Pathogenetic mechanisms and therapeutic targets in diffuse large B-cell lymphomas characterized by constitutive tonic B-cell receptor activity and BCL6 transcriptional program: from DNA microarrays to rational therapy

Wielkokomórkowe chłoniaki rozlane B-komórkowe (DLBCL, diffuse large B-cell lymphoma) są najczęstszymi nowotworami układu chłonnego u ludzi dorosłych, a zarazem niezwykle heterogenną grupą chorób. Ich molekularną substrukturę odzwierciedlają w znacznym stopniu biologiczne uwarunkowania, scharakteryzowane uprzednio na podstawie globalnego profilu ekspresji genów i algorytmu consensus clustering w dwóch niezależnych grupach chorych. Badania te wykazały, że w obrębie chłoniaków DLBCL można wyróżnić trzy podtypy o odmiennej genetycznej charakterystyce. Profil ekspresji najliczniejszej ze zidentyfikowanych grup, nazwanej „BCR” (B-cell receptor signaling), charakteryzowała nadekspresja genów kodujących białka receptora B-komórkowego i kaskady transdukcji sygnału z tego receptora, w tym SYK (Spleen Tyrosine Kinase) oraz niektóre B-komórkowe czyniki transkrypcyjne, w tym BCL6. W grupie “BCR” obserwowano również częstsze niż w innych podtypach translokacje regionu 3q obejmujące locus BCL6. Obserwacje te sugerowały, że wzrost i proliferacja komórek tego molekularnego podtypu DLBCL może zależeć od ścieżek sygnałowych zależnych od receptora BCR i/lub od programu transkrypcyjnego BCL6. W celu zbadania tej hipotezy, przeprowadzono badania oceniające rolę tonicznego sygnału zależnego od kinazy SYK i konsekwencji inhibicji transdukcji tego sygnału in vitro, mechanizmy kontrolujące aktywność kinazy SYK, mechanizmy transkrypcyjne czynnika transkrypcyjnego BCL6 i konsekwencje wyłączenia funkcji BCL6 in vitro oraz interakcję pomiędzy funkcją czynnika transkrypcyjnego BCL6 i aktywnością receptora BCR w chłoniakach o molekularnej charakterystyce „BCR”. W przeprowadzonych badaniach wykazano, że zarówno linie komórkowe o charakterystyce molekularnej odpowiadającej chłoniakom typu „BCR”, jak i pierwotne izolowane komórki nowotworowe pobrane od części chorych, wykazują konstytutywną toniczną aktywność kinazy SYK i jej bezpośredniego substratu, białka adaptorowego BLNK (B-cell linker protein). Zastosowanie wysokospecyficznego, ATP-kompetycyjnego inhibitora R406 in vitro prowadziło do zahamowania tonicznej i aktywowanej ligandem aktywności receptora BCR (mierzonej jako fosforylacja BLNK84) i prowadziło do apoptozy badanych komórek. Badania te wskazują, że SYK-zależny toniczny sygnał receptora BCR jest ważnym czynnikiem warunkującym proliferację komórek chłoniakowych o molekularnej charakterystyce „BCR” i może być terapeutycznym celem dla małocząsteczkowego inhibitora SYK. Wykazano ponadto, że komórki wrażliwe na działanie tego inhibitora można zidentyfikować na podstawie ich globalnego profilu ekspresji genów. Kluczowa rola SYK w transdukcji i amplifikacji sygnału z receptora BCR sugerowała, że aktywność tej kinazy pozostaje pod ścisłą fizjologiczną kontrolą. W drugiej części badań wykazano, że kinaza ta jest substratem dla tkankowo-swoistej izoformy fosfatazy PTPROt (Protein Tyrosine Phosphatase, Receptor–type O, truncated). Wymuszona ekspresja PTPROt prowadziła do zahamowania fosforylacji SYK indukowanej ligandem i dystalnej blokady w transdukcji sygnału do kinaz ERK1/2. Nadekspresja PTPROt prowadziła również do zahamowania proliferacji komórek, a w konsekwencji do ich apoptozy. Apoptotyczną śmierć komórek wskutek nadekspresji PTPROt obserwowano również przy braku aktywacji receptora BCR, co sugeruje, że fosfataza ta reguluje także toniczną aktywność SYK. Drugą podstawową charakterystyką chłoniaków DLBCL typu „BCR” jest nadekspresja czynnika transkrypcyjnego BCL6 i częstsze translokacje dotyczące tego onkogenu. Obserwacje te sugerowały, że ekspresja BCL6 może być dodatkowym czynnikiem warunkującym wzrost w tym podtypie molekularnym DLBCL. Chłoniaki DLBCL zależne od szlaków molekularnych regulowanych przez BCL6 powinny wykazywać skoordynowany profil ekspresji genów kontrolowanych przez BCL6, odrębny od profilu chłoniaków niezależnych od BCL6. W celu zbadania tej hipotezy, przeprowadzono genomową analizę regionów promotorowych regulowanych przez BCL6. Wykazano, że geny kontrolowane przez BCL6 były istotnie częściej reprezentowane w grupie „BCR”. W badaniach przeprowadzonych na liniach komórkowych, proapoptotyczny efekt inhibicji funkcji BCL6 peptydem BPI (BCL6-peptide inhibitor) obserwowano wyłącznie w liniach typu „BCR”. Unikalna wrażliwość linii komórkowych typu „BCR” na inhibicję BCL6 sugerowała istnienie nieznanego dotychczas związku między działaniem tego czynnika transkrypcyjnego a sygnałem zależnym od receptora BCR. Celem zbadania postulowanego związku, przeanalizowano wpływ czynnika transkrypcyjnego BCL6 na poziom transkrypcji genów kodujących białka biorące udział w proksymalnych etapach transdukcji sygnału z BCR. W izolowanych, wysoko oczyszczonych frakcjach prawidłowych limfocytów, w tym naiwnych, germinalnych i komórkach pamięci oraz w dwóch grupach pacjentów z DLBCL, ekspresja transkryptu BCL6 pozostawała w odwrotnej korelacji z ekspresją transkryptu PTPROt. W dalszych badaniach funkcjonalnych wykazano, że BCL6 jest represorem transkrypcji genu PTPROt i bezpośrednio wiąże się z jego regionem promotorowym. Wyłączenie funkcji BCL6 poprzez mechanizm interferencji RNA powodowało nadekspresję