Морфологические изменения в мегакариоцитах при лечении гидроксимочевиной истинной полицитемии и первичного миелофиброза

Ведение. Миелопролиферативные заболевания характеризуются нарушением одной или более клеточной линии миелопоэза в костном мозге. При истинной полицитемии, первичном миелофиброзе и эссенциальной тромбоцитемии происходит гиперплазия мегакариоцитарного ростка с формированием их атипичных форм. В мегакариоцитах при данных новообразованиях наблюдается угнетение апоптоза, что способствует сохранению атипичных форм. Для лечения Ph-негативных миелопролиферативных заболеваний применяется гидроксимочевина. Механизм действия данного препарата связан с ингибированиием рибонуклеотидредуктазы. В настоящем исследовании была поставлена цель – дать ультраструктурную характеристику мегакариоцитов с определением потенциальных терапевтических мишеней при лечении гидроксимочевиной Ph-негативных миелопролиферативных новообразований.
Материалы и методы. Было исследовано четыре образца костного мозга, полученные от пациентов методом трепанобиопсии ости подвздошной кости. У пациентов были диагностированы истинная полицитемия и первичный миелофиброз. Все представленные пациенты, независимо от нозологии, получали лечение гидроксимочевиной в терапевтических дозах.
Результат. В образцах костного мозга, в цитоплазме мегакариоцитов визуализировались «пустоты», имеющие вид оптически пустых вакуолей. При электронной микроскопии мегакариоцитов, в препаратах костного мозга, в проекциях описанных выше оптически пустых вакуолей определялись полости от округлой до неправильной формы разных размеров. В части данных полостей визуализировались слоистые массы, пластинки которых имели концентрическое направление – аутофагические вакуоли. Слоистые структуры с концентрически направленными пластинками, напоминавшие содержимое аутофагических вакуолей, определялись и вне клеток. Конденсации хроматина в ядрах мегакариоцитов не наблюдалось.
Вывод. Результаты, полученные в исследовании, предполагают, что гидроксимочевина инициирует в мегакариоцитах при лечении Ph-негативных миелопролиферативных новообразований аутофагический ответ. Возможно, как инициирование в клетках аутофагической гибели, что могло бы объяснить его терапевтический эффект. Однако также возможно, что аутофагия имеет цитопротективную роль. Таким образом, аутофагия является потенциальной терапевтической мишенью при лечении гидроксимочевиной.

1. Alaggio R, Amador C, Anagnostopoulos I, Attygalle AD, Araujo IBO, Berti E, et al. WHO Classification of Tumours Editorial Board. Haematolymphoid tumours. WHO classification of tumours series. 5th ed. Lyon: International Agency for Research on Cancer; 2022. 1951 p.

2. Malherbe JA, Fuller KA, Mirzai B, Kavanagh S, So CC, Ip HW, Guo BB, Forsyth C, Howman R, Erber WN. Dysregulation of the intrinsic apoptotic pathway mediates megakaryocytic hyperplasia in myeloproliferative neoplasms. J Clin Pathol. 2016;8;69(11):1017–24. . https://doi.org/10.1136/jclinpath-2016-203625

3. Tognon R, Nunes Nde S, Castro FA. Apoptosis deregulation in myeloproliferative neoplasms. Einstein (Sao Paulo). 2013;11(4):540-4. . https://doi.org/10.1590/s1679-45082013000400025

4. Treliński J, Chojnowski K, Cebula-Obrzut B, Smolewski P. Impaired apoptosis of megakaryocytes and bone marrow mononuclear cells in essential thrombocythemia: correlation with JAK2V617F mutational status and cytoreductive therapy. Med Oncol. 2012;29(4):2388-95. https://doi.org/10.1007/s12032-012-0202-3

5. Kreipe H, Büsche G, Bock O, Hussein K. Myelofibrosis: molecular and cell biological aspects. Fibrogenesis Tissue Repair. 2012;6;5(Suppl 1):S21. https://doi.org/10.1186/1755-1536-5-S1-S21

6. Spivak JL, Hasselbalch H. Hydroxycarbamide: a user's guide for chronic myeloproliferative disorders. Expert Rev Anticancer Ther. 2011 Mar;11(3):403-14. . https://doi.org/10.1586/era.11.10

7. Shimizu S. Autophagic Cell Death and Cancer Chemotherapeutics. In: Nakao K, Minato N, Uemoto S, editors. Innovative Medicine: Basic Research and Development [Internet]. Tokyo: Springer; 2015.

