczy komórki nowotworowe, a niektóre enzymy antyoksydacyjne są ważnymi celami terapeutycznymi. Tioredoksyny (TXN), oraz należące do tej samej rodziny białek peroksyredoksyny (PRDX), są enzymami antyoksydacyjnymi, zapewniającymi utrzymanie równowagi redoks. Nasze badania wstępne wykazały znacznie podwyższony poziom reaktywnych form tlenu w komórkach ostrej białaczki limfoblastycznej B komórkowej (B-ALL). Ponadto, zarówno w liniach komórkowych B-ALL, jak i w limfoblastach pacjentów, zaobserwowaliśmy podwyższony poziom ekspresji enzymów antyoksydacyjnych z rodziny TXN. Poziom ekspresji tych enzymów wzrastał u pacjentów na etapie wznowy. Co więcej, w liniach B-ALL zaobserwowaliśmy, że PRDX1 wspomaga proliferację komórek białaczkowych. Przypuszczamy, że enzymy z rodziny TXN są jednym z czynników poprawiających przeżycie komórek białaczkowych w warunkach stresu oksydacyjnego i mogą być nowymi celami terapeutycznymi.
Cel badań: W niniejszym projekcie zbadamy skuteczność nowej, pro-oksydacyjnej strategii w leczeniu B-ALL. Najważniejszym celem projektu jest walidacja PRDX1 i innych enzymów z rodziny TXN jako potencjalnych, nowych celów terapeutycznych w B-ALL. Planujemy również zbadać, w jaki sposób PRDX1 wspomaga proliferację i przeżycie komórek B-ALL. Ponadto, chcielibyśmy ocenić, czy inhibitory enzymów z rodziny TXN uwrażliwiają komórki B-ALL na chemioterapeutyki stosowane w leczeniu B-ALL.
Metoda badawcza: Aby osiągnąć powyższe cele, planujemy zastosować kilka modeli badawczych: linie komórkowe B-ALL (NAM-6 i SEMK2), materiał kliniczny pobrany od pacjentów B-ALL (limfoblasty izolowane ze szpiku, surowicę), oraz mysi model in vivo. Realizowane będą 3 zadania badawcze:
Zadanie 1. Walidacja PRDX1 oraz innych enzymów antyoksydacyjnych z rodziny TXN jako celów terapeutycznych w B-ALL w modelach linii komórkowych.
1A. Zbadanie efektów zahamowania ekspresji PRDX1 na przeżycie i proliferację komórek B-ALL.
1B. Zbadanie czy zahamowanie proliferacji komórek białaczkowych wynikające z zablokowania ekspresji PRDX1 zależy od cystein.
1C. Zbadanie odpowiedzi transkrypcyjnej komórek białaczkowych na zahamowanie ekspresji PRDX1 za pomocą wysokoprzepustowych metod genetycznych.
1D. Badanie skuteczności terapii łączących inhibitory enzymów antyoksydacyjnych z rodziny TXN z chemioterapeutykami stosowanymi w leczeniu B-ALL.
Zadanie 2. Zbadanie biomarkerów stresu oksydacyjnego oraz ekspresji enzymów antyoksydacyjnych z rodziny TXN w materiale pobranym od pacjentów z B-ALL.
2 A. Zgromadzenie materiału od pacjentów i bazy klinicznej dorosłych i dzieci z rozpoznanym B-ALL
2 B. Ocena biomarkerów stresu oksydacyjnego w surowicy pobranej od pacjentów B-ALL
2 C. Ocena poziomu ekspresji enzymów z rodziny TXN u pacjentów B-ALL
2 D. Analiza statystyczna parametrów redoks w odniesieniu do danych klinicznych
Zadanie 3. Zbadanie skutków zablokowania enzymów antyoksydacyjnych z rodziny TXN in vivo w mysim modelu ludzkiej białaczki.
Wpływ rezultatów: B-ALL jest najczęstszym nowotworem pediatrycznym. W leczeniu B-ALL stosuje się prawie wyłącznie klasyczną chemioterapię. Większość chorych dobrze odpowiada na leczenie indukujące remisję, jednak u około 20% pacjentów dochodzi do wznowy, często opornej na leczenie. Lepsze poznanie biologii B-ALL oraz mechanizmów molekularnych odpowiedzialnych za proliferację i przeżycie limfoblastów, w szczególności roli enzymów antyoksydacyjnych z rodziny TXN, przyczyni się do poprawy skuteczności istniejących metod leczenia i może wskazać nowe cele w terapii B-ALL.
PRDX1, jako enzym metabolizujący nadtlenki, pełni ważne funkcje sygnalizacyjne. Dodatkowo, w warunkach stresu oksydacyjnego, PRDX1 może pełnić funkcję białka opiekuńczego. Nie wszystkie funkcje PRDX1 zależą od aktywności związanej z usuwaniem nadtlenków. Jak dotąd nie jest jasne, czy anty-apoptotyczna funkcja PRDX1 zależy od cystein i aktywności związanej z metabolizmem nadtlenków. W niniejszym projekcie spróbujemy odpowiedzieć na to pytanie. Lepsze poznanie działania anty-apoptotycznego PRDX1 przyczyni się do powstania nowych, bardziej selektywnych inhibitorów tego enzymu.