Nuovi meccanismi di resistenza nella LAL-T del bambino

Nonostante i notevoli progressi conseguiti nel trattamento della leucemia acuta linfoblastica (LAL), circa il 15% dei bambini e dei giovani adulti affetti da LAL-T presentano una prognosi particolarmente sfavorevole dovuta a resistenza/recidive precoci (Winter SS et al, 2018; Trinquand A et al, 2013). I meccanismi alla base della resistenza alla chemioterapia convenzionale sono ancora poco noti. Il tasso proliferativo delle cellule leucemiche, proposto come possibile responsabile, spiega solo parzialmente questo fenomeno; inoltre è stato dimostrato che, dal punto di vista genetico, mutazioni con perdita di funzione di TP53 e CDKN2A mediano la chemioresistenza in modelli murini. Tuttavia, è noto da tempo che le mutazioni di TP53 sono molto rare nei pazienti affetti da LAL-T alla diagnosi e prevalgono alla ricaduta, mentre le delezioni di CDKN2A, pur essendo frequenti, non sono significativamente associate alla resistenza (Hsiao MH et al, 1994; Rubnitz JE et al, 1997). Infine, le mutazioni legate alla refrattarietà, come quelle di NT5C2 (Tzoneva G et al, 2013), si riscontrano prevalentemente alla ricaduta di malattia e non alla diagnosi, indicando dunque un meccanismo di pressione selettiva.

Poiché in oncologia la resistenza all’apoptosi mitocondriale è in grado di predire la scarsa risposta alla chemioterapia, Gutierrez e colleghi hanno descritto le basi molecolari di questo fenomeno nella LAL-T nel manoscritto “PRC2 loss induces chemoresistance by repressing apoptosis in T cell acute lymphoblastic leukemia” pubblicato dalla rivista Journal of Experimental Medicine (Ariës IM et al, 2018).

Al fine di spiegare l’eterogenea risposta alla chemioterapia, gli autori hanno misurato la depolarizzazione mitocondriale in risposta al peptide pro-apoptotico BCL2L11 – con un saggio chiamato BH3 profiling – in una coorte di 47 campioni diagnostici provenienti da bambini affetti da LAL-T ed arruolati nei protocolli Dana-Farber Cancer Institute Study 05-001 e Children’s Oncology Group study AALL0434. Questi esperimenti hanno dimostrato che la resistenza all’apoptosi mitocondriale era associata ad elevati livelli di malattia residua e ad una ridotta sopravvivenza libera da eventi (EFS).

Nel tentativo di individuare le cause genetiche della resistenza all’apoptosi mitocondriale, gli autori hanno impiegato metodiche di sequenziamento di nuova generazione, ma non hanno trovato differenze né nei geni della famiglia BCL2 – i più noti regolatori dell’apoptosi mitocondriale (Czbotar PE et al, 2014) – né nei geni TP53, CDKN2A, PTEN, NOTCH1, FBXW7 – coinvolti nella risposta alla chemioterapia (Lowe SW et al, 1994; Gutierrez A et al, 2009; Mansour MR et al, 2009). La resistenza all’apoptosi mitocondriale è risultata invece associata a mutazioni o delezioni dei componenti del complesso PRC2 (polycomb repressive complex 2), coinvolto nella modificazione della cromatina: EZH2, EED o SUZ12. La maggioranza delle mutazioni osservate nello studio era di tipo troncante, con un effetto simile sia in presenza di alterazioni monoalleliche che bialleliche; inoltre, le mutazioni di PRC2 sono risultate associate ad una inferiore risposta alla terapia di induzione e ridotta EFS, anche in una coorte indipendente di bambini.

In linee cellulari private dei componenti del PRC2, il BH3 profiling ha dimostrato che sia la mancanza di EZH2 che di EED o SUZ12 causano resistenza all’apoptosi mitocondriale. Come ulteriore prova, la linea cellulare CCRF-CEM deprivata del PRC2 mostra resistenza all’induzione dell’apoptosi quando trattata con farmaci chemioterapici.

Dato che il complesso PRC2 è coinvolto nella repressione trascrizionale, mediante RNA-seq sono state analizzate le conseguenze trascrizionali della deplezione di PRC2: quest’ultima non influenza la trascrizione dei geni pro- e anti-apoptotici della famiglia BCL2, indicando che PRC2 regola l’apoptosi mitocondriale mediante vie alternative; al contrario, l’analisi dei geni iperespressi ha evidenziato TRAP1, un gene codificante per una proteina mitocondriale, appartenente alle chaperonine della famiglia delle HSP90. Tramite esperimenti di chromatin immunoprecipitation-sequencing (ChIP-seq) è stato dimostrato che l’interazione tra PRC2 e TRAP1 è indiretta e sono stati necessari ulteriori analisi per chiarire che il bersaglio di PRC2 è CRIP2, una proteina LIM-only domain coinvolta nella regolazione trascrizionale di NF-kB. Infatti, l’iperespressione di CRIP2 è sufficiente per indurre l’iperespressione di TRAP1 e resistenza all’apoptosi mitocondriale, come dimostrato da studi di BH3 profiling e Q-RT-PCR in cellule trasdotte con CRIP2.

Infine, gli autori si sono chiesti se l’iperespressione di TRAP1 fosse sufficiente per predire la resistenza alla chemioterapia nei bambini affetti da LAL-T: i casi con TRAP1-elevato alla diagnosi avevano una sopravvivenza inferiore – sia in termini di EFS che di sopravvivenza globale (OS) – rispetto ai casi con TRAP1-basso.

Complessivamente, questi dati indicano che la perdita di PRC2 induce l’iperespressione trascrizionale del bersaglio diretto CRIP2, che a sua volta attiva l’espressione della chaperonina TRAP1, determinando in ultimo resistenza all’apoptosi mitocondriale indotta da chemioterapia. Pertanto, i) lo studio dei livelli di TRAP1 alla diagnosi potrebbe essere utile per identificare un sottogruppo di pazienti chemioresistenti, e ii) lo sviluppo di inibitori di TRAP1 potrebbe rappresentare una strategia terapeutica per contrastare la resistenza all’apoptosi e migliorare la prognosi dei pediatrici pazienti affetti da LAL-T ad alto rischio.

Fonte

Ariës IM, Bodaar K, Karim SA, et al. PRC2 loss induces chemoresistance by repressing apoptosis in T cell acute lymphoblastic leukemia. J Exp Med. 2018;215:3094-3114.

BIBLIOGRAFIA

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