PTPROt, defosforylację SYK oraz zahamowanie transdukcji sygnału z receptora BCR tylko w liniach komórkowych typu „BCR”. BCL6 kontrolował promotor PTPROt również w prawidłowych izolowanych germinalnych limfocytach B, wskazując, że BCL6 jest fizjologicznym regulatorem przekazywania sygnału z BCR. Przeprowadzone badania identyfikują dotychczas nieznaną funkcję BCL6 w regulacji aktywności kompleksu receptora BCR oraz wskazują na istotny mechanizm wrażliwości na inhibicję BCL6, zależny od zahamowania aktywności kinazy SYK. Badania te sugerują również, że skojarzone zahamowanie szlaków sygnałowych zależnych od BCL6 i receptora B-komórkowego może mieć charakter synergistyczny u chorych z chłoniakami DLBCL o charakterystyce molekularnej “BCR”.Diffuse large B-cell lymphomas (DLBCL) are the most common lymphoid malignancy in adults and an extremely heterogeneous group of disorders. To delineate functionally relevant DLBCL subsets, consensus clustering methods were previously applied to the transcriptional profiles of two large independent series of primary DLBCL to identify the dominant substructure a priori. The obtained consensus clusters were highly reproducible and included a group of DLBCL, termed B-cell receptor (“BCR”) that was characterized by increased expression of components of the BCR signaling cascade including SYK (Spleen Tyrosine Kinase) and certain B-cell specific transcription factors such as BCL6; these DLBCL also exhibit more frequent translocations of the BCL6 locus. These observations suggested that the “BCR” molecular category of DLBCL might be reliant on either, or both, BCR signaling and BCL6 transcriptional program. To test this hypothesis, the studies were undertaken to specifically investigate the role of tonic SYK-dependent signaling in “BCR”-type DLBCL and the biological consequences of the pathway inhibition in vitro, mechanisms controlling SYK activity, role of transcriptional program controlled by BCL6 and the biological consequences of its inhibition in vitro and relationship between BCL6 mediated repression and SYK-dependent signaling in “BCR”-type DLBCL. These studies demonstrated that inhibition of the BCR signaling pathway with an ATPcompetitive inhibitor of SYK, R406, induced apoptosis of the majority of examined DLBCL cell lines and primary DLBCL in vitro. R406-sensitive DLBCL cell lines and primary tumors exhibited tonic activity of SYK and its direct substrate, B-cell linker protein (BLNK). In these R406-sensitive lines and primary tumors, R406 specifically inhibited both tonic and ligandinduced BCR signaling (SYK-dependent phosphorylation of BLNK). Therefore, SYK-dependent tonic BCR signaling is an important and potentially targetable survival pathway in some, but not all, DLBCL. In addition, R406-sensitive DLBCL can be identified by their transcriptional profiles. Consistent with critical role of SYK in modulating BCR signaling, its activity remains under tight control. SYK is a major substrate of a tissue-specific and developmentally regulated PTP, PTP receptor–type O truncated (PTPROt). The overexpression of PTPROt inhibited BCR-triggered SYK tyrosyl phosphorylation and downstream signaling events, including extracellular signal–regulated kinase (ERK1/2) activation. PTPROt overexpression also inhibited lymphoma cell proliferation and induced apoptosis in the absence of BCR cross-linking, suggesting that the phosphatase modulates tonic BCR signaling. “BCR” tumors also exhibit more abundant BCL6 expression and more frequent BCL6 translocations, suggesting that these tumors likely rely on BCL6 transcriptional program. It could be predicted therefore that DLBCL dependent upon BCL6-regulated pathways would exhibit coordinate repression of BCL6 target genes. For this reason, genomic array ChIP-on-chip was utilized to identify the cohort of direct BCL6 target genes. In primary DLBCL classified on the basis of gene expression profiles, these BCL6 target genes were differentially regulated in “BCR” tumors. In a panel of DLBCL cell lines analyzed by expression arrays and classified according to their gene expression profiles, only “BCR” tumors were highly sensitive to the BCL6 peptide inhibitor (BPI). These studies identify a discrete subset of DLBCL that are reliant upon BCL6 signaling and uniquely sensitive to BCL6 inhibitors. Since the same transcriptionally defined subset of DLBCL relies upon SYK-dependent BCR signaling and exhibits coordinate BCL6-mediated transcriptional repression, the relationship between these two processes was subsequently explored. In transcriptionally profiled normal B-cell subsets (naïve, germinal center [GC], and memory B cells) and in primary DLBCL, there were reciprocal patterns of expression of BCL6 and the SYK tyrosine phosphatase, PTPROt. BCL6 repressed PTPROt transcription via a direct interaction with functional BCL6 binding sites in PTPROt promoter. Enforced expression of BCL6 in normal naïve B cells and RNAi-mediated depletion of BCL6 in GC B-cells directly modulated PTPROt expression. In “BCR”-type DLBCL, BCL6 depletion increased PTPROt expression and decreased phosphorylation of SYK and the downstream adaptor protein, BLNK, demonstrating that BCL6 augments BCR signaling. Since BCL6 and SYK are both promising therapeutic targets in many DLBCL, combined inhibition of these functionally related pathways warrants further study

