Chronic myelogenous leukemia, CML, is a hematological cell

Izabela Zaleśna
Wpływ STI571 i doksorubicyny stosowanych w kombinacji na linię komórkową K562
przewlekłej białaczki szpikowej BCR-ABL+
Opiekun: prof. dr hab. Małgorzata Czyż
Koło naukowe przy Zakładzie Biologii Molekularnej Nowotworów, Uniwersytet Medyczny w Łodzi
Wstęp: Przewlekła białaczka szpikowa, CML (chronic myelogenous leukemia) jest nowotworem
hematologicznym, u podłoża którego leży translokacja chromosomalna t(9;22)(q34;q11) skutkująca
powstaniem chromosomu Filadelfia z genem fuzyjnym BCR-ABL. Produkt ekspresji tego genu, kinaza
tyrozynowa (Bcr-Abl) jest konstytutywnie aktywna, przez co szereg wewnątrzkomórkowych dróg
sygnałowych ulega aktywacji prowadząc do stymulacji proliferacji i hamowania apoptozy w komórkach
CML. Kinaza Bcr-Abl wpływa również na funkcję integryn zmieniając interakcje między komórkami.
Zmieniona aktywność kinazy Bcr-Abl jest celem terapeutycznym we wszystkich fazach CML.
STI571 (imatinib; Gleevec®), przykład tzw. leku celowanego jest efektywnym i selektywnym
inhibitorem kinazy Bcr-Abl i jest lekiem z wyboru w leczeniu nowozdiagnozowanych pacjentów z
CML. Chociaż niezwykle aktywny, szczególnie we wczesnych fazach rozwoju nowotworu, STI571 nie
usuwa komórek progenitorowych CML, a u dużej części pacjentów rozwija się wtórna oporność w
trakcie stosowania leku.
Cel: Poszukiwanie optymalnej kombinacji stężeń STI571 i doksorubicyny (DOX), która wzmocniłaby
proapototyczny wpływ STI571 na oporne na apoptozę komórki K562, pochodzące od pacjentki CML w
fazie zaostrzenia blastycznego.
Metody: Apoptoza komórek K562 była oceniana za pomocą: i) analizy mikroskopowej mającej na celu
identyfikacje komórek o morfologii komórek apoptotycznych (barwienie komórek odczynnikiem
Giemza lub barwienie DAPI jąder ulegających fragmentacji), ii) elektroforetycznej analizy
apoptotycznej drabinki DNA.
Wyniki: Zaobserwowano zależną od stężenia STI571 indukcję procesu apoptozy w komórkach K562.
Zastosowanie STI571 w skojarzeniu z DOX znacznie zwiększyło wydajność tego procesu. Stosowanie
STI571 w niskim dawkach w skojarzeniu z niskimi dawkami leku cytostatycznego, DOX może okazać
się podejściem alternatywnym dla stosowanych obecnie w klinikach wysokich dawek STI571 i może
zmniejszyć ryzyko wystąpienia oporności wtórnej.
Combined effects of STI571 and doxorubicin on BCR-ABL+ CML cell line K562
Supervisor: Malgorzata Czyz, Ph.D.
Student`s Scientific Society set in Department of Molecular Biology of Cancer, Medical University of
Lodz, Poland
Introduction: Chronic myelogenous leukemia, CML, is a hematological cell malignancy caused by a
chromosomal translocation t(9;22)(q34;q11) that generates the Philadelphia chromosome (Ph). This
aberrant chromosome results in BCR-ABL fusion gene. The product of expression of that gene, tyrosine
kinase (Bcr-Abl), is constitutively active and in turn stimulates a number of signaling pathways
promoting proliferation and survival of CML cells. Bcr-Abl also affects integrin function impairing cellcell interactions. The deregulated activity of the Bcr-Abl remains a therapeutic target in all phases of
CML.
STI571 (imatinib; Gleevec®) developed as the molecularly targeted therapy is a potent and selective
inhibitor of Bcr-Abl and is a first-line drug for the treatment of newly diagnosed CML patients.
Although highly active in early stages of CML, STI571 seems unable to eradicate the malignant
progenitors and several patients develop drug resistance after long-time use.
Goal: Combination of STI571 with doxorubicin (DOX) was investigated to determine optimal
concentrations of both drugs which could enhance the pro-apoptotic activity of STI571 in apoptosis
reluctant cell line K562, derived from blast crisis CML patient.
Methods: K562 cells were evaluated for evidence of apoptosis by two different assays: I) microscopic
analysis to identify morphological characteristic of apoptotic cells (Giemza staining for cell surface
blebbing and DAPI staining for nuclear fragmentation) and II) detection of the apoptotic DNA ladder.
Results: The STI571-induced apoptosis in K562 cells was concentration dependent. Combined treatment
of Bcr-Abl-expressing cells with STI571 and DOX markedly enhanced apoptosis. A low dose of
STI571 in combination with a low dose of cytostatic drug, DOX might be an alternative approach to
high doses of STI571 currently used in clinics and might reduce a risk of drug resistance development.