Identificação da família BCL2 como alvo terapêutico no tratamento das neoplasias mieloproliferativas associadas à mutação da JAK2V617F

• Main Author: Cristina Tavares Leal
• Other Authors: Lorena Lôbo de Figueiredo Pontes
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2017
• Subjects: Apoptose; BCL2; Inibidor da JAK2; Inibidor de BCL2; Neoplasias mieloproliferativas; Apoptosis; BCL2 inhibitor; JAK2 inhibitor; Myeloproliferative neoplasms
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17154/tde-06042018-114114/

As neoplasias mieloproliferativas (NMPs) negativas para o rearranjo t(9;22)/BCRABL1, incluindo Policitemia Vera (PV), Trombocitemia Essencial (TE) e Mielofibrose Primária (MFP), são doenças hematopoéticas clonais e estão frequentemente associadas à mutação JAK2V617F. Apesar dos avanços no conhecimento da fisiopatologia após a descoberta da mutação JAK2V617F e do desenvolvimento de inibidores da JAK2, o tratamento permanece não curativo. Sabe-se que as célulastronco mais primitivas nas NMPs são responsáveis pela iniciação da doença e que a expansão dos precursores mieloeritróides contribui para o fenótipo clínico. Dados recentes obtidos com ensaios in vitro mostram que as proteínas da família BCL2, reguladoras da apoptose mitocondrial, desempenham um papel relevante na patogênese das NMPs. Acreditamos que a expressão anômala de BCL2 nas células progenitoras hematopoéticas (CPH) das NMPs pode contribuir para a patogênese desse grupo de doenças. Avaliamos a expressão gênica, por meio de PCR em Tempo Real, da família BCL2 (genes antiapoptóticos BCL-xL e BCL2 e o pró-apoptótico BIM) nas diferentes subpopulações de progenitores hematopoéticos murinos (de um modelo condicional knockin de expressão heterozigótica condicional da Jak2V617F) e de pacientes portadores de NMPs bem como sua contribuição para o fenótipo da doença e resposta ao inibidores da JAK2 (com a droga ruxolitinibe) e/ou inibição da família BCL2 (com o inibidor de BCL2 obatoclax). Não encontramos diferença de expressão basal dos genes BCL2, BCL-xL e BIM nas células CD34+ bem como nas subpopulações de células CD34+38-/+ de pacientes com NMPs, independente da presença da mutação JAK2V617F, em relação às células CD34+ e subpopulações CD34+38-/+ dos controles (p>0.05). Nas células CD34+ de pacientes com TE encontramos aumento de expressão de BCL2 em relação às células CD34+ pacientes com MFP (p=0.03). No modelo transgênico de camundongos Jak2 wt/VF (que apresentam uma NMP semelhante à PV) e Jak2 wt/wt (controles), comparamos a expressão diferencial dos genes da família Bcl2 em precursores hematopoéticos imaturos (LSKs) e progenitores mieloides mais maduros (MPs). A expressão do BclxL em MPs de camundongos wt/VF foi maior em relação à subpopulação de células LSKs e em relação as duas subpopulações de células dos controles (p=0.0011). Não houve diferença significativa de expressão do Bcl2 nas subpopulações de células LSKs e MPs de animais wt/VF e wt/wt (p=0.12). Observou-se menor expressão de Bim em LSKs em relação às células MPs dos animais mutados (p=0.026), diferença essa não observada entre os controles Jak2 wt/wt. O tratamento isolado com inibidor de JAK2 ou de BCL2 resultou em aumento de expressão do Bim nas CPH (LSKs e MPs) de camungongos Jak2 wt/VF em relação aos animais Jak2 wt/wt. Este aumento da expressão de Bim foi ainda mais evidente após o tratamento das células com a combinação das duas drogas quando comparadas às células não tratadas ou tratadas com um dos dois inibidores, sendo maior em animais doentes do que em animais controles (p<0.0001). A análise do efeito do tratamento com os inibidores de JAK2 e BCL2 na indução de apoptose por meio de citometria de fluxo (marcação com anexina/7-AAD) revelou que as células LSKs foram mais resistentes à apoptose tardia do que as células MPs independentemente da mutação da JAK2 (p<0.05). O tratamento com obatoclax resultou em indução de apoptose diferentemente do que foi observado com o tratamento com ruxolitinibe (p=0.594) nas células MPs de animais Jak2 wt/VF. Ademais, o tratamento combinado com ruxolitinibe e obatoclax resultou no aumento da apoptose nas células MPs dos animais com fenótipo de PV (Jak2 wt/VF) em relação aos