Introduction. The use of hypomethylating agents in the treatment of acute myeloid leukemia has increased overall patient survival by 12 %. However, alongside their potent antitumor effect, hypomethylating agents negatively impact genome stability due to the transposition of activated LINE1 elements, which contributes to the short duration of remission. Since LINE1 retrotransposition requires the ORF2-encoded reverse transcriptase, homologous to the retroviral enzyme, we proposed combining hypomethylating agents with a non-nucleoside inhibitor of this enzyme to reduce the genotoxic effects of 5-azacytidine.
Aim. To evaluate the effect of efavirenz on 5-azacytidine in cultured acute myeloid leukemia cells regarding: сytotoxic activity, expression of long interspersed nuclear elements (LINE1), the level of genetic instability.
Materials and methods. The study was conducted on THP-1 and KG-1 acute myeloid leukemia cell lines. 5-Azacytidine (hypomethylating agents) and efavirenz (reverse transcriptase inhibitor) were used. Cytotoxicity was assessed via the resazurin assay, apoptosis and necrosis rates were measured by flow cytometry, LINE1 expression was quantified using real-time polymerase chain reaction, and DNA damage was evaluated via the comet assay.
Results. Efavirenz did not affect the cytotoxicity of 5-azacytidine. Immunofluorescence staining of LINE1-encoded ORF1 protein and flow cytometry confirmed that efavirenz did not alter LINE1 expression levels. However, comet assay data indicated that combining 5-azacytidine with efavirenz reduced its genotoxic effects.
Conclusion. Our findings demonstrate, for the first time, the potential of a novel acute myeloid leukemia treatment strategy combining hypomethylating agents with reverse transcriptase inhibitors.
Введение. использование гипометилирующих агентов в терапии острого миелоидного лейкоза позволило увеличить общую выживаемость пациентов на 12 %. Однако, наряду с мощным противоопухолевым эффектом, эти агенты оказывают негативное влияние на стабильность генома из-за транспозиции активированных LINE1, чем обусловлена малая продолжительность ремиссии. поскольку для ретротранспозиции LINE1 необходима кодируемая ими обратная транскриптаза ORF2 LINE1, гомологичная ферменту ретровирусов, мы предложили использовать гипометилирующие агенты в комбинации с ненуклеозидным ингибитором этого фермента, чтобы снизить генотоксическое действие 5-азацитидина.
Цель исследования – оценить влияние эфавиренза на эффекты 5-азацитидина в отношении культивируемых клеток острого миелоидного лейкоза: цитотоксическую активность, экспрессию длинных диспергированных повторов LINE1 и уровень генетической нестабильности. Материалы и методы. исследование проведено на клетках острого миелоидного лейкоза THP-1 и KG-1. В качестве гипометилирующих агентов и ингибитора обратной транскриптазы использованы 5-азацитидин и эфавиренз соот ветственно. Цитотоксическое действие препаратов и их комбинаций определяли с помощью резазуринового теста, долю апоптотических и некротических клеток оценивали с использованием проточной цитофлуориметрии, экспрессию LINE1 – с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени. Для оценки уровня повреждения ДНК применяли метод ДНК-комет.
Результаты. Выявлено отсутствие влияния эфавиренза на цитотоксичность 5-азацитидина. С помощью иммунофлуо ресцентного окрашивания 2-го кодируемого LINE1 белка – ORF1 – и проточной цитометрии продемонстрировано отсутствие воздействия эфавиренза на уровень экспрессии LINE1. В то же время данные теста ДНК-комет свидетельствуют о снижении генотоксического эффекта 5-азацитидина при его использовании в комбинации с эфавирензом.
Заключение. Результаты нашего исследования впервые показали перспективность развития нового подхода к терапии острого миелоидного лейкоза с использованием гипометилирующих агентов путем их комбинации с ингибиторами обратной транскриптазы.