Autofagia nella leucemia mieloide acuta

Autofagia nella leucemia mieloide acuta: Comparison

Please note this is a comparison between Version 2 by Ernestina Saulle and Version 1 by Ernestina Saulle.

L'aAutofagia è un processo di degradazionephagy is a highly conserved cellulare altamente conservato che regola il degradation process that regulates cellular metabolismo cellulare e l' and homeostasi in condizionis under normali e fisiopatologiche. L'autofagia e il and pathophysiological conditions. Autophagy and metabolismo sono collegati nel sistema are linked in the hematopoietico, svolgendo un ruolo fondamentale nell'auto-rinnovamento, sopravvivenza e system, playing a critical role in the self-renewal, survival and differenziazione delle cellule staminali e progenitrici tiation of hematopoietiche e nella morte cellulare, influenzando in stem and progenitor cells, and in cell death, particolare il destino cellulare del pool di cellule staminali ularly influencing the cell fate of the hematopoietiche. Nella leuc stem cell pool. In leukemia, l'autofagia sostiene la crescita delle cellule leucemicheautophagy supports leukemia cell growth, contribuisce alla sopravvivenza delle cellule staminali leucemiche e allates to leukemia stem cell survival and resistenza alla chemioterapia. La leucemia mieloide acutance to chemotherapy. Acute myeloid leukemia (AML), un tipo comune di leucemia acuta con scarsa sopravvivenza e prognosi, è una malattia ematopoietica clonale che colpisce le cellule staminali e progenitrici ematopoietiche, che provoca il blocco della differenziazione mieloide e la soppressione delle funzioni ematopoietiche.a common type of acute leukemia with poor survival and prognosis,

autophagy
hematopoiesis
acute myeloid leukemia
metabolism
therapy resistance

1. Autofphagia e cellule y and AML Stem Cellstaminali AML

Durainte lo sviluppo leucemico, le LSC possono adattare il lorog leukemic development, LSCs can adapt their metabolismo e i meccanismi autofagici per fornire l'elevata and autophagic mechanisms to provide the high energia e i y and nutrienti necessari per las required for LSC proliferazione e la sopravvivenza delle LSC in condizioni di carenza di nutrienti, fame, ipossia o durante i trattamenti chemioterapicition and survival under conditions of nutrient deficiency, starvation, hypoxia, or during chemotherapy treatments [7 , 91 , 92 , 93 , 94 ] .

La mMitofagia, la funzione mitocphagy, mitochondriale e l' function and integrità possono influenzare la vitalità, la y can affect the viability, proliferazione e il potenziale dition and differenziazione e latiation potential and longevità delley of normali cellule staminali ema hematopoietiche (HSC stem cells (HSCs) [95] eand sonoare importanti nella in the survival strategiay of diAML sopravvivenza delle cellule staminali AML (LSC)tem cells (LSCs) .

In Sparticolare, la proteina chinasi (AMPK) attivata dall'adenosina5′-monofosfato (AMP), uecifically, adenosine 5′-monophosphate (AMP)-activated protein kinase (AMPK), a protein complesso proteico fondamentale nel metabolismo mitocx critical in mitochondriale e nella mitofagia, è co metabolism and mitophagy, is constitutivamente attivata nelle LSC, aumentando la clearanceely activated in LSCs, increasing mitochondriale per clearance to supportare la crescita e la sopravvivenza delle LSC attraverso il suo obiettivo a valle LSC growth and survival through its downstream target FIS1, la fissionthe mitochondriale 1 componente fission 1 proteico di un complessoonent of a mitochondriale che promuove la fissione complex that promotes mitochondriale fission [ 96 ]. LAMPK/FIS1-media mitofagia mediata da AMPK/FIS1 è necessaria per l'auto-rinnovamento e la sopravvivenza delle LSC ted mitophagy is required for LSC self-renewal and survival [ 96]. Una soOvraeserexpressione di of FIS1 è stata trovata anche nelle cellule AML mentre lawas also found in AML cells while deplezione dition of FIS1 compromette la mitofagia, indebolendo laimpairs mitophagy, weakening the self-renewal capacità di auto-rinnovamento delle LSC e determinando l'induzione dellay of LSCs and resulting in the induction of myeloid differenziazione mieloide mediante l'inattivazione ditiation by inactivation of GSK3 (glicogeno sintasi chinasi 3), indicando così la mitofagia come meccanismo di regolazione per laycogen synthase kinase 3), thus pointing to mitophagy as a regulatory mechanism for AML progressione della LMA [ 96 ]. PiùMore recentemente, la perdita del ly, the loss of sequestosomae 1 ( SQSTM1 ), also knoto anche come p62, un recettorwn as p62, a selective autofagico selettivophagy receptor cruciale per lo sviluppo e la for the development and progressione dell' of AML in vivo, induce l'es the accumulo diation of damaged mitocondri danneggiati e hondria and mitochondrial superossido mitocondriale,xide, thereby compromettendo così la sopravvivenza delle cellule leucemiche. Quindi, la perditaising cell survival. leukemia cells. Thus, the loss of di SQSTM1 coimpromette lairs leukemia progressione della leucemia nei in mouse modelli murini di LMA, sottolineando il ruolo della mitofagia nella sopravvivenza delles of AML, underscoring the role of mitophagy in LSC survival. LSC.97 ]. Compllessivamente, questictively, these studi dimostrano che è necessaria una maggiore attività autofagica delle LSC per laes demonstrate that increased autophagic activity of LSCs is required for malignant progressione maligna in into AML.