New therapeutic targets in lymphoid malignancies — 5-year research perspective

Badania translacyjne nad nowotworami układu chłonnego w perspektywie ostatnich 5 lat były wyjątkowo fascynującym i owocnym okresem. Przyczyniły się do tego nowe możliwości technologiczne, rozwój mocy obliczeniowych i bioinformatyki, a także współpraca ośrodków akademickich i przemysłu. Z perspektywy 5 lat i wpływu tych badań na praktykę kliniczną za szczególnie ważne należy uznać wyniki badań dotyczących epigenetycznych mechanizmów regulacji funkcji genomu, badań nad rolą receptora B-komórkowego oraz mechanizmów immunomodulacyjnych dotyczących nowotworu. Te obszary badawcze doprowadziły do rejestracji nowych leków, a ich potencjał translacyjny będzie najprawdopodobniej dalej rozwijany w kolejnych latach.Translational studies on lymphoid malignancies have been, over the last 5 years, particularly intriguing and productive/fruitful. New discoveries have been fuelled by new technological research platforms, increasing computational powers, advances in bioinformatics and increasing academic-biotech/pharmaceutical partnerships. In some cases, this has led to vital advances in clinical practice where discoveries in epigenetic mechanisms were particularly significant in the regulation of human genome function, B-cell receptor signalling and tumour-associated immune escape mechanisms. It is very likely that the translational potential of these findings will thus be further developed in the future

