Białaczkowe komórki macierzyste (LSCs) stanowią fundamentalny element w patogenezie przewlekłej białaczki szpikowej i odgrywają kluczową rolę w mechanizmach oporności na leczenie. Te wyspecjalizowane komórki powstają w wyniku transformacji nowotworowej wielopotencjalnych komórek macierzystych układu krwiotwórczego przez onkogen BCR-ABL11.
Charakterystyka białaczkowych komórek macierzystych
Białaczkowe komórki macierzyste w przewlekłej białaczce szpikowej zachowują wiele cech normalnych komórek macierzystych układu krwiotwórczego, ale jednocześnie nabywają właściwości nowotworowe2. Charakteryzują się one specyficznym immunofenotypem: Lin-negatywne, CD34-pozytywne, CD38-negatywne i CD90-pozytywne3. Ten profil immunofenotypowy jest bardzo podobny do normalnych komórek macierzystych układu krwiotwórczego, co sprawia, że ich identyfikacja i selektywne zwalczanie stanowi znaczące wyzwanie terapeutyczne.
LSCs posiadają zdolność do samo-odnowienia oraz różnicowania w kierunku aberracyjnych podtypów komórek krwiotwórczych1. Co istotne, wykazują one znaczną odporność na apoptozę poprzez aktywację różnych cząsteczek sygnałowych i szlaków znajdujących się poniżej białka BCR-ABL, które regulują proces białaczkogenezy1.
Mechanizmy przeżycia i oporności
Jednym z najważniejszych aspektów białaczkowych komórek macierzystych jest ich trwała obecność nawet podczas leczenia inhibitorami kinazy tyrozynowej2. To zjawisko sugeruje, że pacjenci w remisji nie są całkowicie wyleczeni i mogą technicznie doświadczyć nawrotu po zaprzestaniu leczenia inhibitorami kinazy tyrozynowej2.
Istnieją szlaki niezależne od BCR-ABL, które utrzymują zdolność samo-odnowienia białaczkowych komórek macierzystych2. Te mechanizmy BCR-ABL-niezależne stanowią dodatkowe wyzwanie terapeutyczne, ponieważ komórki mogą przeżyć nawet przy skutecznej inhibicji aktywności kinazy tyrozynowej.
Interakcje z mikrośrodowiskiem szpiku kostnego
Białaczkowe komórki macierzyste mogą być również problemem utrzymującym się u pacjentów niezależnie od aktywacji kinazy BCR-ABL4. Zmieniają one relacje z niszą szpiku kostnego i opuszczają stan spoczynku, przechodząc do stanu proliferacji poprzez zmiany w sygnalizacji wewnątrzkomórkowej oraz wydzielanie cytokin supresyjnych4.
Te procesy mogą zaburzać procesy metaboliczne, przygotowywać mikrośrodowisko anty-apoptotyczne oraz dysregulować aktywności immunologiczne4. Komórki rezydentne szpiku kostnego oraz wsparcie LSCs w lokalizacji do niszy szpiku kostnego są również istotnymi czynnikami w utrzymywaniu białaczkowych komórek macierzystych5.
Komunikacja z mikrośrodowiskiem
Białaczkowe komórki macierzyste komunikują się z mikrośrodowiskiem poprzez wydzielanie mikropęcherzyków (MVs), które mogą przenosić mikroRNA, amfiregulina oraz mRNA BCR-ABL do pobliskich komórek podścieliska, powodując reprogramowanie funkcji komórek niszy6. Egzosomy pochodzące z komórek białaczkowych przenoszą miR-92a i aktywują sygnalizację SRC, co indukuje fosforylację AKT i ERK1/2 oraz onkogenną sygnalizację przez BCR-ABL6.
Wydzielanie egzosomów zawierających amfiregulinę wraz z białaczkowymi komórkami macierzystymi może promować adhezję LSCs i ich przeżycie poprzez aktywację szlaku receptora naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR) w mezenchymalnych komórkach macierzystych7. Proces ten zwiększa wydzielanie IL-8, które stymuluje ludzkie komórki śródbłonka naczyniowego do zwiększenia ekspresji cząsteczek adhezyjnych ICAM-1 i VCAM-17.
Metaboliczne aspekty przeżycia LSCs
Podwyższona ilość wewnątrzkomórkowych dipeptydowych aminokwasów w białaczkowych komórkach macierzystych może powodować utrzymywanie się LSCs poprzez stymulację szlaku P38/MAPK i fosforylację SMAD3/FOXO3A8. Aktywacja i nadekspresja transaminazy aminokwasów rozgałęzionych 1 (BCAT1) przez Musashi2 jest funkcjonalnie potrzebna do progresji przewlekłej białaczki szpikowej i reprogramowania metabolicznego8.
Szlaki sygnałowe w białaczkowych komórkach macierzystych
Powstanie genu fuzyjnego BCR-ABL w białaczkowych komórkach macierzystych może odgrywać rolę w różnych procesach biologicznych, szczególnie w proliferacji komórkowej, różnicowaniu i apoptozie poprzez kodowanie konstytutywnie aktywnej kinazy tyrozynowej8. Kluczowe kaskady sygnałowe obejmują RAS/kinazę aktywowaną przez mitogeny (MAPK), oś PI3K/Akt/FOXO, sygnalizację WNT oraz JAK2/STAT3,58.
W wyniku aktywacji szlaków sygnałowych wzrasta poziom reaktywnych form tlenu i niestabilność genomowa, które mają potencjał do tworzenia innych mutacji i aberracji chromosomowych, prowadząc do postępu przewlekłej białaczki szpikowej z fazy przewlekłej do fazy blastycznej8.
Implikacje terapeutyczne
Główną barierą w leczeniu przewlekłej białaczki szpikowej za pomocą inhibitorów kinazy tyrozynowej jest pierwotna i nabyta oporność wynikająca z akumulacji LSCs o wysokiej heterogenności we krwi i szpiku kostnym4. Białaczkowe komórki macierzyste mogą być zarówno ekspresyjne, jak i niezależne od BCR-ABL1 i wykazywać oporność na inhibitory kinazy tyrozynowej4.
Odkrycie niepewnych mechanizmów oporności białaczkowych komórek macierzystych może być doskonałym celem ułatwiającym eradykację tych komórek4. Strategie terapeutyczne ukierunkowane na eliminację LSCs obejmują charakteryzację i celowanie zmian genetycznych oraz szlaków molekularnych zaangażowanych w przeżycie LSCs w sprzyjającym białaczkowemu mikrośrodowisku9.
Przyszłe kierunki terapii
Możliwe jest opracowanie terapii kombinowanej inhibitorów kinazy tyrozynowej z lekami celującymi w geny lub cząsteczki bardziej specyficznie wymagane dla mechanizmów przeżycia białaczkowych komórek macierzystych, przy jednoczesnym oszczędzeniu normalnych komórek macierzystych układu krwiotwórczego1. Takie podejście mogłoby przynieść korzyści kliniczne wraz z inhibitorami kinazy tyrozynowej i potencjalnie prowadzić do funkcjonalnego wyleczenia pacjentów.