TuttaHowevia,er, in contrariamente all'attivazione dell'autofagia osservata nell'AML, una perdita di autofagia nelle HSC sane innesca l'esst to the activation of autophagy observed in AML, a loss of autophagy in healthy HSCs triggers the expansione di una popolazione di cellule of a population of progenitrici nel midollo osseo, dando origine a una mior cells in the bone marrow, resulting in severe and invasive myeloproliferazione grave e invasiva, come nell'AML umana [tion, as in human AML [ 53 ] . QueThisto apparente paradosso può essere spiegato dai ruolix may be explained by the distinti che l'autofagia può svolgere durante lact roles that autophagy may play during AML progressione dell'AML, che può essere diversa nelle varie fasi della leuc, which may be different at various stages of leukemogenesis [ 98 , 99]. L'aAutofagia nelle HSC normali può prevenire l'insorgenza del cancro, come meccanismo sophagy in normal HSCs may prevent the onset of cancer, as a tumor suppressivo del tumore. Infatti, l'autofagia rimuove glie mechanism. Indeed, autophagy removes damaged organelli danneggiati, come ies, such as mitocondri, e protegge le cellule hondria, and protects hematopoietiche dall'c cells from genomic instabilità genomica e dall'infiammazione,y and inflammation, thus prevenendo così l'insorgenza della leucting the onset of leukemia. In particolare, l'aumento del danno al DNA, gli alti livelli di ROS, l'Notably, increased DNA damage, high ROS levels, aneuploidia e uny, and an aberrant accumulo aberrante diation of p62/SQSTM1 sono stati have been correlati con un processo autofagico alteratoed with an impaired autophagy process, indicando un ruolo chiave dell'autofagia nellating a key role of autophagy in prevenzione dell'inizio delting the initiation of tumore [100 ] . Al cContrario, nel cancro accertato, l'autofagia può funzionare come un percorso favorevole che promuove la sopravvivenza e la crescita del tumoreversely, in established cancer, autophagy may function as a favorable pathway that promotes tumor survival and growth, aiutand

So lme cellule tumorali a sfuggire allo stress metabolico e agli stimoli di morte.

Alcuni studies have also studi hanno anche dimostrato che l'attivazione del flusso autofagico gioca un ruolo solo nell'inizio dell'AML, con una traown that the activation of the autophagic flux only plays a role in the initiation of AML, with a transformazione da HSC ation from HSC to LSC, e, quindi, dopo questa fase, l'autofagia non è necessaria per il mantenimento della malattia and, therefore, after this stage, autophagy is not required for disease maintenance [101 ] . GliAML studi sull'AMLes MLL-AF9, l'the most common alterazione più comune nell'AML infantile, indicantion in childhood AML, point to ATG5 or ATG7 come necessari per l'insorgenza dell'AML, ma una volta stabilita la condizione leucemica, l'autofagia non è richiesta per la funzioneas required for the onset of AML, but once the leukemic condition is established, autophagy is not required for function LSC in vivo [101 , 102 ] . TuttaHowevia, in un diverso modello di topoer, in a different AML MLL-ENL, il knockout mouse model, Atg5 or Atg7 ha ridotto il numero di LSC funzionali, aumentato l'attivazione mitocondriale e i livelli di ROS in queste cellule e prolungato la sopravvivenza dei topi lknockout reduced the number of functional LSCs, increased theucemici [103] . ]. In quethisto contesto, durante il xt, during the processo di leuc of leukemogenesi, la metilazione dell'istone può regolare gli effettori autofagici centrali e i regolatori autofagici a monte come s, histone methylation can regulate central autophagic effectors and upstream autophagic regulators such as ATG 5 eand ATG7 per influenzare indirettamente il livello di autofagia [to indirectly affect the level of autophagy [104 104] ]. Insieme, questiTogether, these studies suggeriscono un ruolo altamente st a highly complesso e dix and context-dependente dal contesto per l'autofagia nella tra role for autophagy in leukemic transformazione leucemica rispetto alltion with respect to the maintenance proprietà di mantenimento delle LSC nell'erties of LSCs in AML.

IlThe duplice ruolo dell'autofagia nell'AML, comeal role of autophagy in AML, as a promotore o soer or suppressore del cancro nell'AML, è ancora oggetto di dibattito. Gli studi hanno dimostrato che l'autofagia può agire come meccanismo pro o of cancer in AML, is still a matter of debate. Studies have demonstrated that autophagy can act as a pro- or anti-proliferativo a seconda del lignaggio e del contestoe mechanism depending on the lineage and molecular genotipico molecolare della malattia, riflettendo il grado di ypic context of the disease, reflecting the degree of heterogeneità dell'y of AML [105 ] .

2. Regoulazione dei geni dell'autofagia nelle cellule AMLtion of autophagy genes in AML cells

Numerousi studi hanno dimostrato che l'aumento dell'autofagia nelle cellule AML es have demonstrated that increased autophagy in AML cells conferisces protezione dal trattamento chemioterapico e promuove la sopravvivenza delle ction from chemotherapy treatment and promotes AML cell survival.

Increllule AML.

L'auased ATG7-mentdiata autofagia mediata da ATG7 è stata ased autophagy has been associata a scarsi risultatied with poor clinici e a una breveal outcomes and short durata dellaion of remissione nei pazienti con LMA in AML patients [ 106 ]. PiùMore recentemente, alcunly, some proteine coinvolte nella sopravvivenza delle cellule leucemiche e sovraess involved in leukemia cell survival and overexpresse nell'AML sono state cord in AML have been relate alla sovraesd to ATG overexpressione di ATG, alla base dell'interazione tra autofagia e sovraes, underlying the interplay between autophagy and protein overexpressione proteica che promuove la sopravvivenza delle cellule leucemiche that promotes leukemia cell survival [8] .]. Hu et al. hanno dimostrato che un'emonstrated that elevata esed expressione di of SIRT1 (Sirtuin 1), un attore chiave nella biogenesia key player in mitochondriale e nella proteina correlata all'autofagia, è biogenesis and autophagy-related protein, is associata a un'ed with elevata esed expressione di of CXCR4, un markera negative prognostico negativo nell'AML e ad altre marker in AML, and other proteine cors relate all'autofagia comed to autophagy such as ATG5 eand LC3 in campioni umani primari di AMLprimary human AML samples, indicando un ruolo potenziale della via di segnalazioneting a potential role of the SDF-1α-CXCR4 nell'induzione dell'autofagia nelle cellule AML, che promuove ulteriormente la loro sopravvivenza sottosignaling pathway in the induction of autophagy in AML cells, which further promotes their survival under stress [107 ] .

