Molecular events associated with resistance to tyrosine kinase inhibitors in leukemia cells.

Abstract

Chronic myeloid leukemia (CML) is a myeloproliferative stem cell disease characterized by the expression of BCR-ABL oncoprotein with constitutive tyrosine kinase activity. Although the development of tyrosine kinase inhibitors (TKI) such as imatinib dramatically improved the treatment of CML, a certain subset of patients develops resistance to TKI drugs. The most common cause of TKI resistance are point mutations in the BCR-ABL1 gene, followed by other mutation-independent mechanisms. Survival and proliferation of CML cells in the presence of TKI drugs are accompanied by adaptive changes in their metabolism. Drug resistance can be maintained by extrinsic signals, among which exosomes, small vesicles released by (drug-resistant) cells, have been shown to play an important role. The aim of this thesis was to characterize two CML cell lines sensitive and resistant to imatinib, as well as the exosomes derived from imatinib-resistant CML cells by proteomic approaches. Identification of metabolic vulnerabilities in drug-resistant cells enables their targeting by clinically available drugs, thus offering potential therapeutic targets for their selective elimination. Analysis of exosomes derived from imatinib-resistant cells can identify specific membrane surface proteins exploitable as clinically relevant...

Chronická myeloidní leukémie (CML) je myeloproliferativní onemocnění hematopoézy charakterizované expresí konstitutivně aktivní tyrozin kinázy BCR-ABL. Ačkoli vývoj tyrozin kinázových inhibitorů (TKI) jako je imatinib zásadním způsobem zefektivnil léčbu CML, u určité skupiny pacientů vzniká rezistence na TKI léky. Nejčastější příčinou rezistence jsou bodové mutace v genu BCR ABL1, méně pak i další na mutaci nezávislé mechanismy. Růst rezistentních CML buněk v přítomnosti TKI léků je důsledkem adaptivních změn v jejich metabolismu. Rezistence může být udržována vnějšími signály, mezi nimiž sehrávají důležitou roli exozomy, malé membránové vezikuly uvolňované (rezistentními) buňkami. Cílem této práce bylo proteomicky charakterizovat dvě buněčné linie CML (senzitivní a rezistentní na imatinib) a také exozomy, produkované rezistentními buňkami. Identifikace metabolických drah esenciálních pro růst rezistentních buněk v prostředí imatinibu umožňuje zacílit jejich metabolismus klinicky dostupnými léky, což nabízí potenciál pro jejich využití v (personalizované) léčbě. Proteomickou analýzou exozomů z rezistentních buněk lze identifikovat specifické povrchové membránové proteiny využitelné jako klinicky relevantní diagnostické markery rezistence na imatinib. Pro tyto účely byly vyvinuty a analyzovány dvě...