Inhibitory histondeacetyláz v léčbě plazmocelulární leukemie: vliv mikroprostředí kostní dřeně

• Název práce v češtině: Inhibitory histondeacetyláz v léčbě plazmocelulární leukemie: vliv mikroprostředí kostní dřeně
• Název v anglickém jazyce: Histone deacetylase inhibitors in plasma cell leukemia treatment: effect of the bone marrow microenvironment
• Klíčová slova: inhibitory histondeacetyláz, mikroprostředí kostní dřeně, mnohočetný myelom, plazmocelulární leukemie, rezistence na léčbu
• Klíčová slova anglicky: bone marrow microenvironment, histon deacetylase inhibitors, multiple myeloma, plasma cell leukemia, resistance to treatment
• Akademický rok vypsání: 2009/2010
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra biochemie (31-250)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Petr Stöckbauer, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 29.08.2010
• Datum zadání: 30.08.2010
• Datum a čas obhajoby: 08.11.2016 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 20.09.2016
• Datum proběhlé obhajoby: 08.11.2016
• Oponenti: doc. MUDr. Luděk Pour, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Mnohočetný myelom a jeho agresivní varianta, tzv. plazmocelulární leukemie, jsou stále považovány za nevyléčitelná onemocnění, a to i přes značný pokrok ve vývoji nových léčiv. Příčinou je často mikroprostředí kostní dřeně, které způsobuje, že myelomové buňky se stávají rezistentními na léčbu. Hematopoetické buněčné linie odvozené z jednotlivých hematologických malignit jsou nepostradatelným nástrojem pro studium etiopatogeneze těchto onemocnění a pro testování nových potenciálních léčiv. Jejich ustavení je však stále považováno za náhodnou a vzácnou událost.
První část předkládané práce se zabývá ustavením a charakterizací buněčné linie UHKT-944 odvozené od pacienta s primární plazmocelulární leukemií a dokončením charakterizace buněčné linie UHKT-893 odvozené od pacientky s mnohočetným myelomem. U linieUHKT-893 byly provedeny analýzy zahrnující mimo jiné vyšetření klonální přestavby IgVH genů a cytogenetickou analýzu, které přispěly k detailnějšímu popisu této buněčné linie.Během kultivace buněk linie UHKT-944 byly monitorovány růstové charakteristiky, byla zjištěna závislost této linie na interleukinu-6 (IL-6) a provedena imunofenotypizace, která prokázala přítomnost povrchových znaků specifických pro maligní plazmatické buňky. Analýzou byla zjištěna produkce monoklonálního imunoglobulinu IgA1-kappa. Na základě cytogenetické analýzy byly buňky klasifikovány jako téměř tetraploidní s několika numerickými a strukturními aberacemi.
Ve druhé části práce jsme se zabývali studiem vlivu vybraných inhibitorů histondeacetyláz kyseliny valproové (VPA) a suberoylanilidu kyseliny hydroxamové (SAHA) na buněčnou linii UHKT-944 v přítomnosti či nepřítomnosti mikroprostředí kostní dřeně, které bylo simulováno složkami extracelulární matrix, stromálními buňkami kostní dřeně pacientů s diagnózou mnohočetného myelomu nebo různými koncentracemi IL-6. Bylo zjištěno, že SAHA i VPA indukují apoptózu a inhibují buněčný růst, nebyl však u nich pozorován vliv na zastoupení buněk v jednotlivých fázích buněčného cyklu. Z výsledků dále vyplývá, že jedním z mechanizmů působení VPA na myelomové buňky je inhibice dráhy JAK/STAT. Byl prokázán vliv mikroprostředí kostní dřeně, především pak stromálních buněk, na účinek těchto inhibitorů. Výsledky práce naznačují možnost využití VPA i SAHA k léčbě tohoto vzácného onemocnění.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Multiple myeloma and its aggressive variant, plasma cell leukemia, are still considered to be incurable diseases despite the progressive treatment approaches comprising novel drugs. This can be attributed to the presence of the bone marrow microenvironment which plays an important role in drug resistance of myeloma cells. Hematopoietic cell lines derived from hematologic malignancies are suitable models for the study of etiopathogenesis of these malignant diseases and for testing new potential drugs. Establishment of these cell lines is still considered to be coincidental and rare event.
The first part of the thesis is focused on establishment and characterization of the cell line UHKT-944 derived from a patient with primary plasma cell leukemia, and on completion of characterization of the cell line UHKT-893 derived from a patient with multiple myeloma. Additional analysis of UHKT-893 cell line were performed including sequence analysis of IgVH gene rearrangements and cytogenetic analysis which contributed to more detailed characterization of this cell line. During cultivation of UHKT-944 cells, we monitored the cell growth and confirmed dependence on interleukin-6 (IL-6). Immunophenotype analysis revealed the presence of surface markers characteristic of malignant plasma cells. UHKT-944 cells were found to produce monoclonal IgA1-kappa. According to cytogenetic analysis, these cells were classified as near tetraploid with several numerical and structural abnormalities.
The second part of the thesis is focused on the effect of selected histone deacetylase inhibitors, valproic acid (VPA) and suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA), on the UHKT-944 cell line in the presence or absence of the bone marrow microenvironment, which was simulated by the presence of bone marrow stromal cells derived from patients diagnosed with multiple myeloma, by extracellular matrix components or by various concentrations of IL-6.We found that SAHA and VPA induced apoptosis, inhibited cell proliferationbut had no effect on the cell cycle distribution of UHKT-944 cells. Our results suggest that inhibition of JAK/STAT pathway is one of the mechanisms of action of VPA in myeloma cells. We further revealed that the bone marrow microenvironment, especially stromal cells, influence the efficiency of the used inhibitors.In conclusion, VPA and SAHA might represent an additional therapeutic strategy in the treatment of this rare malignant disease.