Il canalThe ionico del recettore transitorio della transient melastatina receptor 2 (TRPM2), coinvolto nel mantenimento della sopravvivenza cellulare dopo il danno ossidativo, è altamente espresso nell' ion channel, involved in the maintenance of cell survival after oxidative damage, is highly expressed in AML [ 108 ]. Eseguendo l'esaurimento dBy performing TRPM2 depletion , Chen SJ et al. [ 108 ] hanno dimostrato che i livelli di proteine emonstrated that the levels of ULK1, Atg7 eand Atg5 sono diminuiti nelle cellule impoveriteproteins are decreased in di TRPM2- depleted cells , portando all'inibizione dell'autofagia. È ileading to inhibition of autophagy. Importantely, sottolineareTRPM2 chde l'esaurimento dipletion in TRPM2 nell'AML inhibisce lts leukemia proliferazione della leucemia e aumenta la sensibilità alla tion and increases the doxorubicina delle cellule AML sensitivity of AML cells [ 108 ].

StFudi funzionali sunctional studies in normali cellule CD34 + CB hanno CD34+CB cells indicato che l'inibizione dell'esed that inhibition of VMP1 expressione di VMP1 ha ridotto il flusso autofagico, con diminuzione dell'espansione delle cellule staminali e reduced autophagic flux, with decreased hematopoietic stem and progenitrici ematopoieticheor cell (HSPC), d expansion, delayed differenziazione ritardata, aumento dell'tiation, increased apoptosi e compromissione della funzione cellulare e dell'attecchimentos, and impaired cellular function and engraftment in vivo. Risultati simili sono stati osservati nelle linee cellulari leucemiche e nelle cellule AMLSimilar results were observed in leukemic cell lines and primary CD34+ primarie. Inoltre, l'analisi AML cells. Furthermore, ultrastrutturale hactural analysis indicato che le cellule leucemiche che sovraesprimonoed that leukemic cells overexpressing VMP1 hanno un numero ridotto di strutture mitocondriali e il numero di strutture di dve a reduced number of mitochondrial structures and the number of lysosomal degradazione lisosomiale è aumentato. La sovraestion structures is increased. Overexpressione di of VMP1 (vacuole membrane protein-1) ha aumentato il flusso autofagico e migliorato la qualità mitocondriale, che ha coinciso con un aumento della soglia per la perdita indotta da venetoclax della permeabilizzazione della membrana esterna mitocincreased autophagic flux and improved mitochondriale (MOMP) e dell'apoptosi nelle cellule leucemiche. quality,109 ].

DHelezioni eterozigoti, mutazioniterozygous deletions, missenso o cambiamenti nel numero di copie dei geni chiave dell'autofagia sono stati trovati con un'alta e mutations, or changes in copy number of key autophagy genes have been found with a high frequenza nei pazienti con LMA, in cy in AML patients, particolare nei pazienti con LMA con cariotipi complessiularly in AML patients with complex karyotypes [5 , 103 ] . In particoulare, una perdita c, a heterozygous chromosomica eterozigote di al loss of 5q, 16q o 17p è , or 17p correlata allees with regioni che codificano i geni autofagicis encoding the autophagic genes ATG10 eand ATG12 , GABARAPL2 e, and MAP1LC3B or GABARAP , riespettivamentectively [ 103 ], eand molti altri geni autofagici hanno un basso livello di esany other autophagic genes have a low level of expressione nell'AML umano in the Human AML blasti, un flusso autofagico ridotto e alti livelli dis, a reduced autophagic flux, and high levels of ROS [ 103 ]. Inoltre, uno studio ha suggerito che i geni chiave dell'autofagiaFurthermore, one study suggested that key autophagy genes such as comeULK1 , ATG3 , ATG4D eand ATG5 weranoe significativamente sottoregolati nelle cellule AML primarie rispetto aintly downregulated in primary AML cells compared to normali granulocitiytes [ 110 ].

3. Biomarcatori aAutofagicphagic biomarkers

ReceSigntemente sono stati compiutiificant progressi significativi per has recently been made to identificarey specifici geni correlati all'autofagia per la previsione degli esiti autophagy-related genes for the prediction of clinici nell'AML. Insieme ai genial outcomes in AML. Along with the previously described ATG prgecedentemente descritti, diversines , several microRNAs implicati nella leuced in leukemogenesi e nella chemis and chemoresistenza sono stati coinvolti anche nell'attivazione dell'autofagia e possono essere utilizzati come ance have also been involved in autophagy activation and can be used as biomarcatorikers [ 111 ]. In pNotarticolare, la sovraesbly, miR-17-5p overexpressione di miR-17-5p nella leuc in leukemia promuove laotes AML proliferazione di AML inibendo l'autofagia attraverso iltion by inhibiting autophagy through BECN1 targeting BECN1 [ 112 , 113 , 114 ]. Gansan et al. dimostrato che le cellule emonstrated that stromali sottoregolano i livelli di cells downregulate miR-23a-5p nelle cellule leucemiche, portando alla sovraregolazione dell'autofagialevels in leukemia cells, leading to upregulation of protettiva in questctive autophagy in these cellule, aumentando così la loros, thereby increasing their resistenza alla tossicità della chemioterapiaance to chemotherapy toxicity. 115 ]. È stato dimostrato chOve la sovraesrexpressione di of MiR-143 migliora lahas been shown to enhance the sensibilità delle cellule AML alla citotossicità del trattamento con citivity of AML cells to the cytotoxicity of cytarabinae (Ara-C) inibendo l'autofagia attraverso il treatment by inhibiting autophagy through targeting ATG7 eand ATG2B [116 116] ]. Una sovraesAn overexpressione di of miR-15a-5p è coinvolta nella chemiis involved in the chemoresistenza dei pazienti con LMA, attraverso i geni correlati all'autofagiaance of AML patients, through the autophagy-related genes ATG9A , ATG14 , GABARAPL1 eand SMPD1 whiche prendono di mira le cellule AML target AML cells [ 117 ].

