Proteomic analysis of soluble and transmembrane proteins in human lymphoma cells

Abstract

In the works presented here, we studied molecular changes associated with drug resistance in human mantle cell lymphoma (MCL) cells using proteomics. Our analyses allowed us to identify causal and/or secondary changes in protein expression associated with the development of resistance to the experimental drug TRAIL and the clinically used antimetabolites cytarabine and fludarabine. Resistance of MCL cells to the recombinant proapoptotic cytokine TRAIL was associated with downregulation of key enzymes of purine metabolism. This pathway potentially represents a molecular weakness , which could be used as a therapeutic target for selective elimination of such resistant cells. Resistance to the pyrimidine analog drug cytarabine was associated with cross-resistance to other antinucleosides. Proteomic and transcriptomic analyses showed pronounced downregulation of deoxycytidine kinase (dCK), which activates both purine and pyrimidine antinucleosides. This change explains the cross-resistance and is the causal mechanism of resistance to cytarabine. Our observations suggest that MCL patients, who do not respond to cytarabine-based therapy, should be treated with non-nucleoside drugs. MCL cells resistant to purine-derived antinucleoside fludarabine were cross-resistant to all tested antinucleosides and also...

V prezentovaných pracích jsme se s využitím proteomiky zabývali molekulárními změnami v buňkách lymfomu z buněk plášťové zóny (mantle cell lymphoma, MCL), souvisejícími s vznikem lékové rezistence. Identifikovali jsme tak kauzální a/nebo sekundární změny v proteinové expresi, spojené s rozvojem rezistence vůči experimentální molekule TRAIL a klinicky používaným antimetabolitům cytarabinu a fludarabinu. Odvozené buňky MCL rezistentní vůči proapoptotickému cytokinu TRAIL se vyznačovaly sníženou expresí klíčových enzymů metabolismu purinů. Tuto metabolickou dráhu tak lze považovat za "slabinu", kterou by bylo možné využít coby terapeutický cíl k selektivní eliminaci takovýchto rezistentních buněk. Rezistence vůči pyrimidinovému analogu cytarabinu se projevila křížovou rezistencí k dalším antinukleosidům. Proteomická a transkriptomická analýza ukázaly výrazně sníženou expresi deoxycytidin kinázy (dCK), jež je nutná k aktivaci purinových i pyrimidinových antinukleosidů. Tato změna vysvětluje křížovou rezistenci a je kauzálním mechanizmem rezistence vůči cytarabinu. Naše výsledky naznačují, že pacienti s MCL, u nichž selhala léčba založená na cytarabinu, by neměli být léčeni antinukleosidovými léčivy. Buňky MCL rezistentní vůči purinovému antinukleosidu fludarabinu vykazovaly křížovou rezistenci vůči...