PIM kinases as therapeutic targets in lymphoid and myeloid malignancies

Do rodziny kinaz serynowo-treoninowych PIM należą trzy homologiczne białka — PIM1, PIM2 i PIM3 — regulujące aktywność szerokiego spektrum substratów i wpływające na procesy transkrypcji, translacji, proliferacji, apoptozy, metabolizmu i migracji komórek. Wpływ na te procesy to istotne ogniwo patogenezy nowotworów układów krwiotwórczego i chłonnego, a także wielu nowotworów litych. Kinazy PIM ponadto współdziałają, wzmacniają i konsolidują działanie innych silnych onkogenów — w tym c-MYC i BCL6. Nadekspresja kinaz PIM, którą się obserwuje w części nowotworów, stanowi niekorzystny czynnik rokowniczy. Kinazy PIM nie wymagają modyfikacji potranslacyjnych dla pełnej aktywności, zatem ekspresja białka oznacza aktywność enzymatyczną. Unikatowa struktura kinaz z tej rodziny pozwala na opracowanie swoistych in­hibitorów, a łagodne konsekwencje biologiczne genetycznego wyłączenia kinaz PIM u zwierząt pozwalają przypuszczać, że farmakologiczne zahamowanie ich aktywności nie będzie związane z istotnymi działaniami niepożądanymi. W ostatnich latach opracowano wiele inhibitorów kinaz PIM. Wykazują one aktywność w stosunku do linii komórkowych ostrej białaczki szpikowej (AML), chłoniaków rozlanych z dużych komórek B (DLBCL), chłoniaka z komórek płaszcza (MCL), przewlekłej białaczki limfocytowej (CLL), szpiczaka plazmocytowego (PCM) oraz w modelach in vivo, a część z nich trafiła do badań klinicznych. Unikatowy charakter regulacji aktywności tych kinaz powoduje również, że w warunkach klinicznych trudno określić, jaki poziom ekspresji kinaz PIM jest istotny patogenetycznie. Identyfikacja racjonalnych biomarkerów dla inhibitorów kinaz PIM stanowi obecnie największe wyzwanie, które musi znaleźć swe rozwiązanie przed wprowadzeniem inhibitorów kinaz PIM do praktyki klinicznej.PIM family of serine-threonine kinases comprises three homologous proteins, PIM1, PIM2 and PIM3, regulating broad spectrum of cellular substrates and tuning important processes, such as translation, transcription, proliferation, apoptosis, metabolism and migration. In addition, PIM kinases cooperate with, augment and consolidate the transforming potential of other strong oncogenes, such as c-MYC and BCL6. PIM kinases play important pathogenetic role in multiple hematologic and solid malignancies, and in some tumors their expression is associated with adverse prognosis. PIM kinases do not require posttranslational modifications for their activity. Mild phenotypes of knockout mice, lacking all PIM isoforms suggest that PIM kinases are good, druggable targets and their pharmacological inhibition will be well tolerated. The unique structure-function relationship facilitates designing specific small molecule inhibitors, and multiple such compounds targeting PIM kinases have been identified. PIM inhibitors exhibit promising activity against in vitro and in vivo models of multiple lymphoid and myeloid malignancies. However, given the unique mechanism of PIM kinases regulation, definition of pathogenetically important level of PIM expression is not feasible, and rational, clinically useful biomarker has not been yet developed. Identification of such biologically and clinically relevant biomarkers is the major challenge hampering successful translation of basic knowledge on PIM biology to clinically available drugs

Genetic structure of diffuse large B-cell lymphomas: from DNA microarrays to targeted therapy