I rRecenti progressi nella advances in bioinformatica hanno prodotto una firma correlata all'autofagia che può aiutare a prevedere la sopravvivenza globales have yielded an autophagy-related signature that may help predict overall survival (OS) e/o gli esiti and/or clinici dei pazienti con LMA. Diversial outcomes of patients with AML. Several studi hanno dimostrato che la es have shown that the progressione dell'AML dipende dalla firma genica of AML depends on the gene signature associata all'autofagiaed with autophagy [ 118 ]. UnA recente studio di bioinformatica ha costruito un modello contenente 10 geni correlati all'autofagia per prevedere la sopravvivenza dei pazienti affetti da AML, dimostrando che i gruppi ad alto rischio di AML hanno una maggiore ess study constructed a model containing 10 autophagy-related genes to predict survival of AML patients, demonstrating that groups at high AML risk have higher expressione di geni del of immune checkpoint immunitario e una genes and a higher percentuale più alta di cellule age of CD4 T e NK and NK cells [119] .]. InFurthermoltre, questo studio è stato in grado di predire l'OS nella LMA attraverso la firma dire, this study was able to predict OS in AML through the signature of 10 geni, indicando questoes, pointing to this modello come un efficace predittor as an effective prognostico per i pazienti con LMA, utile per guidare la predictor for AML patients, useful to guide patient stratificazione dei pazienti petion for immunotherapie e farmaci [119s and medications [119] ]. . The Lo studio di ASSO Cox bioinformaticas regressione LASSO Cox che ha study which identificato una firma di rischio critico peed a critical risk signature for AML, costituito dai geni autofagicinsisting of the autophagic genes BAG3 , CALCOCO2 , CAMKK2 , CANX , DAPK1 , P4HB , TSC2 eand ULK1 , haveva un eccd excellente potere predittivo per la predictive power for AML prognosi AMLs [ 120]. In pNotarticolare, le citochine ibly, immunosouppressive sono risultatcytokines were found to be significativamente aumentate nel microambiente tumorale di pazienti con un alto rischio di ntly increased in the tumor microenvironment of patients with a high risk of AML, previsto sulla base della firma correlata all'autofagia di questi pazientidicted on the basis of the autophagy-related signature of these patients [120 ] . TuttaHowevia, il valorer, the prognostico della firma ATG in ambito value of the ATG signature in the clinico è ancora dibattuto. Pertanto, i ruoli della firma ATG e dell'autofagia nella patal setting is still debated. Therefore, the roles of the ATG signature and autophagy in the pathogenesi dell'AML dovrebbero essere ulteriormente studiatis of AML should be further investigated.

InFurthermoltre, uno studio ire, an interessante ha ting study indicato che una firma died that an autophagy-related lncRNA correlata all'autofagia contenente seisignature containing six lncRNAs ( HYMAI , MIR155HG , MGC12916 , DIRC3 , C1orf220 eand HCP5 ) puòmay avere uhave an importante valore prognostico value [ 121 ]. UnoA studio recente ha indicato quattro lncRNA study pointed to four autophagy-associati all'autofagiaed lncRNAs ( MIR133A1HG , AL359715.1 , MIRLET7BHG , eand AL356752.1 ) comeas firma da utilizzaresignatures to potenzialmente cometially be used as a biomarcatore per predire la sopravvivenza dei pazienti con LMA ker to predict survival of AML patients [ 122 ].

Compllessivamente, questi datictively, these data indicano che il ruolo dell'autofagia nello sviluppo del tumore dipende chiaramente dal tipo di LMA e dallo stadio di sviluppo del tumore. Inoltre, l'autofagia può fornire alle cellule tumorali una te that the role of autophagy in tumor development clearly depends on the type of AML and stage of tumor development. Furthermore, autophagy may provide cancer cells with a survival strategia di sopravvivenzay, suggerendo un uso tsting a therapeutico per l'inibizione dell'autofagia. D'altra parte, l'autofagia può indurre la morte cellulare, indicando l'attivazione dell'autofagia come una nuova use for autophagy inhibition. On the other hand, autophagy can induce cell death, pointing to autophagy activation as a novel strategia nella terapia del cancro. Pertanto, èy in cancer therapy. Therefore, it is necessariy to determinare il ruolo svolto dall'autofagia nei sottotipie the role played by autophagy in the molecolari diular subtypes of AML, o il grado di sviluppo del tumore, perr the degree of tumor development, to verificare se la suay whether its modulazione potrebbe portare ation could lead to benefici per il paziente trattatots for the treated patient.

