Phd in MORPHOGENESIS AND TISSUE ENGINEERING

Thesis title: Characterization of the AML Bone Marrow Microenvironment Response to Azacitidine + Venetoclax Treatment

Nonostante i significativi progressi nelle targeted therapies per la leucemia acuta mieloide (AML), la resistenza ai farmaci e le recidive rimangono sfide cruciali, dovute principalmente alla selezione clonale e all’effetto protettivo del microambiente midollare. Questo progetto si pone l’obiettivo di chiarire i meccanismi molecolari alla base di tale protezione, con particolare attenzione alla risposta delle cellule leucemiche al trattamento combinato con Azacitidina e Venetoclax (AV), una terapia di riferimento per i pazienti non idonei alla chemioterapia intensiva. L’obiettivo finale è individuare nuovi bersagli terapeutici in grado di superare l’effetto protettivo esercitato dal microambiente midollare. Attraverso sistemi di co-coltura della linea cellulare di AML, MOLM-13, con BMSCs murine (MS5) o MSCs umane (hMSC/BM-MSC TERT 292), abbiamo valutato le interazioni cellulari e la sopravvivenza in seguito al trattamento con AV mediante citofluorimetria e microscopia confocale. Le analisi proteomiche condotte sulle linee cellulari MOLM13 e hMSCs, provenienti da monocolture o co-colture, con e senza trattamento AV, hanno rivelato una modulazione di pathways legati alla comunicazione cellula-cellula, all’infiammazione e al rimodellamento della matrice extracellulare. Ulteriori esperimenti di citofluorimetria hanno confermato che sia le mBMSCs che le hMSCs proteggono le cellule AML dall’apoptosi indotta da AV, con una dipendenza parziale dal contatto diretto nel caso delle hMSCs. Sulla base dei dati proteomici ottenuti e di precedenti risultati del nostro laboratorio che indicavano un ruolo della meccanotrasduzione – in particolare del co-attivatore trascrizionale YAP – nei meccanismi protettivi mediati dalle BMSCs, abbiamo ulteriormente indagato il suo ruolo nel nostro modello. Abbiamo quindi osservato lo spostamento di YAP tra nucleo e citoplasma nelle hMSCs in seguito al contatto diretto con cellule AML e al trattamento con AV, suggerendone un possibile coinvolgimento nel cross-talk tra queste due linee cellulari. Successivamente, abbiamo osservato che il silenziamento di YAP nelle hMSCs ripristina la sensibilità delle cellule AML al trattamento con AV in co-coltura, annullando l’effetto protettivo esercitato dalle cellule mesenchimali midollari. Inoltre, abbiamo riscontrato che il silenziamento di YAP induce una risposta infiammatoria in entrambe le popolazioni cellulari, evidenziata dalla fosforilazione di STAT1 e STAT2, evento osservabile esclusivamente in condizioni di contatto diretto tra AML e MSC. In conclusione, i nostri risultati dimostrano che le MSCs proteggono le cellule AML dal trattamento AV attraverso meccanismi che coinvolgono YAP. Il silenziamento di YAP nelle MSC ne compromette l’effetto protettivo e ri-sensibilizza le cellule AML al trattamento AV, attraverso meccanismi presumibilmente legati all’attivazione di una risposta infiammatoria.