Chłoniaki rozlane z dużych komórek B (DLBCL) stanowią niezwykle heterogenną grupę chorób w zakresie cech klinicznych, genetycznych i molekularnych. Globalna analiza ekspresji genów techniką mikromacierzy znacznie pogłębiła wiedzę dotyczącą przyczyn tej heterogenności dzięki wykazaniu różnic transkrypcyjnych między różnymi typami histologicznymi nowotworu, podobieństw między komórkami nowotworowymi i prawidłowymi limfocytami oraz poprzez zdefiniowanie podtypów molekularnych DLBCL. Techniki te ujawniły również odrębne mechanizmy patogenetyczne w obrębie DLBCL, które mogą być celem terapii celowanych. Nowe eksperymentalne strategie terapeutyczne blokujące sygnał receptora B-komórkowego, szlak czynnika jądrowego kB (NFkB) oraz interakcje komórek nowotworowych z mikrośrodowiskiem są w trakcie badań klinicznych. Dalsze poszerzanie wiedzy dotyczącej heterogenności DLBCL i zgłębienie ich mechanizmów patogenetycznych rodzi uzasadnione nadzieje na poprawę wyników leczenia tej grupy chłoniaków.Chłoniaki rozlane z dużych komórek B (DLBCL) stanowią niezwykle heterogenną grupę chorób w zakresie cech klinicznych, genetycznych i molekularnych. Globalna analiza ekspresji genów techniką mikromacierzy znacznie pogłębiła wiedzę dotyczącą przyczyn tej heterogenności dzięki wykazaniu różnic transkrypcyjnych między różnymi typami histologicznymi nowotworu, podobieństw między komórkami nowotworowymi i prawidłowymi limfocytami oraz poprzez zdefiniowanie podtypów molekularnych DLBCL. Techniki te ujawniły również odrębne mechanizmy patogenetyczne w obrębie DLBCL, które mogą być celem terapii celowanych. Nowe eksperymentalne strategie terapeutyczne blokujące sygnał receptora B-komórkowego, szlak czynnika jądrowego kB (NFkB) oraz interakcje komórek nowotworowych z mikrośrodowiskiem są w trakcie badań klinicznych. Dalsze poszerzanie wiedzy dotyczącej heterogenności DLBCL i zgłębienie ich mechanizmów patogenetycznych rodzi uzasadnione nadzieje na poprawę wyników leczenia tej grupy chłoniaków

Deregulation of BCL2 family proteins in B-cell lymphomas — molecular, pathogenetic, clinical and therapeutic implications

Zdolność różnicujących się limfocytów B do odpowiedzi na sygnały apoptotyczne jest niezbędnado utrzymania homeostazy układu immunologicznego. Zaburzenia w przewodzeniu i przetwarzaniusygnałów apoptotycznych stanowią zachwianie tej równowagi i potencjalnie są onkogenne.Białka z rodziny BCL2 są kluczowymi regulatorami apoptozy, a ich zaburzona ekspresjajest częstą cechą nowotworów wywodzących się z limfocytów B. Deregulacja ekspresji białekz tej rodziny jest nie tylko istotną zmianą sprzyjającą inicjacji nowotworów limfocytów B, alerównież ułatwiającą przeżycie komórek nowotworowych. Z klinicznego punktu widzenia zaburzonaekspresja białek należących do rodziny BCL2 przyczynia się do chemiooporności komóreknowotworowych i wiąże się z gorszymi wynikami leczenia. Zatem farmakologiczna modulacjazaburzonych mechanizmów regulacyjnych apoptozy zależnych od białek z rodziny BCL2może stanowić racjonalną strategię leczniczą w chłoniakach, które wykazują nieprawidłowościw przebiegu tego procesu. Obecnie do badań klinicznych wchodzą nowe związki, które mogąobniżyć nadmierną ekspresję BCL2 lub modulować interakcje między białkami z tej rodziny.W niniejszej pracy podsumowano informacje na temat molekularnych mechanizmów deregulacjibiałek BCL2 oraz ich biologicznych i klinicznych konsekwencji dla nowotworów wywodzącychsię z limfocytów B oraz przedstawiono dotychczasowe wyniki badań klinicznych.Ability of differentiating B-cells to respond to death signals is essential for the maintenance ofimmune system homeostasis. Abnormalities in the execution of these signals are thereforedangerous and potentially oncogenic. BCL2 (B-cell CLL/lymphoma 2) family proteins act asa critical regulators of apoptosis. The BCL2 family consist of pro-survival and pro-apoptoticproteins, playing distinct roles in the transduction of death signals. Deregulated expression ofthese proteins is a frequent feature of B-cell tumors and might occur through structural and functional mechanisms. Aberrant expression of these proteins is an important lesion for initiationof B-cell tumors but also facilitating survival of tumor cells. Clinically, abnormal expression ofBCL2 family members contribute to chemoresistance of tumor cells and is associated withinferior survival. Given the role of BCL2 protein family and their clinical implications for B--cell tumor biology, pharmacological targeting in BCL2 family is a particularly rational strategy.Therapeutic agents developed to restore the BCL2 family-dependent life-death decisions arenow entering clinical trials. These new drugs can either decrease the abundance of BCL2family proteins by antisense-mediated mechanisms or modulate the interactions betweenproteins, such as small molecule BH3 mimetics and stapled peptides. Herein, we review themolecular mechanism of BCL2 family deregulation, its consequences for the biology andclinical behavior of B-cell tumors and discuss the results of available clinical trials