4. Autofphagia ey and genetic alterazioni genetiche nell'tions in AML

IlThe AML fenotipo AML deriva da molteplici alterazioniphenotype results from multiple molecolariular, genetiche e, and epigenetiche che influenzano la alterations that affect the differenziazione, la tiation, proliferazione e l'tion, and apoptosi deis of myeloid progenitori mieloidi. L's. The World Health Organizzazione Mondiale della Sanità haation has classificato le AML in base allaed AMLs based on the presenza dice of particolariular genetic alterazioni genetiche, spesso otions, often originate da traslocazioni cromosomiche o altri riing from chromosomal translocations or other genome rearrangiamenti del genoma come ements such as t(8;21), t(15;17), inv(16), inv (3) , t(6;9), t(9;11) or t(11;19), o mutazioni nelle chinasi del recettore, in mediatori di segnalazione chiaver mutations in receptor kinases, key signaling mediators, proto-oncogeni o enzimi ees, or epigenetici, ad esempio enzymes, for example, mutazionitions in FLT3 (FMS - like tiyrosina chinasie kinase 3), TP53 , c-KIT or IDH1/2 , NPM1 (nucleofosmina 1) e proteina legante potenziatore CCAAT phosmin 1) and CCAAT enhancer binding protein ( CEBPA ) [ 1 , 2 , 123 ]. QuTheste mutazioni nelletions in AML hanno uve an impatto sulla scelta della terapia più adattact on the choice of the most suitable therapy.

L'The associazione tra autofagia e alterazionition between autophagy and recurrent genetiche ricorrenti è stata alterations has been descritta in diversibed in several AML studi sull'AML, ma necessita di ulteriori indaginies, but needs further investigation [ 124 , 125 ]. QuiHere, riassumiamo e aggiorniamo i we summarize and update recenti progressi che hanno evidenziato il legame tra autofagia e geni di advances that have highlighted the link between autophagy and fusione e mutazioni genes and recurrent oncogeniche ricorrenti nell'AML e il coinvolgimento dell'autofagia nel trattamento chemioterapico mutations in AML and the involvement of autophagy in chemotherapy treatment ( Figurae 1 ).

Figurae 1. MGene mutazioni genetiche nell'AML e nell'autofagia. Diverse anomalietions in AML and autophagy. Several recurrent genetiche ricorrenti nell'AML sono coinvolte nella abnormalities in AML are involved in the deregolazione dell'autofagia, portando allulation of autophagy, leading to leukemia progressione della leucemia.

4.1. Geni di fFusionen genes in AML e autofagiaand autophagy

La maggiMor parte dei casi di APL sono causati da una traslocazione de novo t st cases of APL are caused by a de novo translocation t(15;17) (q22; (q22;q21), che risulta nellaresulting in the fusione del gen of the RARA cogen il genee with the PML gene [ 126 , 127 ]. APLe cellule APL che hanno un'es cells that have lower expressione inferiore di geni correlati all'autofagia rispetto alle cellule normali hanno un'attività autofagica ridotta. Utilizzando agenti of autophagy-related genes than normal cells have reduced autophagic activity. differenzianti, come l'acido all Using differentiating agents, such as all- trans- retinoid acide (ATRA) e il triossido di arsenicoand arsenic trioxide (ATO) attualmente utilizzati in ambito currently used in clinico, il livello di esal settings, the expressione dei geni correlati all'autofagia aumenta, ripristinando così l'autofagia nelle cellule APL level of autophagy-related genes increases, thus restoring autophagy in APL cells [ 128]. EnBotrambi gli agenti possono attivare l'h agents can activate ETosis, un tipo di morte cellularea type of cell death mediata dal rilascio di trappoleed by the release of neutrophil extracellulari di neutrofili traps (ET). Inoltre, l'azione autofagica dipendente da mTOR è necessaria per la Furthermore, mTOR-dependent autophagic action is required for ATO-induced NETosi indotta da ATO nelle cellule APLs in APL cells [ 129 ]. DaOf notare che la rapamicina, l'ine, rapamycin, the inhibitore della via mTOR, si si of the mTOR pathway, synergizza con l'ATO nell'es with ATO in the eradicazione delle cellule che iniziano la leucemiation of leukemia-initiating cells (LIC) attraverso l'attivazione dellathrough the activation of NETosis sia nelle cellulein both APL che in un modello APL in vivoells and an in vivo APL model [129 ] .

Le tTraslocazioni del gene della leucemia dinslocations of the mixed linea mistge leukemia ( MLL ) 11q23 sogeno state osservate in circa l'80% delle AML e are observed in approximately 80% of pediatriche. In questi, AMLs. ilIn these, the MLL gene MLLcan, può,by mediante traslocazione genomica, essere fuso congenomic translocation, be fused with >60 diversifferent fusion partner di fusiones [ 130 ]. Il tTrattamento con l'inibitore dell'eatment with the RAS oncogene RASinhibitor, tipifamib, porta all'inibizione dell'AML con la traslocazione t(6;11) inducendo sia l'aleads to inhibition of AML by the t(6;11) translocation inducing both apoptosi che l'autofagias and autophagy [ 131 ]. UAn altro studio ha dimostrato che l'other study demonstrated that ATG5 partecipa allo sviluppo della leucemia guidata daicipates in the development of MLL-AF9- ,driven ma non nei topi chemioterapici sensibili all'AML che esprimonoleukemia , but not in AML-sensitive chemotherapy mice expressing MLL-AF9 [ 132 ].

La leAcucemia mieloide acuta conte myeloid leukemia with core binding factor ( CBF-AML ) èis caratterizzata dalla haracterized by the presenza dice of t(8;21) (q22; q22), or inv(16) (p13q22)/t(16;16), che porta alla formazione dileading to the formation of RUNX1/RUNX1T1 (AML1/ETO) eand CBFbeta-MYH11 , riespettivamentectively [ 133 ]. L'attivazioneULK1-mediated activation of autophagy can control and delay AML1-ETO9a- dell'autofagria mediata da ULK1 può controllare e ritardare la leucven leukemogenesi guidata das in an AML CASPAML1-ETO9aSE-3 ikn unockout mouse modello murino [ knockout AML CASPASE-3 [ 134 ], suggerendo chesting that CASPASE-3 è uis an importante regolatore dell'autofagia nell'AML. I risultati di questi regulator of autophagy in AML. The results of these studi evidenziano i diversi ruoli dell'autofagia nell'inizio, nella es highlight the different roles of autophagy in the initiation, progressione e nelle risposte chemioterapiche nelle cellule AML, a seconda del diverso tipo di and chemotherapy responses in AML cells, depending on the different type of aberrant oncoproteina aberrante.

