Finanziamento della Ricerca di nuove terapie per la cura della leucemia mieloide acuta in età pediatrica
Grazie alle somme raccolte e alle donazioni dei nostri sostenitori, abbiamo potuto cofinanziare un importante progetto di ricerca sulla leucemia mieloide acuta curato dal massimo rappresentante della medicina in questo settore, il Prof. Franco Locatelli, che ebbe in cura il nostro Gabriele.
Nel corso del 2016 e 2017 continueremo a raccogliere fondi per sostenere questo progetto a cui teniamo moltissimo.
Titolo della Ricerca: Inibitori epigenetici nella terapia delle leucemie mieloidi acute dell’età pediatrica con lesioni a carico del gene MLL
Responsabile Scientifico-Coordinatore del progetto: Prof. Franco Locatelli
Elementi di innovazione del progetto
Questo progetto si propone di valutare, per la prima volta, la potenziale efficacia di trattamenti epigenetici personalizzati nelle LMA del bambino caratterizzate da riarrangiamento di MLL, qualificandosi per la capacità di aumentare la probabilità di cura riducendo gli effetti collaterali.
Descrizione delle Unità che partecipano
Unità capofila: Dipartimento di Ematologia ed Oncologia Pediatrica dell’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù, Roma
Coordinatore Scientifico e Responsabile del Progetto: Prof. Franco Locatelli
Collaboratori alla ricerca della stessa Unità di appartenenza
Dott.ssa Rossella Rota
Dott.ssa Alice Bertaina
Collaborazione con altri Centri Italiani o Esteri
Laboratory of Molecular Virology, Immunology and Medical Genetics, The Ohio State University-Medical Center, Columbus, Ohio, USA. Director: Carlo Maria Croce.
Prof. Carlo Maria Croce
Introduzione
Gli enormi progressi ottenuti negli ultimi anni nella comprensione dei fenomeni molecolari che sottendono allo sviluppo della leucemia mieloide acuta (LMA) hanno fornito il razionale per identificare e testare nuovi composti selettivi per le cellule leucemiche, alcuni dei quali iniziano ora ad essere in fase di sperimentazione clinica. Il ruolo di questi nuovi farmaci appare particolarmente importante nell’ambito delle LMA dell’età pediatrica sia perché la probabilità di sopravvivenza dei bambini affetti da questa oncoemopatia per quanto migliorata, ad oggi, non supera, comunque, il 65-70%, sia per la lunga prospettiva di vita dei bambini, la quale motiva prioritariamente la riduzione degli effetti a lungo termine correlati al trattamento. Nell’ultimo decennio si è assistito ad un largo investimento progettuale della comunità scientifica internazionale rispetto all’identificazione di nuovi farmaci che siano attivamente specifici sulle cellule leucemiche, permettendo lo sviluppo di un approccio terapeutico sempre più personalizzato.
Studi recenti hanno documentato come la de-regolazione di meccanismi molecolari coinvolti nel rimodellamento della struttura cromatinica, composta da DNA e proteine istoniche, svolga un ruolo chiave nella genesi delle leucemie. I meccanismi sopra menzionati sono alla base della specificità tissutale durante lo sviluppo embrionale e, non a caso, le leucemie sono disordini associati alla de-regolazione del differenziamento di particolari popolazioni cellulari ematopoietiche.
I riarrangiamenti del gene MLL che mappa nella regione cromosomica 11q23, presenti nel 15-20% delle AML pediatriche e addirittura in oltre il 30% di quelle che insorgono sotto l’anno di età, identificano popolazioni di pazienti ad alto rischio di ricaduta e condizionano frequentemente una prognosi sfavorevole. MLL è una proteina che si associa alla cromatina e catalizza il trasferimento di gruppi metilici sulla lisina 4 dell’istone H3 (H3K4) regolando la trascrizione genica e, quindi, l’espressione, di geni fondamentali dello sviluppo tra cui i geni HOXA. Più di 60 partners molecolari sono stati identificati come associati a MLL tramite traslocazioni cromosomiche di cui quelle più caratteristiche dell’età pediatrica sono le t(4;11), t(9;11) e t(10;11), le quali producono proteine ibride di fusione denominate MLL-AF4, MLL-AF9 e MLL-AF10, associate a funzione oncogenica. Giova ricordare che la t(4;11) è riscontrabile anche in un’alta proporzione di lattanti affetti da leucemia linfoblastica acuta.2 Le cellule di LMA con riarrangiamenti del gene MLL presentano profili di espressione genica prevedibilmente diversi rispetto alla popolazione mieloide sana, ma anche distinti da quelli riscontrati in elementi neoplastici di LMA non associati a riarrangiamenti di MLL, come documentato dall’alta espressione dell’insieme dei geni HOXA che funzionano da oncogeni favorendo l’espansione di cellule con caratteristiche staminali non differenziate.