Perspektywy rozwoju strategii terapeutycznych opartych na TRAIL i jego analogach w hematoonkologii

TRAIL (TNF-related apoptosis inducing ligand), member of the tumor necrosis factor superfamily, is known for its strong antitumor activity in many types of cancer cells, while exhibiting relatively low cytotoxicity to most normal cells. Therapeutic strategies utilizing TRAIL or its analogs usually exhibit high activity in preclinical in vitro and in vivo models. In clinical trials, TRAIL and its analogs were generally well tolerated, but, surprisingly, exhibited low activity. Major limitation of TRAIL-based therapies is intrinsic or secondary resistance to apoptosis induction, mediated by a plethora of diverse mechanisms. However, as at least a fraction of these resistance mechanisms are amenable for pharmacological modulation, they represent rational targets for combination therapies synergizing with TRAIL. Herein, we review the preclinical and clinical trials based on combination of pharmaceutics synergizing with TRAIL or TRAIL analogs and discuss the prospects of development of such strategies.TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand), białko należące do nadrodziny czynnika martwicy nowotworów, wywołuje apoptozę w komórkach nowotworowych, zachowując stosunkowo niską toksyczność wobec komórek niestransformowanych. Strategie terapeutyczne oparte na wykorzystaniu TRAIL lub jego analogów wykazują zwykle wysoką aktywność w modelach in vitro i przedklinicznych modelach in vivo. W badaniach klinicznych TRAIL i jego analogi charakteryzowały się niską toksycznością i z reguły były dobrze tolerowane, ale cechowała je niską skuteczność. Głównym ograniczeniem wykorzystania TRAIL w terapii jest pierwotna lub wtórna oporność komórek na indukowaną przez TRAIL apoptozę, wywoływana przez różne mechanizmy. Ponieważ część mechanizmów oporności może być modulowana farmakologicznie, to stanowią one potencjalny cel terapii łączonych uwrażliwiających na apoptozę zależną od receptorów śmierci. W pracy przedstawiono przegląd badań przedklinicznych i klinicznych, w których wykorzystywano terapie oparte na TRAIL lub jego analogach oraz perspektywy rozwoju takich strategii opartych na farmakologicznej modulacji mechanizmów oporności

Family of the oncogenic PIM kinases: potential targets in lymphoid and myeloid malignancies