4.2. MGene mutazioni genetiche itions in AML e autofagiaand autophagy

FLT3

TraAmong le alterazionithe most common genetiche più comuni nell'AML, la mutazione del gene della tirosina chinasi alterations in AML, mutation of the tyrosine kinase 3 ( FLT3 ) sigene verifica in circa il 30% dei casi di AMLoccurs in approximately 30% of AML cases.

LThe aberrazioni più most frequenti che interessano il gen aberrations affecting the FLT3 gene , associate a unad with a poor prognosi sfavorevole nella LMA, sono la duplicaziones in AML, are internal tandem internaduplication ( FLT3 -ITD) inel dominio the juxtamembrana e le mutazioni puntiformi, che coinvolgono il dominio tirosin-chinasico die domain and point mutations, involving the tyrosine kinase domain of FLT3 ( FLT3 -TKD) [ 135 ] . L'esExpressione di of FLT3 -ITD increaumenta l'autofagia basale nelle cellule AML attraverso un meccanismo che coinvolge il fattore di trascrizioneses basal autophagy in AML cells through a mechanism involving the transcription factor ATF4 (attivazione del fattore di trascrizionectivating transcription factor 4) [ 136 ]. InFurthermoltre, l'inibizione dell'autofagia nellere, the inhibition of autophagy in cellule FLT3 cells-TKD, whiche sono are resistenti all'inant to the FLT3 inhibitore FLT3 quizartinib (AC220), inibisce anche la also inhibits proliferazione siation both in vitro cheand in vivo [ 136 ]. PiùMore recentemente, la mutazionely, the acquired D835Y acquisita ha indottomutation induced resistenza all'inance to the FLT3 inhibitore FLT3 sorafenib e ha attivato l'autofagia nelle lineeand activated autophagy in cellulari FLT3 -ITD-positive cell lines. Inibendo l'autofagia, gli autori sono stati in grado di superare la resistenza al By inhibiting autophagy, the authors were able to overcome sorafenib nella LMAresistance in FLT3 -ITD-positivae AML, migliorandone l'improving its efficaciay [ 137 ]. Recentementely, uno studio ha dimostrato che l'inibizione dell'autofagia riduce il potenziale di ripopolamento delle LSC FLT3 -ITD AML assa study demonstrated that inhibition of autophagy reduces the repopulation pociate all'accumulontial of mitochondriale storage-associated [ FLT3 -ITD AML LSCs [ 138 ]. Inoltre, gli autori hanno dimostrato che l'inibizione dell'autofagia migliora l'attività di p53 e aumenta l'inibizione mediata da TKI dei Furthermore, the authors demonstrated that autophagy inhibition enhances p53 activity and enhances TKI-mediated inhibition of AML progenitori dell'AML s [ 138 ].

L'aAutofagia non solophagy not only contribuisce allates to the downstream proliferazione a valle del recettortion of the FLT3-ITD, ma può anche essere coinvolta nella receptor but may also be involved in the degradazione del recettore mutato. Infatti, in uno studio, è stata osservata la tion of the mutated receptor. Indeed, in one study, the frequente attivazione del recettore tirosina chinasi RET activation of the RET receptor tyrosine kinase was observed in diversi sottotipi di LMAfferent subtypes of AML [ 139 ]. RET mediates la sothe suppressione dell'autofagia in modo di of autophagy in an mTORC1-dependente da mTORC1, portando alla manner, leading to the stabilizzazione del recettore FLT3zation of the mutante. L'inibizione g FLT3 receptor. Genetica o f or pharmacologica di RET ha ridotto la crescita delle cellule AML dil inhibition of RET reduced the growth of FLT3-dependenti da FLT3, con la sovraregolazione dell'autofagia e la AML cells, with upregulation of autophagy and deplezionetion diof FLT3 [ 139]. QuThesti risultatie results suggeriscono che il ripristino dell'autofagia nell'AML dist that restoration of autophagy in FLT3-dependente da FLT3 può comportare la AML may result in degradazione dell'FLT3 mutato e quindi può raption of mutant FLT3 and thus may representare un interessante approccio t an attractive therapeutico. È stato anche dimostrato che l'inibizione della proteina approach. Inhibition of the FLT3-ITD porta ad un aumento della sintesi dirotein has also been shown to lead to increased ceramide e media la mitofagiasynthesis and mediate ceramide-diependente, portando alla morte delle cellule AML mitophagy, leading to AML cell death [140 , 141 ] .

KIT

Le mMutazioni ditions in KIT sonoare associate ad un'aumentatad with increased leukemia cell proliferazione di cellule leucemiche e ad un aumentato rischio di recidiva di AML tion and an increased risk of AML recurrence [ 142 , 143 ]. UnoA studio recente ha riportato che la mutazion study reported that the KIT D816V mutationelle cellule AML aumenta l'autofagia basale in AML cells increases basal autophagy, stimolando laulating AML cell proliferazione e la sopravvivenza delle cellule AML tramite la segnalazione STAT3 tion and survival via STAT3 signaling [ 144 ]. UnaA diversa mutazione puntiforme ifferent point mutation in c- KIT (N822K T > A) attiva constitutivamente questo recettore, rendendo le cellule AML altamenteely activates this receptor, making AML cells highly sensibili altive to sunitinib (un inibitore della tirosina chinasi), con conseguente morte cellulare AML attraverso l'attivazione sia dell'a tyrosine kinase inhibitor), resulting in AML cell death through the activation of both apoptosi che deis and autophagic processi autofagici es [ 145 ] .

