Leukemic cell/microenvironment interactions in Chronic Lymphocytic Leukemia: role of JAK/STAT axis in the survival of neoplastic clone

La Leucemia Linfatica Cronica (LLC) è un disordine linfoproliferativo caratterizzato dall’accumulo di linfociti B maturi, con immunofenotipo CD19+/CD5+/CD23+, nel sangue periferico, in quello midollare e nei tessuti linfoidi. Nonostante le cellule leucemiche in vivo non vadano incontro ad apoptosi, se poste in vitro muoiono rapidamente; questo evidenzia l’importanza del microambiente nella sopravvivenza del clone neoplastico. Diverse molecole, incluse quelle rilasciate dalle cellule mesenchimali stromali (MSC) agiscono tramite la via di JAK (Janus Kinase)/STAT (Signal Transducer and Activators of Transcription). Nel corso del dottorato, ci siamo concentrati in particolare sull’asse JAK2/STAT3 in quanto IL-6, una delle citochine più abbondanti tra quelle presenti nel microambiente, è il ligando principale del recettore a monte di questa via. La deregolazione dell’asse JAK2/STAT3 può portare all’attivazione incontrollata di STAT3 e, conseguentemente, allo sviluppo di tumori delle cellule ematopoietiche Tramite western blotting, citometria a flusso, frazionamento subcellulare e microscopia confocale, abbiamo analizzato 76 pazienti con LLC e 23 donatori sani al fine di studiare il coinvolgimento di STAT3 nella sopravvivenza della cellula leucemica. Abbiamo dimostrato come l’espressione di STAT3 sia maggiore nelle cellule neoplastiche (MFI: cellule di LLC 1.28±0.13 vs normali 0.61±0.09, Student’s t test, p<0.001) e come sia significativamente fosforilata alla Tyr705 in confronto ai linfociti B di donatori sani (MFI: cellule di LLC 211.3±35.85 vs normali 46.50±6.12, Student’s t test, p<0.05), evidenziando così la sua attivazione costitutiva nella CLL. Dopo di ciò, abbiamo osservato come il trattamento in vitro di cellule leucemiche con AG490 e Stattic, rispettivamente inibitori specifici di JAK2 e di STAT3, induca apoptosi dose-dipendente nelle cellule B di LLC (es. Vitalità cellulare, 24h: cellule di LLC 62.90±4.24% vs cellule di LLC + AG490 50M 38.30±7.22%, Student’s t test, p<0.01; cellule di LLC 60.96±3.91% vs cellule di LLC + Stattic 10M 31.78±4.31%, Student’s t test, p<0.0001). Sia AG490 che Stattic si sono dimostrati capaci di superare la protezione fornita dal microambiente quando le cellule neoplastiche sono poste in cultura insieme alle MSC (es. Vitalità cellulare, 48h: cellule di LLC 66.80±6.28% vs cellule di LLC + AG490 100M 22.50±7.50%, Student’s t test, p<0.01; cellule di LLC 57.51±4.95% vs cellule di LLC + Stattic 10M 26.25±5.45%, Student’s t test, p<0.001). Abbiamo dimostrato come AG490 non sia solo in grado di inibire l’asse JAK2/STAT3, ma possa anche mediare altri effetti come: i) l’attivazione di SHP-1 diminuendo la sua fosforilazione in Ser591; ii) l’inibizione della proteina Lyn, riducendo la fosforilazione del sito attivo in Tyr396. Lyn, una tirosin-chinasi, e SHP-1, una tirosin-fosfatasi, sono coinvolte nella sopravvivenza delle cellule di LLC. In conclusione, la capacità di AG490 e Stattic di indurre apoptosi nelle cellule B leucemiche superando la protezione fornita dal microambiente, rappresenta un punto di partenza per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche nella LLC, fornendo allo stesso tempo nuove informazioni per la caratterizzazione del crosstalk tra l’asse JAK2/STAT3 e il pathway BCR/Lyn nelle cellule leucemiche.