Úloha mikroprostředí v rezistenci B-buněčných leukémií a lymfomů na chemo-imuno terapii

Mgr. Gabriela Mladonická Pavlasová, Ph.D.

Doctoral thesis

The role of microenvironment in the resistence of B-cell leukemia and lymphoma to chemo-immuno therapy

Abstract:

Molekula CD20 je obecný marker exprimovaný na povrchu většiny B-buněčných malignit, což z ní činí vhodný molekulární cíl monoklonálních protilátek (mAbs), jako je rituximab, ofatumumab nebo obinutuzumab. I přes to, že zavedení anti-CD20 mAbs do klinické praxe výrazně zlepšilo prognózu pacientů s maligním onemocněními B-buněk, přesná fyziologická role molekuly CD20 zůstává stále nejasná. Exprese CD20 je navíc vysoce variabilní, a to nejen mezi různými B-buněčnými malignitami, ale také pacienty se stejnou malignitou, a dokonce i mezi intraklonálními subpopulacemi jednoho pacienta. Několik studií ukázalo, že interakce v nádorovém mikroprostředí chrání leukemie / lymfomy ze zralých B buněk před přímou cytotoxicitou indukovanou rituximabem, i když ani v tomto případě není přesný mechanismus zcela objasněn. Současné snahy kombinovat anti-CD20 mAbs s novými léčivy, jako jsou inhibitory signalizace přes B-buněčný receptor (BCR) cílící kinázy BTK nebo PI3K (ibrutinib, idelalisib, duvelisib) nebo inhibitory antiapoptotického proteinu BCL2 (venetoclax), vedou k nutnosti lépe porozumět mechanismům regulace CD20 a určit její biologickou funkci. V rámci této dizertační práce byly pro řešení těchto otázek zavedeny metody umožňující studium interakcí v mikroprostředí. Díky tomu jsme popsali nový mechanismus regulace CD20 v buňkách chronické lymfocytární leukémie (CLL) v kontextu imunitního mikroprostředí a následně jsme také objasnili roli CD20 v BCR signalizaci. Dále jsme ukázali, že molekula CD20 přispívá k celkovému aktivovanému stavu intraklonální „agresivní“ subpopulace CLL buněk a že rituximab přednostně eliminuje právě tyto CLL buňky s aktivovanou BCR signalizací. Následně jsme popsali, že podávání inhibitorů BCR in vivo vede ke snížení exprese CD20 na CLL buňkách. Celkově mohou mít data prezentovaná v této dizertační práci významné důsledky pro kombinační terapii využívající anti-CD20 mAbs a inhibitory BCR signalizace a mohou mít klinický přínos pro CLL pacienty.

Abstract:

CD20 is a general B-cell marker expressed on the cell-surface of most B-cell malignancies, which makes it a suitable molecular target for monoclonal antibodies (mAbs) such as rituximab, ofatumumab, or obinutuzumab. Introducing anti-CD20 mAbs into clinical settings improved the outcome of patients with B-cell malignancies, however CD20’s precise physiological role remains unclear. Further, CD20 expression is extremely variable between different B-cell malignancies, patients with the same malignancy, and even between intraclonal subpopulations in one patient. Finally, several studies have shown that the microenvironmental interactions protect mature B-cell leukemia/lymphomas from rituximab induced direct cytotoxicity, even though the exact mechanism is not fully understood. Current efforts to combine anti-CD20 mAbs with new targeted therapies such as B-cell receptor signaling (BCR) inhibitors targeting BTK or PI3K (ibrutinib, idelalisib, duvelisib) or inhibitors of anti-apoptotic BCL2 (venetoclax) make it necessary to better understand the mechanisms of CD20 regulation and its biological function. To address the issues raised, methods to study microenvironmental interactions in chronic lymphocytic leukemia (CLL) were established. These allowed us to describe a novel CD20 regulation mechanism in CLL cells in the context of immune niches and CD20’s role in BCR signaling. Further, we showed that CD20 contributes to the activated status of an intraclonal “aggressive” CLL cell subpopulation, and rituximab preferentially eliminates these BCR-proficient CLL cells. We also observed that administering BCR inhibitors in vivo leads to CD20 downmodulation on CLL cells. Altogether, the presented data have important implications for combinatorial therapy with BCR signaling inhibitors and anti-CD20 mAbs and may have clinical benefit for CLL patients.

Keywords

CLL, CD20, MS4A1, mikroprostředí, microenvironment, CXCR4, BCR, rituximab, ibrutinib, idelalisib

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 11. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 13. 12. 2019
• Supervisor: doc. MUDr. Mgr. Marek Mráz, Ph.D.
• Reader: doc. MUDr. Vít Procházka, Ph.D., MUDr. Martin Šimkovič, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
Oncology and Hematology / Experimental Oncology and Tumor Biology