NPM1

Le mMutazionitions in NPM1 (nucleophosmin 1) sono le alterazioni genetiche piùre the most frequenti nella LMA genetic alterations in adulta AML, responsabili dellaible for the aberrant localizzazione aberrante dellazation of the NPM1 proteina NPM1 nel ci in the cytoplasma [ 146 ]. L'auThe increased autophagic activity found in NPM1 -mentata attività autofagica riscontrata nelle cellule AML mutate con NPM1ated AML cells is è coinvolta nella sopravvivenza delle cellule leucemicheved in leukemic cell survival [ 147 ]. Il mutantThe NPM1 pmuò anchetant can also interagire con la proteina soct with the tumor suppressore tumorale protein PML (proteinleukemia pro-mielocitica della leucemia), portando allayelocytic protein), leading to the delocalizzazione e allazation and stabilizzazione della PML che, a sua volta, può attivare l'autofagia tramite la segnalazione AKT zation of PML which, in turn, can activate autophagy via AKT signaling [147 ] . In uan altro studio, è stato dimostrato che nei pazienti affetti da LMA portatori diother study, it was shown that in AML patients carrying the mutante NPM1 , l'enzima glicoliticothe glycolytic enzyme PKM2 (piruvato chinasi M2) ha indotto l'autofagia attraverso la fosforilazione della proteina autofagicayruvate kinase M2) induced autophagy through phosphorylation of the autophagic protein Beclin 1, contribuendo alla sopravvivenza cellulareting to cell survival [ 148 ]. InfFine, laally, the NPM1 mutant proteina mutante NPM1 può anche can also interagire con la proteina autofagicact with the autophagic protein ULK1, stimolando l'ulating TRAF6-dependent ubiquitinazione dipendente da TRAF6 di ULK1 tramitetion of ULK1 via miR-146, mantenendo così la thereby maintaining ULK1 stabilità e la funzy and functionalità di ULK1 e promuovendo la sopravvivenza delle cellule autofagichey and promoting autophagic cell survival [149 ] . InFurthermoltre, è stato osservato che l'esre, the expressione di of RASGRP3, una proteina associata allaed with tumor progressione del tumore, è sovraregolata nei pazienti, was observed to be upregulated in AML patients with conNPM1 LMA con mutazionetion NPM1 comparispetto ai pazienti con LMA senzad to AML patients without mutant NPM1 mutant . The . Gli autori hanno dimostrato che hors demonstrated thatNPM1 -mut blocca laks the degradazione della proteination of RASGRP3 attraverso il legame con la proteina MID1 dell'protein through binding to the E3 ubiquitina ligasi E3, portando alla sovraese MID1 protein, leading to overexpressione di of RASGRP3, oltre a promuovere l'attivazione a valle di as well as promoting downstream activation of EGFR-STAT3, che a sua volta promuove la which in turn promotes proliferazione e l'autofagia nelle cellule AML tion and autophagy in AML cells [150 ] .

P53

Alteraztioni del gene oncosos of the tumor suppressor gene TP53 siare riscontrano in circa ilfound in approximately 5-15% dei casi di AML e, of AML cases and frequentemente, nei pazienti più anziani ly in older patients [ 151 , 152 ]. ÈIt has been proposed that the role of autophagy in the development of AML may be determined by TP53 stato proposto che il ruolo dell'autofagia nello sviluppo dell'AML possa essere determinato dallo stato di TP53 . Pus . For wild-typer l'AML TP53 wild-type , i ricercatori hanno dimostrato che il blocco fresearchers demonstrated that pharmacologico dell'autofagia ottiene benefici tal blockade of autophagy achieves therapeutici, mentre le AML che ospitano benefits, whereas AMLs harboring TP53 mutaztionis fail TP53 nton rispondono all'inibizione dell'autofagia da parte dell'idrossiclorochinaespond to autophagy inhibition by hydroxychloroquine (HCQ) [ 153 , 154 ]. L'uso di inThe use of autophagic inhibitori autofagici può essere uns may be a potenziale strategia tetial therapeutica da utilizzare, in strategy to use, particolare per il trattamento diularly for the treatment of wild-type TP53 AML di tipo selvaggio. Per l'AML con. For AML with TP53 mutaztionis TP53 , le vie autofagiche possono essere un'opzione tphagic pathways may be a therapeutica da utilizzare per l' option to be used for the eliminaziontion of the delTP53 T mutante T TP53 .

UAn altro studio ha dimostrato che la stimolazione dellaother study demonstrated that stimulation of macroautofagia da parte di phagy by 17-AAG, un inan HSP90 inhibitore HSP90, provoca la, results in the degradazione dition of TP53 R248Q nelle cellule AML e migliora anche la trascrizione dei geni in AML cells and also enhances the transcription of autophagy-associati all'autofagiaed genes [155 ] . InolFurtre, le provehermore, accumulateing evidence indicano chetes that TP53 attivato da unctivated by a varietà di stress y of cellulari può innescare l'autofagia attraverso la stresses can trigger autophagy through the transattivazione di geni ctivation of pro-autofagici, tra cuiphagic genes, including DRAM1DRAM1 ( DNA (damodulatore autofagico regolato dal danno al DNA age regulated autophagy modulator 1), SESN1 (sestrin 1), e (and ( sestrin SESN2 ) [ 155 , 156 , 157 , 158 ].

