Studies on signaling pathways induced by FLT3, an important oncogene in AML

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Vår kropp består av olika celler som kommunicerar med varandra genom signalering. Cellerna tar emot signaler från omgivningen med hjälp av proteiner som sätter sig fast på deras yta genom mottagare, så kallade receptorer. När receptorerna får signaler skickas de vidare in i cellkärnan där det bestäms hur cellen ska agera. Tyrosinkinasreceptorer är proteiner som sitter på cellens yta och är involverade i många processer i celler, till exempel tillväxt, celldelning, mognad, metabolism, överlevnad och rörelseförmåga. Tyrosinkinasreceptorer brukar aktiveras av en typ av ligander som kallas tillväxtfaktorer. När liganden binder till en receptor leder detta till att receptorerna slås ihop två och två, vilket i syn tur leder till fosforylering- ett sätt att skicka signaler inom celler. FLT3 tillhör familjen tyrosinkinasreceptorer och uttrycks på omogna blodceller och har en viktig roll i nybildningen av blodceller, cellernas överlevnad och celldelning. Receptorn aktiveras av en tillväxtfaktor, FLT3 ligand (FL). Det finns flera sjukdomsalstrande former av FLT3 (mutation ITD och D835Y) som leder till ständig aktivering av FLT3 dvs. utan tillväxtfaktor-stimulering, vilket leder till förändringar i signalvägarna och kan bidra till akut myeloisk leukemi (blodcancer). Dessa förändringar förekommer hos cirka 30% av patienterna med akut myeloisk leukemi (AML) och korrelerar även till en sämre prognos. AML drabbar ungefär 360 personer per år i Sverige. AML är den vanligaste formen av leukemi hos vuxna och orsakar en onormalt stor produktion av omogna blodceller vilket orsakar sjukdom. Eftersom dessa mutationer är vanligt förekommande är det viktigt att studera den här receptorn för att försöka framställa läkemedel som fungerar hämmande endast mot receptorerna med dessa mutationer men inte mot normal FLT3 eller andra receptorer. Syftet med det första arbetet var att undersöka och jämföra fosforylering/aktivering av FLT3 receptorn i både normala celler och leukemiska celler. Vi har identifierat flera nya fosforyleringsställen på FLT3 receptorn med hjälp av hemgjorda fosfospecifika antikroppar. Vi jämförde aktiveringen av specifika tyrosiner mellan vildtypsreceptorn och respektive muterade receptorer. Studien har visat att det finns såväl kvalitativa som kvantitativa skillnader i hur receptorerna fosforyleras. Det visar sig att alla tyrosinerfosforylerades olika i de tre FLT3-varianterna. Med detta har vi visat att de muterande FLT3 har specifika signaleringsvägar som är olika från den normala s.k. vildtypsreceptorn. Det är en viktig information för att kunna skapa nya behandlingsmöjligheter för AML patienter. Det andra arbetet handlar om ett proteintyrosinfosfatas (PTP), DEP-1 och hur det kontrollerar FLT3 signaling. PTP är en grupp av enzymer som tar bort fosfatgrupper från fosforylerade tyrosiner på proteiner. Vi har identifierat ett enzym, DEP-1 och visat att det är involverat i negativ reglering på fosforylering och signalering genom FLT3. Vi har också visat att DEP-1 interagerar direkt med FLT3. Akut brist av DEP-1 i human cell linje med AML orsakar förhöjd fosforylering av såväl FLT3 som MAP-kinaset ERK. DEP-1 visade sig också öka cellernas tillväxt och överlevnad. Dessa data tyder på att DEP-1 kan negativt reglera FLT3s signareringsaktivitet och kan bidra till leukemogenisk celltransformation. I det tredje arbetet undersökte vi 3,4-Diarylmaleimider, en typ av kinashämmare, som nedreglerar fosforyleringen av signaleringsmolekyler nedströms om Flt3 receptorn (t ex STAT5, AKT and ERK). Denna nya klass av hämmare framkallar celldöd (apoptos) i FLT3-ITD celler redan vid låg koncentration hämmare. Eftersom dessa hämmare är så effektiva mot FLT3-ITD skulle de i framtiden kunna användas i terapi för AML patienter i kombination med kemoterapi. Det unika med denna studie är att den visar inte bara hur generell fosforylering av FLT3 påverkas av hämmare, utan en mer detaljerad undersökning har också gjorts för att undersöka hur varje fosforyleringsställe influeras. I det fjärde projektet studerade vi hur ERK5 är involverat i Flt3-medierad signalering och transformation med hjälp av en specifik hämmare av Mek5, BIX02188. Eftersom MEK5 är uppströms om ERK5, leder hämning av MEK5 till hämning av ERK5. Det visar sig att cellens överlevnad och tillväxt hämmas när de behandlas med hämmaren, speciellt celler som uttrycker FLT3-ITD. Vi undersökte även vilka signaleringsvägar som är inblandade i dessa processer och visade att BIX02188 hämmar fosforylering av AKT och ERK1/2. Denna studie visar att ERK5 otvetydigt är involverat i FLT3-medierad signalering speciellt genom FLT3-ITD receptorn och därför kan denna hämmare troligtvis också bidra till potentiella cancerterapier. Sammantaget har vi visat att FLT3 receptorn signalerar olika beroende på vilken mutation som den bär. Vidare har vi studerat olika nya hämmare av olika signaleringsmolekyler och deras roll i FLT3 signalering. Allt detta visar att det finns fortfarande mycket att studera för att hitta rätt typ av terapi för de olika AML patienterna.