Le proteine oncogeniche di fusione MLL-AF4/9/10 interagiscono con la proteina DOT1L che è l’unica metil-transferasi che catalizza la metilazione della lisina 79 sull’istone H3 (H3K79). Questa interazione sembra essere essenziale per indurre la trasformazione tumorale di cellule mieloidi.3,4 Riarrangiamenti a carico del gene MLL nelle LMA pediatriche si associano, inoltre, ad un’elevata espressione dell’oncogene MYC, il quale, a sua volta, favorisce l’espressione di altri oncogeni quali FLT3, MYB e MEIS1, e inibisce quella di geni di microRNA (miRNAs) considerati dei soppressori tumorali nella LMA, quali miR-29b,c, miR-26a e miR-150.5 Inoltre, MYC nelle LMA favorisce l’espressione di EZH2, una proteina Polycomb che è il componente catalitico del “Polycomb Repressor Complex 2” (PRC2) che metila la lisina 27 dell’istone H3 (H3K27), e che, a sua volta, reprime l’espressione di geni coinvolti nel differenziamento mieloide e di geni soppressori tumorali tra cui i miR-29b,c, funzionando come un oncogene. E’ stato, altresì, dimostrato che l’espressione di EZH2 è necessaria per il processo leucemogenetico nelle LMA con riarrangiamento di MLL.
Alla luce di quanto sopra riportato, risulta evidente che la modulazione dei circuiti di regolazione che coinvolgono MLLr/MYC/EZH2/miRNAs ha una potenzialità anti-leucemica nelle forme di LMA con riarrangiamento di MLL.
Recentemente, sono stati scoperti alcuni inibitori selettivi di DOT1L (EPZ-5676) e di BRD4 (JQ1), una proteina necessaria per la funzione trascrizionale di MYC, che hanno dato confortanti risultati in studi preclinici sulle LMA con riarrangiamento di MLL6,7e sono entrati in protocolli di sperimentazione clinica di fase 1 per le LMA degli adulti.
Inoltre, un inibitore di EZH2, la DZNep, che agisce promuovendo la degradazione di EZH2 e di altri componenti di PRC2 (tra cui EED) ha mostrato effetti differenzianti e anti-tumorali nelle LMA con riarrangiamento di MLL. 8
Nessuno studio sull’effetto combinato di questi tre farmaci sulle forme di LMA pediatrica con riarrangiemento di MLL è stato, ad oggi, pubblicato, né si dispone di dati sulla modulazione di miRNAs soppressori tumorali dopo tali trattamenti in combinazione.
Obiettivi
Obiettivo principale dello studio: definire la potenzialità terapeutica di trattamenti combinati con inibitori di vie molecolari che regolano la funzione trascrizionale di geni pro-leucemici, quali DOT1L, MYC e EZH2 su blasti leucemici ottenuti da pazienti pediatrici con LMA con riarrangiamento di MLL. L’utilizzo di combinazioni di farmaci che colpiscono circuiti molecolari permette di evitare quanto più possibile l’insorgenza di resistenza alla terapia, essendo in grado di interferire con networks oncogenici diversificati, per quanto intersecantisi.
I risultati dello studio permetteranno di comprendere se la terapia con i composti sopra menzionati possa indurre risposte paziente-specifiche, gettando le basi per il disegno di terapie personalizzate che minimizzino il verificarsi degli effetti collaterali attualmente associati ai trattamenti chemioterapici. Inoltre, da questo studio deriveranno informazioni utili a definire se esista una responsività paziente-specifica e se i trattamenti sopra menzionati impiegati in combinazione possano migliorare la sopravvivenza e la qualità di vita dei pazienti pediatrici.
L’obiettivo principale del progetto, a sua volta, si articola in 4 Obiettivi Specifici (OS):
OS1: Verificare l’efficacia anti-proliferativa in vitro dei trattamenti combinati con EPZ-5676, JQ1 e DZNep rispetto ai trattamenti con i singoli composti su cellule primarie di LMA pediatrica con riarrangiamento di MLL.
OS2: Determinare se le combinazioni dei trattamenti che hanno dato risultati nel punto OS1 inducano l’espressione dei miRNAs soppressori tumorali miR-29b,c, miR-26a e miR-150 in vitro definendo il loro ruolo nella risposta al trattamento.
OS3: Comprendere se tali trattamenti combinati migliorino la risposta anti-tumorigenica in vivo rispetto ai trattamenti singoli.
OS4: Valutare l’espressione dei geni e dei miRNAs studiati negli OS1-2 su cellule midollari dei pazienti con LMA e riarrangiamento di MLL dopo recidiva allo scopo di comprendere il loro legame con lo sviluppo di un’eventuale ricaduta.
Risultati attesi
Ci aspettiamo che i risultati di questo progetto di ricerca: (i) diano indicazioni riguardo la risposta terapeutica con terapie combinate con nuovi farmaci specifici rispetto a circuiti molecolari epigenetici; (ii) mettano in luce differenze tra i singoli pazienti nella risposta a tali trattamenti in modo da evidenziare eventuali eterogeneità; (iii) evidenzino se le de-regolazioni molecolari studiate siano presenti e in che misura nel paziente con recidiva; (iv) permettano di acquisire una migliore conoscenza del ruolo di alcune de-regolazioni geniche che sono alla base della leucemogenesi nelle LMA pediatriche caratterizzate da riarrangiamenti di MLL.
I risultati derivanti dalla progettualità sperimentale verranno disseminati alla comunità scientifica internazionale mediante almeno una pubblicazione su una rivista biomedica ad alto fattore d’impatto. Al termine del primo anno, invieremo una relazione scientifica di avanzamento dei lavori che consenta alla Fondazione di verificare il rispetto dei tempi previsti dal piano di ricerca e l’aderenza delle attività sperimentali svolte a quanto dettagliato nel presente progetto.