UnoA studio recente ha evidenziato il ruolo dell'autofagia nelle cellule AML, nel study highlighted the role of autophagy in AML cells, in the contesto dell'xt of p53-mediated apoptosi mediata da p53, che ès, which is associata ad una maggiore citotossicità al trattamento con ined with increased cytotoxicity to treatment with MDM2 inhibitori MDM2 es and Ara-C quando il when miR-10a è inibitois inhibited [159 ] . La stratThegia antileucemica basata sull'uso di inibitorikemic strategy based on the use of MDM2/X nei tumori p53 inhibitors in wild-type per ripristinare la conformazione normale e attiva di53 tumors to restore the normal and active conformation of p53, MDM2 e MDMX non è stata ampiamente testataand MDMX has not been extensively tested [160 ] . PThertanto, l'uso di unefore, the use of a combinazione di trattamentition of treatments, inclusi gli inding MDM2 inhibitori MDM2 cons with autophagic modulatori autofagici, potrebbe essere una nuovas, could be a novel strategia per migliorare il trattamento dell'AML p53 y to improve the treatment of wild-type p53 AML .

I trPhattamenti farmacologici cheal treatments that modulano l'autofagia nei pazienti con LMA portatorite autophagy in AML patients carrying dip53 mutaztionis p53 parteicipano allate in the degradazione delle proteine p53 aberranti. La mutazione puntiformetion of aberrant p53 proteins. Point mutation of di TP53 nelat residuothe aminoacidico acid residue R428 (R248Q), con attività di guadagno di funzione, dà origine ad attività maligna nelle cellule tumorali del polmone with gain-of-function activity, gives rise to malignant activity in lung cancer cells [ 161 ] e uana perdita della funzione di sod a loss of tumor suppressione tumorale nell'or function in AML [ 162 ].

È iInteressante notare che il trattamento con l'instingly, treatment with the Hsp90 inhibitore Hsp90 (17-AAG) determina l'attivazione dell'autofagia results in the activation of chaperone-mediata da chaperone, cheed autophagy, which induce las the degradazione della proteination of the aberrantet protein p53R248Q nelle cellule AML. In particolare, inin AML cells. Notably, under condizioni di stress tions of metabolico stress, 17-AAG induce l'es the interazione traction between p53R248Q e la proteinaand the chaperone protein Hsc70, innescando l'autofagia triggering chaperone-mediata da chaperone pered autophagy to degradare p53R248Q [ 155 ]. QuThesti dati aprono nuovee data open new opportunità peries for future studi futuri che potrebbero chiarire il coinvolgimento funzionale di diversi tipi di autofagia e la loroes that could elucidate the functional involvement of different types of autophagy and their connessione con i meccanismi molecolari per migliorare le tction with the molecular mechanisms for improving anticancer therapie antitumorali contro l'AML che ospita le diverse s against AML harboring the different TP53 variantis TP53 .

IDH1/2 (isocitratoe deihydrogenasie)

I rRecenti progressi nella advances in bioinformatica hanno consentito l's have enabled the identificazione di diverse mutazionition of several epigenetiche che interessano l'AML, tra cui mutations affecting AML, including IDH1/2 , Tet metihylcitosina diossigenasiytosine dioxygenase 2 ( TET2 ), DNA metihyltransferasie 3A ( DNMT3A ) eand ASXL1 , tuttall of which are associate alla patd with the pathogenesi dell's of AML [ 163 , 164 , 165]. LeIDH proteine IDH sono s are isocitrato deie dehydrogenasies, implicated in vari processious biologici, come il al processes, such as energy metabolismo energetico, la demetilazione dell'istone, la, histone demethylation, DNA modificazione del DNA e l'adattamento all'ipossia. Sono necessari ulteriorition, and adaptation to hypoxia. Further studi per studiare terapies are needed to investigate innovative basate sull'autofagia mirata itherapies based on targeted autophagy in combinazione con l'ipometilazione del DNA per trattare le AML che ospitano determinati tipi di alterazionition with DNA hypomethylation to treat AMLs harboring certain types of epigenetiche alterations.

DNMT3A

Mutazioni nel gene Mutations in the DNMT3A gene , un enzima coinvolto nella metilazione deian enzyme involved in CpG dinucleotidi CpG, sonoe methylation, are presenti nel in 20-23% dei pazienti adulti con AML of adult patients with de novo AML [ 165 ]. DiSeversial studi hanno dimostrato che il trattamento di pazienti affetti da LMA con agenti che inibiscono la es have shown that treatment of AML patients with DNA metihyltransferasi, come l'e-inhibiting agents, such as azacitidinae (5-aza-2′-deossicitidinaxycytidine), induce l'attività autofagica nelle cellule di leucemia AMLs autophagic activity in AML leukemia cells [166 ] . UnoA studioy in a DNMT3A R878H condoitto su un modello murino ional knock-in condizionale DNMT3A R878Hmouse model, used tilizzato per prevedere glio predict the specifici RNA lunghi non codificanti long noncoding RNAs (lncRNA) regolatis) regulated by dalleDNMT3A mutaztionis in DNMT3A nell'AML, ha pfirimast identificatoed 23 lncRNAsdifferentially esxpressi in modo differenziato , quindi i geni bersaglio a valle regolati da questied, then downstream target genes regulated by these lncRNA s, inclusoding ATP6V1A , un gene a critico correlato all'autofagia, la cui sovraesal autophagy-related gene, overexpressione è of which is associata aed with poor prognosi infausta nell's in AML [ 167 ]. Tuttavia, ci sono ancora poche prove diHowever, there is still little evidence for a direct involvement of DNMT3A un coinvolgimento diretto delle mutazioni del gene DNMT3A con attene mutations wività autofagica nell'h autophagic activity in AML.

Sono necessaFuri ulteriorither studi per comprendere ies are needed to understand the functional significato funzionale dell'autofagiance of autophagy associata a diversed with different gene mutazioni genetiche nelle cellule AMLtions in AML cells.