animais Jak2 wt/wt (p=0.05). Em conclusão, demonstramos que a resistência à apoptose nas NMPs ocorre desde as CPH iniciadoras da doença. Nossos resultados sugerem que a modulação da apoptose mitocondrial pode ser uma nova estratégia terapêutica para pacientes com NMP em combinação aos inibidores de JAK2, na medida em que atua tanto nas CPH que iniciam a doença como nos MPs, responsáveis pelos sinais e sintomas de mieloproliferação. === Myeloproliferative Neoplasms (MPNs) negative for t(9;22)/BCR-ABL1 rearrangement, including Polycythemia Vera (PV), Essential Thrombocythemia (ET) and Primary Myelofibrosis (PMF), are clonal hematopoietic diseases and are often associated with the JAK2V617F mutation. Despite advances in the pathophysiology knowledge after the discovery of the JAK2V617F mutation and the development of JAK2 inhibitors, treatment remains non-curative. It is known that MPN primitive stem cells are essential for the initiation of the disease and that the expansion of the myeloeritroid precursors contributes to the clinical phenotype. Recent data, obtained with in vitro assays, showed that BCL2 family proteins, regulators of mitochondrial apoptosis, play a relevant role in the pathogenesis of MPNs. We believe that the anomalous expression of BCL2 in hematopoietic progenitor cells (HPCs) of MPNs may contribute to their pathogenesis. We evaluated BCL2 family (antiapoptotic genes BCL-xL and BCL2 and the pro-apoptotic BIM) gene expression by real-time PCR in different subpopulations of hematopoietic progenitors from a conditional Jak2V617F knockin murine model and from patients with MPNs as well as their contribution to the disease phenotype and response to JAK2 inhibitors (with ruxolitinib) and/or to the inhibition of the BCL2 family (with the BH3-mimetic obatoclax). We found no difference in the basal expression of the BCL2, BCL-xL and BIM in CD34+ cells as well as in subpopulations of CD34+ 38-/+ cells from patients with MPNs, regardless of the presence of the JAK2V617F mutation. In CD34+ cells obtained from patients with ET, we found an increase of BCL2 expression when compared to CD34+ cells with PMF (p=0.03). In the Jak2 wt/VF transgenic mice (that develop a MPN similar to PV) and Jak2 wt/wt controls, we compared the differential expression of Bcl2 family genes in immature hematopoietic precursors (LSKs) and more mature myeloid progenitors (MPs). Expression of Bcl-xL in MPs of wt/VF mice was greater when compared to LSKs and to the two progenitor subpopulations of control cells (p=0.0011). There was no significant difference in Bcl2 expression between the subpopulations of LSKs and MPs from wt/VF and wt/wt animals (p=0.12). Lower Bim expression in LSKs than in MPs was observed in samples from JAK2-mutated animals (p=0.026). Such difference was not observed between the Jak2 wt/wt subpopulations. Treatment with JAK2 or BCL2 inhibitors alone resulted in increased Bim expression in LSKs and MPs of the Jak2 wt/VF mice when compared to Jak2 wt/wt animals. This increase in Bim expression was even more evident when these cells were treated with the combination of the two drugs as compared to single treatment with one of the two inhibitors, being higher in mutaded than control animals (p<0.0001). The analysis of apoptosis by flow cytometry (annexin / 7-AAD labeling) revealed that LSK cells were more resistant to late apoptosis than MP cells regardless of the JAK2 mutation (p<0.05). Treatment with obatoclax resulted in greater apoptosis induction than it was observed with ruxolitinib treatment (p=0.594) on MP cells of Jak2 wt/VF animals. In addition, the combined treatment with ruxolitinib and obatoclax resulted in increased apoptosis in MP cells of animals with the PV phenotype (Jak2 wt/VF) as compared to the Jak2 wt/wt animals (p=0.05). In conclusion, we demonstrated that resistance to apoptosis in MPNs occurs at the level of the hematopoietic progenitors that initiate the disease. Our results suggest that modulation of mitochondrial apoptosis may be a new therapeutic strategy for MPN patients in combination with JAK2 inhibitors, as it acts on both the disease initiating and more mature progenitors, responsible for the clinical findings of myeloproliferation.