Do rodziny kinazy serynowo-treoninowych PIM należą trzy homologiczne białka PIM1, PIM2 i PIM3 regulujące aktywność szerokiego spektrum substratów i wpływające na procesy transkrypcji, translacji, proliferacji, apoptozy, metabolizmu i migracji komórek. Wpływ na te procesy powoduje, iż kinazy PIM stanowią istotne ogniwo patogenezy nowotworów układu krwiotwórczego, chłonnego, a także wielu nowotworów litych. Kinazy PIM wzmacniają ponadto i konsolidują działanie innych, silnych onkogenów — w tym c-MYC i BCL6. W części nowotworów nadekspresją kinaz PIM stanowi niekorzystny czynnik rokowniczy. Kinazy PIM nie wymagają modyfikacji potranslacyjnych dla pełnej aktywności, zatem ekspresja białka oznacza aktywność enzymatyczną. Unikalna struktura kinaz tej rodziny pozwala na opracowanie swoistych inhibitorów, a łagodne konsekwencje biologiczne genetycznego wyłączenia kinaz PIM u zwierząt pozwalają przypuszczać, że farmakologiczne zahamowanie ich aktywności nie będzie związane z istotnymi działaniami niepożądanymi. W ostatnich latach opracowano wiele inhibitorów kinaz PIM. Wykazują one aktywność w stosunku do linii komórkowych AML, DLBCL, MCL, CLL, PCM, cHL oraz w modelach in vivo, a część z nich trafiła do badań klinicznych. Unikalny charakter regulacji aktywności tych kinaz powoduje również, że w warunkach klinicznych trudno określić, jaki poziom ekspresji kinazy PIM jest istotny patogenetycznie. Identyfikacja racjonalnych biomarkerów dla inhibitorów kinaz PIM stanowi obecnie największe wyzwanie, które musi znaleźć swe rozwiązanie przed wprowadzeniem inhibitorów kinaz PIM do klinik hematoonkologicznych.The PIM family of serine-threonine kinases comprises three homologous proteins, PIM1, PIM2 and PIM3, regulating a broad spectrum of cellular substrates. They also tune important processes such as translation, transcription, proliferation, apoptosis, metabolism and migration. In addition, PIM kinases augment and consolidate the oncogenic potential of certain strong oncogenes, such as c-MYC and BCL6. PIM kinases play an important pathogenetic role in multiple haematological and solid malignancies, and in some tumours their expression is associated with adverse prognosis. PIM kinases do not require post-translational modifications for their activity. Mild phenotypes of triple knockout mice, lacking all PIM isoforms suggest that PIM kinases are good, druggable targets and their pharmacological inhibition will be well tolerated. The unique structure-function relationship facilitates design of specific small molecule inhibitors. Multiple such compounds targeting PIM kinases have been identified. PIM inhibitors exhibit promising activity against in vitro and in vivo models of multiple lymphoid and myeloid malignancies. However, given the unique mechanism of PIM kinases regulation, definition of pathogenetically important level of PIM expression is not feasible, and a rational, clinically useful biomarker has not been yet developed. Identification of such biologically and clinically relevant biomarkers is the major challenge hampering successful translation of basic knowledge on PIM biology to clinically available drugs

Molekularna patogeneza przewlekłej białaczki limfocytowej

Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is the most common type of adult leukemia, characterized by accumulation of mature but functionally incompetent clonal B lymphocytes in peripheral blood, bone marrow and lymphoid tissues. The clinical course of CLL varies from patients with indolent, stable disease to those with aggressive leukemia who succumb to their disease in a short time. The use of novel molecular biology techniques revealed genetic and epigenetic heterogeneity among CLL patients and allowed to define novel somatic mutations of prognostic value. The CLL genome and epigenome undergo dynamic changes during disease course due to clonal evolution, which leads to selection and expansion of leukemic clones with the highest survival potential. This review focuses on the key aspects of CLL molecular pathogenesis including genetic and epigenetic alterations, B-cell signaling and the role of tumor microenvironment. Progress in the understanding of CLL biology will help to develop more accurate prognostication models and enable more personalized patient treatment in the future.Przewlekła białaczka limfocytowa (CLL) to najczęstszy typ białaczki u osób dorosłych, charaktery­zujący się nagromadzeniem dojrzałych limfocytów B we krwi obwodowej, szpiku kostnym i tkan­kach limfatycznych. Kliniczny przebieg CLL jest zróżnicowany i obejmuje spektrum przypadków od takich o powolnym, wieloletnim przebiegu po przypadki agresywne, w których nowotwór rozwija się gwałtownie i kończy zgonem chorego w krótkim czasie. Zastosowanie nowoczesnych technik biologii molekularnej ujawniło znaczną heterogenność genetyczną i epigenetyczną wśród chorych na CLL oraz pozwoliło wytypować mutacje somatyczne o istotnym znaczeniu rokowniczym. Za­równo genom, jak i epigenom CLL podlegają dynamicznym zmianom w trakcie przebiegu choroby wskutek ewolucji klonalnej, która prowadzi do selekcji i ekspansji klonów komórek białaczkowych o najwyższym potencjale dostosowawczym. W niniejszej pracy omówiono najważniejsze aspekty molekularnej patogenezy CLL, w tym rolę zaburzeń genetycznych i epigenetycznych, sygnału od receptora B-komórkowego oraz wpływ mikrośrodowiska. Postępy w zakresie zrozumienia biologii CLL przyczynią się do opracowania lepszego systemu prognozowania oraz umożliwią bardziej spersonalizowane leczenie tej choroby w przyszłości

