Mechanismus účinku L-asparaginázy u dětské akutní lymfoblastické leukemie

Abstract

Akutní lymfoblastická leukémie (ALL) je nejčastější nádorové onemocnění u dětí. L-asparagináza (ASNáza) klíčová složka terapie dětské ALL, hydrolyzuje plazmatický asparagin a glutamin. Leukemické buňky jsou na depleci aminokyselin citlivé, protože mají v porovnání se zdravými buňkami sníženou aktivitu asparagin syntetázy (ASNS). Léčba dětské ALL je velmi úspěšná, přesto se v některých případech projevují nežádoucí účinky a rezistence na terapii. Příčiny nebyly dosud spolehlivě vysvětleny. V naší práci jsme chtěli objasnit, do jaké míry exprese genu pro ASNS ovlivňuje citlivost ALL buněk k ASNáze. Dále jsme se zaměřili na detailní mechanismus účinku ASNázy, s cílem vysvětlit příčiny rozdílné citlivosti leukemických pacientů k tomuto léčivu. Pro studium vztahu mezi expresí genu pro ASNS a citlivostí k ASNáze jsme použili BCP ALL buněčné linie (REH, NALM-6, RS4;11 a UOCB-6) a 30 diagnostických BCP ALL vzorků. Pomocí RNA interference jsme u ALL linií gradientově snížili expresi genu pro ASNS. Definovali jsme hraniční hodnotu exprese genu pro ASNS, pod jejíž úrovní již exprese genu pro ASNS nekoreluje s citlivostí k ASNáze. Hladina exprese genu pro ASNS u pacientských vzorků je pod definovanou hranicí. Dále jsme potvrdili, že citlivost ALL diagnostických vzorků k ASNáze nekoreluje s expresí genu pro...

Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is the most frequent type of childhood cancer. The key component in the therapy, L-asparaginase (ASNase), hydrolyzes plasma asparagine and glutamine. Leukemic cells are sensitive to the depletion due to low activity of asparagine synthetase. Although the treatment is very effective, resistance and side effects remain a serious problem in some cases and its mechanism of action is not well understood. In this study, we wanted to elucidate the effect of ASNS expression level on the sensitivity of ALL cells to ASNase treatment. Our aim was also to clarify the intracellular consequences of the amino acid depletion to define the reason of different patients' response. We used four ALL cell lines (NALM-6, RS4;11, REH, and UOCB-6) and 30 diagnostic bone marrow samples of ALL patients to study the relationship between ASNS expression and sensitivity to ASNase using MTS proliferation assay. RNA interference was used to study the effect of a range of ASNS levels on the response to ASNase treatment. Using a cell line model with a gradually knocked-down ASNS gene, we defined a cutoff level below which ASNS gene expression does not correlate with sensitivity to ASNase. Importantly, ASNS gene expression in patients' ALL blasts is below this level. We confirmed that there was no...