XIAP and P-glycoprotein co-expression is related to imatinib resistance in chronic myeloid leukemia cells.

P-glycoprotein (Pgp) and XIAP co-expression has been discussed in the process of the acquisition of multidrug resistance (MDR) in cancer. Here, we evaluated XIAP and Pgp expression in chronic myeloid leukemia (CML) samples, showing a positive correlation between them. Furthermore, we evaluated the effects of imatinib in XIAP and Pgp expression using CML cell lines K562 (Pgp(-)) and K562-Lucena (Pgp(+)). Imatinib increased XIAP and Pgp expression in K562-Lucena cells, while in K562 cells a downregulation of these proteins was observed, suggesting that imatinib induces an increment of MDR phenotype of CML cells that previously exhibit high levels of Pgp/XIAP co-expression.

Survivin overexpression correlates with an apoptosis-resistant phenotype in chronic myeloid leukemia cells.

Survivin is a member of the inhibitor of apoptosis protein family (IAP) that acts in both inhibition of apoptosis and regulation of the cell cycle. Despite the fact that survivin is overexpressed in almost all human malignancies, its expression is undetectable in most normal adult tissues, which is what makes it a potential target for anticancer interventions. The aim of this work was to investigate whether survivin is involved in resistance to idarubicin (ida), a drug commonly used in leukemia treatment. Cytotoxic assays using MTT showed that 1 µM of ida could inhibit 50% of cell viability in K562, a chronic myeloid leukemia cell line. Western blotting analysis revealed that survivin expression was increased in the cell line after treatment with ida 0.5 and 1 µM concentrations, protecting cells from ida-induced apoptosis. However, the highest ida concentrations tested were able to inhibit survivin levels and induce apoptosis in K562 cells, as evaluated by morphology and caspase-3 and -9 activation. These results indicate that survivin expression is involved in ida resistance in K562 leukemic cells. Flow cytometry analysis of the cell cycle showed that ida induced G2/M arrest in these cells and there was a statistically significant positive correlation between survivin expression and the percentage of cells in G2/M phase. This work supports the idea that survivin may contribute to an apoptosis-resistant phenotype by inhibiting ida-induced apoptosis and preventing cells from progressing in the cell cycle.

Leucemias linfo e mieloproliferativas crônicas: expressão de biomarcadores de resistência às drogas e ação de fármacos

