Systematische Evaluierung des antileukämischen Potentials dreier neuer small-molecule BCL-2-pathway-Inhibitoren in akuter myeloischer Leukämie

Abstract

Hintergrund: Bis heute existieren für die akute myeloische Leukämie - mit Ausnahme der PML - keine chemotherapeutischen Optionen mit zufriedenstellender Verbesserung der Gesamtüberlebensrate. Insbesondere bei älteren Erwachsenen liegen die Chancen auf Langzeitremissionen <10%. Spätestens durch die EU-weite Zulassung von Venetoclax in Kombination mit einem hypomethylierenden Agens (HMA) und die Aufnahme in die Behandlungsleitlinie für unfitte Patienten im Jahr 2021 erwies sich die Hemmung des anti-apoptotischen Proteins BCL-2 als effektive Strategie. An präklinischen AML-Modellen testeten wir drei neue selektive Inhibitoren, die (in-)direkt Proteine der BCL-2-Familie hemmen: den dualen BCL-2/XL-Inhibitor AZD 4320, den MCL-1-Inhibitor AZD 5991 und den CDK-9-Inhibitor AZD 4573 als indirekten MCL-1-Inhibitor.

Methoden: 4 AML-Zelllinien (MOLM-13, MOLM-14, OCI AML3 und HL-60), PBMCs aus Heparin-Blut/-Knochenmark von 11 neu-diagnostizierten AML-Patienten wurden mit den Inhibitoren, sowie in Kombination mit Decitabin als hypomethylierende Substanz behandelt. Die relative Apoptoserate wurde mittels Annexin-PI-Assays am FacsCalibur bestimmt (n=3), DMSO diente als Kontrolle. Die Zellviabilität/-proliferation unter Behandlung mit den Inhibitoren wurde XTT-basiert gemessen (n=6). Die PBMCs der Patienten wurden nach FICOLL-Protokoll aus Heparin-Blut isoliert.

Ergebnisse: Alle drei Inhibitoren induzieren zellspezifisch und konzentrationsabhängig Apoptose (p < 0,001) und hemmen Zellviabilität/-proliferation (p < 0,001) an den getesteten Zellmodellen. Durch Kombination mit Decitabin ergeben sich starke synergistische Effekte bei allen Inhibitoren, am stärksten ausgeprägt beim BCL-2-/XL-Inhibitor AZD 4320 und MCL-1-Inhibitor AZD 5991 (Steigerung Apoptoserate Ø +20%, Verringerung IC50 um Ø -60,59%). AML-Patientenblasten zeigen ein Ansprechen auf alle drei getesteten Inhibitoren, am sensitivsten auf den CDK-9-Inhibitor AZD 4573.

Schlussfolgerung: Die vorliegende Arbeit bietet eine Rationale für die klinische Testung der drei Inhibitoren an Patienten mit AML als Monotherapie, wie auch in Kombination mit hypomethylierenden Substanzen.