• adesione
• chemioterapia
• CLL
• HIF-1a
• microambiente

Il fattore trascrizionale HIF-1α è il principale responsabile delle risposte adattative sia cellulari che tissutali all’ipossia, è attivato sia nei tumori solidi e in quelli ematologici a causa dell’ipossia intratumorale o per l’attivazione di pathways oncogenici. Recenti studi dimostrano che HIF-1α è implicato nello sviluppo di malattie ematologiche tra cui la leucemia linfatica cronica (CLL). La CLL è la forma più comune di leucemia negli adulti ed è caratterizzata dall’accumulo di cellule B mature che esprimono la molecola di superficie CD5 nel sangue, nel midollo osseo e negli organi linfoidi secondari. È stato dimostrato che le cellule di CLL esprimono elevati livelli di HIF-1α a causa della downregolazione della ligasi pVHL, è stato inoltre suggerito che questa up-regolazione di HIF-1α porti alla produzione di alti livelli di VEGF con conseguente aumento della neovascolarizzazione a livello di midollo osseo e organi linfoidi secondari di pazienti affetti da CLL.
In aggiunta alla regolazione di VEGF, abbiamo trovato che nelle cellule B di CLL HIF-1α regola l’espressione di recettori di chemochine e molecole di adesione implicate nei processi di interazione delle cellule leucemiche con il microambiente tumorale. Abbiamo dimostrato che il silenziamento di HIF-1α riduce l’adesione delle cellule allo stroma e la chemotassi mediata da CXCR4 in vitro, inoltre riduce la colonizzazione del midollo e della milza nei modelli animali di CLL e promuove un aumento di sopravvivenza negli animali.
Negli ultimi anni i fattori trascrizionali HIF sono stati studiati come bersagli terapeutici per nuove terapie anti-tumorali, numerosi farmaci con attività inibitoria di HIF-1α sono stati testati sia in tumori solidi che in quelli ematologici. Poichè abbiamo osservato un ruolo fondamentale di HIF-1α nel mediare le interazioni tra cellule di CLL e il microambiente, abbiamo valutato se il farmaco EZN-2208, un composto in grado di inibire l’espressione di geni target di HIF-1α potesse essere usato per il trattamento della CLL. Abbiamo dimostrato che il trattamento riduce la colonizzazione del midollo e della milza e induce un aumento significativo della sopravvivenza in modelli di xeno e allotrapianto di CLL. Inoltre, mediante esperimenti ex vivo abbiamo dimostrato che EZN-2208 promuove la mobilizzazione delle cellule di CLL dalla milza e ne induce la morte. Recentemente, dati ottenuti da esperimenti di cocoltura con cellule di pazienti e stroma derivante da midollo osseo mostrano un marcato effetto sinergistico di EZN-2208 quando usato in combinazione con fludarabina, un composto chemioterapico utilizzato per il trattamento della CLL. Questi dati suggeriscono che EZN-2208 può essere usato per promuovere il rilascio delle cellule leucemiche dalle nicchie protettive al fine di eliminare la leucemia attraverso la sensibilizzazione delle cellule ai chemioterapici.
Oltre a questi risultati abbiamo osservato che HIF-1α nelle cellule di CLL è regolato a livello trascrizionale. Abbiamo dimostrato che i livelli di mRNA e proteici di HIF-1α variano significativamente nei pazienti di CLL e che l’espressione di HIF-1α correla con l’espressione dei suoi geni target e con parametri clinici di prognosi infausta.
Inoltre abbiamo trovato che HIF-1α è trascrizionalmente up-regolato dopo co-coltura con cellule di midollo osseo e di linfonodo suggerendo che HIF-1α è esso stesso modulato dalle interazioni con il microambiente.
In conclusione questi risultati dimostrano che l’espressione di HIF-1α ha una rilevanza significativa nella patogenesi di CLL e che può rappresentare un nuovo target per la cura di questa leucemia.

Hypoxia-inducible transcription factor HIF-1α regulates a wide array of cell and tissue adaptive responses to hypoxia, and is often activated in solid tumors and hematological malignancies due to intratumoral hypoxia or activation of oncogenic pathways. Recent evidence indicates that HIF-1α is implicated in the development of hematological malignancies including Chronic Lymphocytic Leukemia (CLL). CLL is the most common leukemia in adults and is characterized by the accumulation of mature CD5+ B cells in peripheral blood (PB), bone marrow (BM) and secondary lymphoid organs. In CLL cells it has been shown that HIF-1α is aberrantly expressed due to downregulation of the ubiquitin ligase pVHL, and abnormal up-regulation of HIF-1α has been suggested to lead to high VEGF production, thus causing the increase of neo-vascularization in BM and lymphoid tissues observed in CLL patients. In addition to VEGF regulation, we found that in CLL B cells HIF-1α regulates the expression of important chemokine receptors and cell adhesion molecules known to promote the interaction of leukemic cells with BM and spleen microenvironments that regulate the proliferation and survival of neoplastic CLL B cells. As a consequence, we demonstrated that HIF-1α silencing impairs cell adhesion to stroma and chemotaxis towards CXCR4 in vitro, and reduces BM and spleen colonization in vivo, in CLL mouse models, thus prolonging mice survival. HIF factors are recently becoming attractive targets for anti-cancer therapeutic strategies, and old and new compounds with HIF-inhibitory action are increasingly being tested against a variety of solid tumors and hematological malignancies. Given the critical function of HIF-1α in mediating CLL-microenvironment interactions, we assessed whether EZN-2208, a compound that inhibits the expression of HIF-1α-bona fide target genes in CLL B cells, may be used for treating CLL. We found that EZN-2208 reduced BM and spleen colonization and significantly increased mice survival in xeno- and allo-transplantated CLL mouse models. Moreover, we demonstrated through ex vivo experiments that EZN-2208 induces CLL cells mobilization from the spleen, followed by CLL cell death. More recently, data obtained from co-culture experiments with CLL cells from patients and BM-derived stroma showed marked synergistic effect on CLL cells when EZN-2208 is used in combination with fludarabine, a standard chemotherapeutic agent employed in the treatment of CLL. These data suggest that EZN-2208 could be used to promote the release of leukemic cells from protective niches in order to eradicate CLL trough sensibilization to chemotherapy. Along with these findings, we observed that in CLL cells HIF-1α is importantly regulated at the transcriptional level. We first observed that HIF-1α mRNA and protein levels vary significantly within CLL patients, and that HIF-1α expression correlates with its bona-fide target genes and clinical parameters of disease progression and worse prognosis. In addition, we found that HIF-1α is transcriptionally up-regulated upon co-culture of CLL cells with stromal cells from the BM or lymph node of CLL patients, thus suggesting that HIF-1α is itself modulated by the cross-talk with tumor microenvironment. Taken together, these results emphasize the relevance of HIF-1α expression to CLL pathogenesis, and suggest that HIF-1α may represent a new target for mobilization therapies in CLL.