Isolation and characterization of metabolically distinct leukemic subsets in acute myeloid leukemia

dc.contributor.advisorΣπυριδωνίδης, Αλέξανδρος
dc.contributor.authorΚοκκίνου, Δήμητρα
dc.contributor.committeeΣταθόπουλος, Γεώργιος
dc.contributor.committeeΜουζάκη, Αθανασία
dc.contributor.otherKokkinou, Dimitra
dc.degreeΜεταπτυχιακή Εργασίαel
dc.description.abstractOverall survival of patients with acute myeloid leukemia (AML) remains low due to the difficulty of preventing and overcoming disease relapse. Emerging evidence has raised the hypothesis that disease recurrence and relapse could be due to a subset of leukemia-initiating cells which have acquired unique biological properties to evade chemotherapy and sustain leukemia growth. So far, several studies have attempted to distinguish the leukemic stem cells (LSC) and showed that reside in the minor, more primitive CD34+/CD38- or CD34-CD38- fractions. However, immunophenotypic characterization may not be sufficient to define LSC. An active area of current research is the significance of Reactive Oxygen Species (ROS) in stem cell biology, as a prospective isolation strategy. ROS are side products of cell’s respiratory chain and regulate numerous cellular processes both in normal stem cells and tumor cells in a dose-depended manner. Here we show that human AML blasts (n=39) contain a distinct population with low ROS levels (median 0,61% of total blasts, range 0,2%-4,99%), as evaluated by flow cytometry using the redox-sensitive fluorescence dye 2',7'-dichlorofluorescein (DCF). We isolated by FACS sorting this “oxidative state-low” leukemic population and found that compared to a ROShigh population, ROSlow cells: a) were more quiescent, b) had increased in vitro chemoresistance and c) revealed potentiated cytokine-induced response of STAT5. ROSlow cells grow colonies in short term colony forming assays and initiate leukemia in NOD/SCID mice. Metabolically distinct leukemic ROSlow cells might be candidate leukemic initiating cells, in similarity with normal hematopoietic stem cells and other cancer stem cells.el
dc.description.translatedabstractΗ επιβίωση των ασθενών με οξεία μυελογενή λευχαιμία (ΟΜΛ) παραμένει χαμηλή λόγω της δυσκολίας αντιμετώπισης της υποτροπή της νόσου. Τελευταία δεδομένα δείχνουν ότι η υποτροπή της νόσου μπορεί να οφείλεται σε ένα υποσύνολο των λευχαιμικών κυττάρων που έχουν αποκτήσει μοναδικές βιολογικές ιδιότητες, προκειμένου να γίνουν ανθεκτικά στη χημειοθεραπεία και να διατηρήσουν την λευχαιμία. Μέχρι στιγμής, σε αρκετές μελέτες έχουν απομονώσει λευχαιμικά βλαστικά κύτταρα (LSC) και απέδειξαν ότι ανήκουν στα πιο αρχέγονα CD34+/CD38- ή CD34-/CD38- κλάσματα. Ωστόσο, ο ανοσοφαινοτυπικός χαρακτηρισμός μπορεί να μην είναι αρκετός για να καθορίσει τα LSC. Νέες έρευνες δείχνουν τη σημαντικότητα των ενεργών μορφών οξυγόνου (ROS) στη βιολογία των βλαστικών κυττάρων, ως μελλοντική στρατηγική απομόνωσης. Οι ROS είναι παραπροϊόντα της αναπνευστικής αλυσίδας των κυττάρων και ρυθμίζουν πολλές κυτταρικές διεργασίες, τόσο σε φυσιολογικά βλαστικά κύτταρα όσο και σε καρκινικά κύτταρα με δοσο-εξαρτώμενο τρόπο. Στην παρούσα εργασία βρήκαμε ότι οι λευχαιμικοί βλάστες ασθενών με ΟΜΛ (n = 39) περιέχουν ένα ξεχωριστό πληθυσμό κυττάρων με χαμηλά επίπεδα ROS (0,61% του συνόλου των βλαστών, εύρος 0,2% - 4,99%), χρησιμοποιώντας κυτταρομετρία ροής και την φθορίζουσα χρωστική 2',7'-dichlorofluorescein (DCF). Απομονώσαμε λευχαιμικά κύτταρα "χαμηλής οξειδωτικής κατάστασης" και βρέθηκε ότι σε σύγκριση με τον πληθυσμό ROShigh, τα κύτταρα ROSlow: α) βρέθηκαν σε κυτταρική ηρεμία, β) είχαν αυξημένη in vitro χημειοαντίσταση και γ) έχουν ενισχυμένη επαγόμενη από κυτταροκίνες απόκριση STAT5. Τα κύτταρα ROSlow αναπτύσσουν αποικίες σε βραχείας διάρκειας καλλιέργειες και μπόρεσαν να προκαλέσουν εικόνα λευχαιμίας σε NOD/SCID ποντίκια. Τα μεταβολικά διακριτά λευχαιμικά κύτταρα ROSlow θα μπορούσε να είναι υποψήφια LCS, όπως τα φυσιολογικά αιμοποιητικά βλαστικά κύτταρα και άλλα καρκινικά βλαστικά κύτταρα.el
dc.subjectAcute myeloid leukemia (AML)el
dc.subjectLeukemic Stem Cells (LSCs)el
dc.subjectReactive Oxygen Species (ROS)el
dc.subject.alternativeΟξεία μυελογενή λευχαιμία (ΟΜΛ)el
dc.subject.alternativeΛευχαιμικά βλαστικά κύτταραel
dc.subject.alternativeΕνεργές μορφές οξυγόνουel
dc.subject.ddc616.994 190 607 24el
dc.titleIsolation and characterization of metabolically distinct leukemic subsets in acute myeloid leukemiael
dc.title.alternativeΑπομόνωση και μελέτη μεταβολικά διακριτών βλαστικών πληθυσμών στην οξεία μυελογενή λευχαιμίαel
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
1.76 MB
Adobe Portable Document Format
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
5.05 KB
Item-specific license agreed upon to submission