Mechanizmy działania i strategie oporności komórek nowotworowych przeciwko apoptozie indukowanej przez TRAIL

TRAIL (TNF-related apoptosis inducing ligand), a protein belonging to the tumor necrosis factor family, causes apoptosis induction through activation of its cognate death receptors (DR4, DR5). Binding TRAIL leads to induction of extrinsic or, in some cell types, intrinsic apoptosis pathways. Because of the lower death receptors surface expression on non-transformed cells than on cancer cells, DR4 and DR5 ligands attract a lot of attention as potential anti-cancer drugs. Despite exhibiting high activity in preclinical in vitro and in vivo models, in clinical trials TRAIL treatment proved to be inefficient. Lack of apoptotic activity is caused by intrinsic or secondary resistance to TRAIL, that is observed in cancer cells. Herein, we systematically review the resistance mechanisms to death-receptor triggered apoptosis. Identification of such mechanisms in clinical setting might serve as a “negative” biomarker, excluding patients unlikely to benefit from TRAIL-based therapies or present a possibility of pharmacological modulation.TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand) jest białkiem z rodziny czynnika martwicy nowotworów działającego za pośrednictwem swoistych receptorów śmierci (DR4, DR5) i charakteryzującym się zdolnością indukcji apoptozy w komórkach docelowych. W wyniku wiązania TRAIL do DR4 i/lub DR5 następuje aktywacja zewnątrzpochodnej, a w niektórych komórkach również wewnątrzpochodnej ścieżki apoptozy. Ponieważ ekspresja receptorów śmierci na powierzchni komórek prawidłowych jest zwykle niższa niż na nowotworowych, to ligandy DR4 i DR5 budzą duże zainteresowanie jako potencjalne leki przeciwnowotworowe. Mimo wysokiej aktywności TRAIL i jego analogów w modelach in vitro i przedklinicznych modelach in vivo, w badaniach klinicznych wykazywał on niską skuteczność. Przyczyną takiego stanu rzeczy jest pierwotna lub wtórna oporność na TRAIL pojawiająca się w komórkach nowotworowych. W niniejszej pracy przeprowadzono systematyczny przegląd mechanizmów oporności na apoptozę indukowaną przez aktywację receptorów śmierci. Ich identyfikacja stwarza perspektywy celowanej ingerencji farmakologicznej przywracającej wrażliwość komórek na TRAIL lub ich wykorzystania jako „negatywnych” biomarkerów identyfikujących chorych, u których terapie oparte na ligandach receptorów śmierci nie mają szans powodzenia

Postępy w biologii i leczeniu chłoniaka Hodgkina

In this paper, the characteristic features of biology and clinical aspects of Hodgkin lymphoma (HL) are updated and reviewed. The first part is focused on the ontogenesis of Reed-Sternberg (R-S) and Hodgkin (H) cells as well as mechanisms involved in their malignant transformation. The clinical part of the review concerns the histopathological classification of HL, prognostic factors’ role in therapy decision-making process, and current recommendations for choosing the first line treatment of HL.Artykuł stanowi przegląd aktualnego stanu wiedzy w zakresie biologii i aspektów klinicznych chłoniaka Hodgkina (HL). Pierwszą część pracy poświęcono omówieniu ontogenetycznego pochodzenia komórek Reed-Sternberga (R-S) i Hodgkina (H) oraz mechanizmów odpowiedzialnych za ich transformację nowotworową. W części klinicznej pracy omówiono klasyfikację histopatologiczną i rolę czynników rokowniczych w podejmowaniu decyzji terapeutycznych oraz aktualne zalecenia dotyczące wyboru pierwszorzutowego leczenia chłoniaka Hodgkina