Ostateczny cel terapii epigenetycznej: wyłączenie własnych genów nowotworowych
AML charakteryzuje się nieprawidłową proliferacją niedojrzałych komórek szpikowych. Standardy leczenia pacjentów z AML od wielu lat pozostają takie same, a wskaźnik 5-letnich przeżyć wciąż wynosi zaledwie 30 %. Dlatego istnieje pilna potrzeba opracowania nowych metod leczenia ostrej białaczki szpikowej. Zgromadzone dowody naukowe wskazują, że zmiany epigenetyczne odgrywają ważną rolę w powstawaniu i progresji choroby, zaś celem nowych metod leczenia mógłby być stan epigenetyczny AML. „Regulatory epigenetyczne często ulegają mutacji w przebiegu ostrej białaczki szpikowej i stanowią dobry cel farmakoterapii”, tłumaczy koordynator projektu, prof. Kristian Helin. W ramach projektu NovLeuReg finansowanego przez UE ze środków programu stypendiów indywidualnych „Maria Skłodowska-Curie”, starano się zidentyfikować nowe regulatory epigenetyczne w przebiegu AML, co umożliwiłoby opracowanie w przyszłości spersonalizowanych metod leczenia. Aby zidentyfikować regulatory epigenetyczne i zbadać mechanizmy molekularne leżące u ich podstaw, naukowcy przeprowadzili testy przesiewowe utraty funkcji w ramach klasycznych badań genetycznych. Badacze wykorzystali technologię edytowania genów systemem CRISPR, chcąc wygenerować odpowiednio dużą bibliotekę, by móc wziąć na cel 1 046 genów wszystkich znanych i przypuszczalnie użytecznych białek chromatynowych. Bibliotekę wykorzystano następnie do zidentyfikowania komponentów maszynerii epigenetycznej w liniach komórkowych AML odpowiedzialnych za wystąpienie białaczki. Takie podejście pozwoliło na rozpoznanie kilkunastu potencjalnych regulatorów AML, np. PRMT5 oraz KANSL2. Wykorzystując szereg metod z dziedziny biologii komórkowej, biochemii i genomiki funkcjonalnej, badacze zbadali oba enzymy, które odgrywają ważną rolę onkogenną w innych rodzajach nowotworów. Po zidentyfikowaniu celów białkowych enzymu PRMT5 odpowiedzialnego za modyfikacje potranslacyjne oraz celowanie genowe enzymu KANSL2 modyfikującego histony, członkowie projektu mogli przejść do badania ich mechanizmów działania. Dalsze badania dotyczące związków, z którymi powyższe enzymy wchodzą w interakcje w komórkach białaczkowych, będą prowadzone z zamiarem podkreślenia znaczenia regulacji epigenetycznej w AML. Szczególne znaczenie w tym kontekście będzie miało określenie, które substraty enzymów odpowiadają za postęp choroby i mogłyby zostać użyte jako cele terapii AML, co byłoby przełomem w opracowywaniu przyszłych metod leczenia. Ponadto badacze skupieni wokół projektu NovLeuReg opracowali nowe mysie modele AML, wykorzystując do tego celu najczęściej występujące u ludzi mutacje AML. Jak twierdzi prof. Helin: „w porównaniu do próbek AML pochodzących głównie od ludzi, wykorzystywanie mysich modeli ma wiele zalet: są one dobrze zdefiniowane genetycznie i umożliwiają obserwację rozwoju AML w czasie, w tym zmian w unikalnym wzorcu epigenetycznym i ekspresji genowej”. W najbliższym czasie zespół zamierza wdrożyć to samo podejście edytowania metodą CRISPR do badania cytogenetycznie prawidłowych komórek AML, tj. podtypu choroby, w którym nie występują mutacje ani chromosomalne translokacje często spotykane w AML. Przyszłość terapii epigenetycznej Wszystkie prace wykonane w ramach projektu NovLeuReg, obok postępu technologicznego, stanowią nową wiedzę w dziedzinie chorób nowotworowych układu krwiotwórczego. Zidentyfikowanie nowych białek, które przyczyniają się do rozwoju AML, rzuca nowe światło na procesy i mechanizmy leżące u podstaw transformacji białaczkowej i odkrywa nowe cele terapeutyczne. Dr Helin wyraża nadzieję, że „nowe odkrycia będą miały duże znaczenie kliniczne i przyspieszą opracowanie nowych inhibitorów do leczenia AML”. Ogólnie rzecz biorąc, odwracalny charakter markerów epigenetycznych budzi optymizm w kontekście opracowania nowych metod leczenia białaczki poprzez farmakologiczne hamowanie aktywności enzymów modyfikujących chromatynę. Nowe terapie są szczególnie potrzebne w przypadku tych rodzajów raka, które odznaczają się wysokim wskaźnikiem umieralności i brakiem jednolitych metod leczenia. W dłuższej perspektywie i po wykonaniu szczegółowej analizy molekularnej komórek białaczkowych możliwe będzie opracowanie terapii spersonalizowanych dedykowanych pacjentom z AML.
Słowa kluczowe
NovLeuReg, ostra białaczka szpikowa (AML), enzym, regulator epigenetyczny, terapia, chromatyna, PRMT5, KANSL2
