Due bersagli farmacologici della leucemia, PRMT5 e LSD1, uniscono le forze per spingere le cellule di AML a differenziarsi e a morire

La LMA è un tumore del sangue aggressivo in cui i blasti immaturi non riescono a maturare e quindi si accumulano. PRMT5, un enzima che aggiunge marcature di dimetilazione simmetrica sull'arginina, sostiene la sopravvivenza delle cellule staminali leucemiche ed è un bersaglio farmacologico promettente. L'inibizione completa è tossica per le cellule normali, per cui i ricercatori cercano farmaci partner che consentano dosi di PRMT5 più basse e sicure.

Il gruppo ha sottoposto un pannello mirato di piccole molecole a uno screening su cellule di LMA murina MLL-AF9 con livelli di PRMT5 completi o dimezzati. Hanno cercato composti che uccidessero in modo preferenziale le cellule con metà PRMT5. Tra i risultati figuravano partner già noti (inibitori delle PRMT di tipo I e di SF3B1), la chemioterapia e nuovi candidati, come gli inibitori di LSD1, CK2, CDK4/6 ed ERK1/2. Nelle linee di LMA umana MV4-11, K562 e U937, l'inibitore di PRMT5 PRT220 e l'inibitore di LSD1 GSK-LSD1 hanno mostrato sinergia in tutti e cinque i modelli di sinergia testati. Negli xenotrapianti MV4-11, la combinazione ha ridotto il volume tumorale del 68%, contro il 31% dell'inibitore di PRMT5 e il 45% dell'inibitore di LSD1 da soli, senza apparente perdita di peso corporeo.

Il sequenziamento dell'RNA ha mostrato che i due farmaci influenzano insiemi di geni sovrapposti e che la combinazione ha modificato più geni rispetto a ciascun farmaco da solo. I programmi di presentazione dell'antigene e di differenziazione mieloide sono aumentati, mentre i geni della divisione cellulare sono diminuiti. La citometria a flusso ha confermato livelli più alti di CD11b, CD86 e altri marcatori di maturazione. L'inibizione di PRMT5 ha modificato soprattutto lo splicing, incluso il salto dell'esone 6 di MDM4, che ha ridotto la proteina MDM4 e aumentato p53. L'inibizione di LSD1 ha modificato soprattutto i livelli dei trascritti. Il knockout di TP53 nelle cellule MV4-11 ha ridotto sia la sinergia sulla vitalità cellulare sia l'apoptosi mediata dalle caspasi, quindi l'effetto dipende da p53.

I ricercatori hanno poi progettato sei molecole ibride che uniscono un warhead per LSD1 a base di tranilcipromina a un warhead per PRMT5 simile a GSK591. Tutte e sei hanno inibito LSD1 con maggiore potenza della tranilcipromina e tutte hanno inibito PRMT5 nell'intervallo nanomolare, con selettività rispetto a PRMT1 e PRMT7. I composti principali sono stati MC4455 (IC50 per PRMT5 14 nM) e MC4491 (43 nM). Una struttura cristallina ha mostrato MC4455 legato in modo covalente al cofattore FAD di LSD1, e il docking ha suggerito che occupi la stessa tasca di PRMT5 di GSK591. Nelle cellule MV4-11, entrambi i composti hanno riprodotto i cambiamenti trascrizionali e di splicing della combinazione, e MC4455 ha aumentato le cellule positive a CD11b.

Le cautele sono importanti. Il lavoro in vivo ha usato una piccola coorte di xenotrapianti sottocutanei in una sola linea cellulare. La dipendenza da p53 potrebbe limitare l'uso nella LMA con mutazione di TP53, frequente nella malattia ad alto rischio. I dati sui composti duali provengono solo da saggi cellulari e biochimici, e il legame con PRMT5 è stato modellato, non cristallizzato. Sicurezza, farmacocinetica ed efficacia degli ibridi negli animali restano da verificare.