Alterações na via de apoptose desempenham um importante papel na patogênese e na progressão das leucemias e têm sido relacionadas à quimioresistência. O surgimento de proteínas de resistência a múltiplas drogas (MDR) como a glicoproteína P (Pgp) e a proteína relacionada a resistência a múltiplas drogas (MRP) ou a aquisição de um programa apoptótico defeituoso como aquele induzido pela mutação da p53, são os principais obstáculos no tratamento das leucemias uma vez que ambos induzem resistência à quimioterapia clássica. Entretanto, a ligação entre esses dois mecanismos ainda não está claramente definida. Recentemente, uma família de proteínas antiapoptóticas chamadas de proteínas inibidoras da apoptose (IAPs) surgiu como candidata a potenciais marcadores de prognóstico desfavorável e causa de resistência à terapia. Contudo, o real papel das IAPs na patogênese, resistência às drogas ou evolução da doença permanece obscuro para as leucemias crônicas. Portanto, os objetivos principais deste estudo foram: i) avaliar a expressão das IAPs c-IAP1, c-IAP2, XIAP e survivina e de sua proteína reguladora, Smac, em amostras de leucemia linfóide crônica (LLC) e leucemia mielóide crônica (LMC); ii) correlacionar os níveis de expressão dessas proteínas com os fatores de prognóstico escolhidos para cada tipo de leucemia; iii) analisar a capacidade de alguns quimioterápicos em alterar a expressão das IAPs e correlacionar esses resultados com a resistência às drogas. As técnicas de imunocitoquímica e Western blot foram utilizadas para avaliar a expressão das IAPs e da Smac em amostras leucêmicas. O perfil MDR das amostras de pacientes foi avaliado através da análise da expressão de Pgp, MRP, p53 e do ensaio de efluxo de rodamina- 123 por citometria de fluxo. A intensidade de marcação variou bastante para c-IAP1, c- IAP2 e XIAP nas amostras de LLC avaliadas por imunocitoquímica e Western blot e para XIAP nas amostras de LMC avaliadas apenas por Western blot. Para as amostras de LLC, nenhuma correlação significativa foi observada entre os níveis de expressão das IAPs e fatores de prognóstico como idade, gênero, tempo de duplicação linfocitária, leucometria, tratamento prévio ou perfil MDR. De forma interessante a expressão de Smac mostrou-se significativamente mais elevada que a de XIAP. Apesar de fármacos como fludarabina, zoledronato e pamidronato induzirem apoptose de forma significativa, eles não foram capazes de alterar a expressão das IAPs. Tais resultados sugerem que essas IAPs não podem ser consideradas fatores de resistência à apoptose na LLC, provavelmente devido aos altos níveis de expressão de Smac que regula a atividade dessas IAPs. Para as amostras de LMC, também não encontramos correlação entre a expressão de XIAP e idade, gênero, fase da doença, índice de Sokal ou tratamento prévio. Todavia, a expressão de XIAP correlacionou-se positivamente com a expressão da Pgp, mas isso não foi relacionado ao índice de Sokal ou ao tratamento recebido anteriormente. Entretanto, a expressão de survivina foi mais elevada em amostras de pacientes considerados de risco intermediário/alto, segundo o índice de Sokal, e naqueles que haviam sido tratados previamente. Além disso, ensaios feito em uma linhagem de LMC, a K562, mostrou que o imatinibe induziu apoptose e foi capaz de reduzir a expressão de XIAP e survivina. Esses resultados mostram que a survivina pode ser considerada um biomarcador de progressão da LMC; entretanto, embora a XIAP atue como uma proteína anti-apoptótica, seu papel na patogênese da LMC ainda não está completamente elucidado. Portanto, o papel das IAPs na patogênese ou na resistência às drogas depende do tipo celular estudado, do balanço entre proteínas pró- e anti-apoptóticas e da afinidade entre elas

Modulation of reactive oxygen species by antioxidants in chronic myeloid leukemia cells enhances imatinib sensitivity through survivin downregulation.

Survivin, a member of the inhibitor of apoptosis protein family and a target for new drugs, is modulated by reactive oxygen species in several types of neoplasms including leukemias. The aim of this study is to find mechanisms to enhance sensitivity to imatinib in imatinib-responsive cells. In this study, we demonstrated through fluorescein isothiocyanate-labeled annexin V for apoptotic cells detection and western blotting that by inhibiting catalase activity, imatinib apoptosis induction was significantly enhanced (P<0.05) through diminishing survivin expression in K562 cells. These findings might be of clinical relevance and might help improve the chemotherapeutic use of imatinib mesylate.

Bisphosphonates induce apoptosis in CLL cells independently of MDR phenotype.

PURPOSE: The anti-tumoral activity of bisphosphonates (BPs) has been reported in leukemia. In this study, we attempted to evaluate the apoptotic effects of the BPs pamidronate (PAM) and zoledronic acid (ZOL) in chronic lymphocytic leukemia (CLL) samples, and to correlate it with clinical parameters and multidrug resistance (MDR) phenotype (P-glycoprotein and multidrug resistance-related protein expression and/or their functional activity). RESULTS: Both BPs were able to induce apoptosis significantly. No correlation was observed between BP-induced apoptosis and clinical parameters or MDR phenotype. CONCLUSION: Our data suggest that concurrent or sequential administration of BPs with conventional chemotherapeutic drugs may have significant therapeutic potential for CLL patients.

Estudo da ação citotóxica do cloridrato de irinotecano (CPT-11) em cédulas leucêmicas: correlação com o fenótipo de resistência a múltiplas drogas / Study of cytotoxic activity of irinotecan hydrochloride (CPT-11) in leukemic ballots: correlation with the phenotype of multidrug resistance

O cloridrato de irinotecano (CPT-11), um inibidor da topoisomerase I, foi inicialmente descrito como sendo ativo em tumores resistentes a multiplas drogas (MDR). Os resultados mostraram que o CPT-11 possui uma potente ativiadade anti-leucêmica independente do fenótipo MDR e da fase do ciclo celular, sugerindo novos caminhos a serem explorados no tratamento das leucemias...