DIDO gene expression in Bcr-Abl+ cells: association to apoptosis resistance and pathophysiology of chronic myeloid leukemia

Na leucemia mielóide crônica (LMC) a proteína Bcr-Abl possui atividade tirosina-quinase constitutivamente ativada, induzindo a mieloproliferação e a resistência das células à apoptose. A maioria dos pacientes na fase crônica da LMC tratados com inibidores de tirosina-quinase (TKIs), como o mesilato de imatinibe, apresenta remissão citogenética completa da doença, mas uma parcela desses pacientes tem se mostrado resistente à terapia. A fisiopatologia da LMC e os mecanismos celulares e moleculares envolvidos na resistência à terapia com TKIs são diversos e precisam ser melhor estudados. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi quantificar os níveis de expressão do gene DIDO, incluindo suas diferentes isoformas (DIDO 1, 2 e 3) e promotores (DIDO PP e PD) em controles e em pacientes com LMC nas diferentes fases da doença, tratados ou não com TKIs, bem como em linhagens celulares BCR-ABL1+ sensíveis (S) e resistentes (R) ao mesilato de imatinibe (MI). A literatura relata que DIDO 1 participa do processo de apoptose e que alterações na expressão de DIDO 2 e DIDO 3 podem estar associadas com o desenvolvimento de neoplasias mielóides. Dessa forma, foram estudados 60 pacientes com LMC e 57 controles, assim como as linhagens celulares HL-60, HL-60.Bcr-Abl+, LAMA 84 S, LAMA 84 R, KCL 22 S e KCL 22 R. Foram separadas as células mononucleares de sangue periférico dos pacientes e controles, com posterior extração de RNA e síntese de cDNA, que foi então empregado nas reações de PCR em tempo real (qPCR) para quantificação das expressões gênicas de DIDO 1, 2, 3, PP, PD e ORF. As linhagens celulares foram tratadas por 4h com TKIs e então a expressão das diferentes isoformas de DIDO foi também quantificada por qPCR. A avaliação da expressão proteica de Bcr-Abl, c-Abl e proteínas fosforiladas nas linhagens foi realizada por Western-blotting. A expressão de DIDO 1 e 2 foi maior nos pacientes nas fases avançadas da LMC e nos pacientes na fase crônica da doença tratados com TKIs (mesilato de imatinibe ou dasatinibe) do que nos controles. Os pacientes na fase crônica da LMC tratados com MI expressaram mais DIDO 1 e 3 do que os pacientes na fase crônica sem tratamento. Houve uma correlação positiva entre expressão de BCR-ABL1 e de DIDO 2 e entre índice de Sokal dos pacientes e expressão de DIDO 2. Na linhagem HL60.Bcr-Abl+, a expressão de proteínas fosforiladas reduziu após tratamento de 4h com TKIs, mas não houve alteração na expressão gênica de DIDO. Nas linhagens celulares S e R, houve aumento da expressão de DIDO 1 após o tratamento de 4h com MI. Conclui-se, portanto, que as diferentes isoformas de DIDO parecem exercer funções distintas na leucemia mielóide crônica; que o tratamento de pacientes e linhagens BCR-ABL1 positivas com inibidores de tirosina-quinase aumenta expressão de DIDO 1; e que a expressão de DIDO 2 correlaciona-se positivamente à expressão de BCR-ABL1 e ao índice de Sokal dos pacientes.In chronic myeloid leukemia (CML) the Bcr-Abl protein has constitutively activated tyrosine kinase activity, that induces to myeloproliferation and apoptosis resistance of the cells. Most patients in chronic phase of CML treated with the tyrosine kinase inhibitor (TKI) imatinib mesylate have a complete cytogenetic remission, but a portion of these patients have been shown to be resistant to therapy. The pathophysiology of CML and the cellular and molecular mechanisms involved in resistance to TKIs therapy are diverse and require further study. In this sense, the aim of this study was to quantify the expression levels of the DIDO gene, including its isoforms (DIDO 1, 2 and 3) and promoters (DIDO PP and PD) in controls and in patients with CML in different phases of the disease treated or not treated with TKIs, as well as in cell lines BCR-ABL1+ sensitive (S) and resistant (R) to imatinib mesylate (IM). The literature reports that DIDO 1 is involved in apoptosis process and that alterations of DIDO 2 and DIDO 3 expression may be associated with the development of myeloid neoplasms. Thus, 60 CML patients, 57 control individuals and the cell lines HL-60, HL-60.Bcr-Abl+, LAMA 84 S, LAMA 84 R, KCL 22 S and KCL 22 R were studied. Peripheral blood mononuclear cells of patients and controls were isolated and RNA extraction and cDNA synthesis were performed. The cDNA samples were used in Real-Time PCR reactions (qPCR) to quantify the DIDO 1, 2, 3, PP, PD and ORF gene expression. The cell lines were treated during 4h with TKIs and then the expression of DIDO different isoforms was also quantified by qPCR. The assessment of protein expression of Bcr-Abl, c-Abl and phosphorylated proteins in this cell lines was performed by Western blotting. The DIDO 1 and 2 expression was higher in advanced phases patients and in chronic phase patients CML treated with TKIs (imatinib mesylate and dasatinib) than in controls. Chronic phase CML Patients treated with IM expressed more DIDO 1 and 3 than chronic phase untreated patients. There was a positive correlation between BCR-ABL1 expression and DIDO 2 expression and between Sokal score prognostic and DIDO 2 expression. In HL60.Bcr-Abl+ cells the expression of phosphorylated proteins was lower after treatment during 4h with TKIs, but there was no change in DIDO gene expression. There were an increase of DIDO 1 expression in all S and R cell lines after treatment during 4h with IM. Therefore we conclude that the DIDO different isoforms may have different functions in chronic myeloid leukemia; the treatment of patients and BCR-ABL1+ cell lines with TKIs increases DIDO 1 expression; and that the DIDO 2 expression is positively correlated to the BCR-ABL1 expression and Sokal score prognostic of CML patients