8. Zhou T, Ye L, Bai Y, Sun A, Cox B, Liu D, Li Y, Liotta D, Snyder JP, Fu H, Huang B. Autophagy and apoptosis in hepatocellular carcinoma induced by EF25-(GSH)2: a novel curcumin analog. PLoS One. 2014;30;9(9):e107876. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0107876

9. Rothe K, Porter V, Jiang X. Current Outlook on Autophagy in Human Leukemia: Foe in Cancer Stem Cells and Drug Resistance, Friend in New Therapeutic Interventions. Int J Mol Sci. 2019;22;20(3):461. https://doi.org/10.3390/ijms20030461

10. Thorburn A, Thamm DH, Gustafson DL. Autophagy and cancer therapy. Mol Pharmacol. 2014;85(6):830-8. https://doi.org/10.1124/mol.114.091850

11. Abe A, Kokuba H. Harmol induces autophagy and subsequent apoptosis in U251MG human glioma cells through the downregulation of survivin. Oncol Rep. 2013;29(4):1333-42. https://doi.org/10.3892/or.2013.2242

12. Galluzzi L, Vitale I, Aaronson SA, Abrams JM, Adam D, Agostinis P, et al. Molecular mechanisms of cell death: recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2018. Cell Death Differ. 2018;25(3):486-541. https://doi.org/10.1038/s41418-017-0012-4

13. Ковалева ОВ, Шитова МС, Зборовская ИБ. Аутофагия: клеточная гибель или способ выживания? Клиническая онкогематология. 2014; 7(2): 103-113. https://doi.org/10.1038/cdd.2014.143

14. Repsold L, Pool R, Karodia M, Tintinger G, Joubert AM. An overview of the role of platelets in angiogenesis, apoptosis and autophagy in chronic myeloid leukaemia. Cancer Cell Int. 2017;30;17:89. https://doi.org/10.1186/s12935-017-0460-4

15. Kumar V, Abbas AK., Aster Jon C. Robbins Basic Pathology, 10th Edition. Elsevier Science. 2017; 37-41; 216.

16. Shimizu S, Yoshida T, Tsujioka M, Arakawa S. Autophagic cell death and cancer. Int J Mol Sci. 2014;21;15(2):3145-53. https://doi.org/10.3390/ijms15023145

17. Yonekawa T, Thorburn A. Autophagy and cell death. Essays Biochem. 2013;55:105-17. https://doi.org/10.1042/bse0550105

18. Bialik S, Dasari SK, Kimchi A. Autophagy-dependent cell death – where, how and why a cell eats itself to death. J Cell Sci. 2018;20;131(18):jcs215152. https://doi.org/10.1242/jcs.215152

19. Kishi-Itakura C, Koyama-Honda I, Itakura E, Mizushima N. Ultrastructural analysis of autophagosome organization using mammalian autophagy-deficient cells. J Cell Sci. 2014;15;127(Pt 18):4089-102. https://doi.org/10.1242/jcs.156034

20. Dasari SK, Bialik S, Levin-Zaidman S, Levin-Salomon V, Merrill AH Jr, Futerman AH, Kimchi A. Signalome-wide RNAi screen identifies GBA1 as a positive mediator of autophagic cell death. Cell Death Differ. 2017;24(7):1288-1302. https://doi.org/10.1038/cdd.2017.80

21. Ozlem NS. The Role of Autophagia in Non-Small Cell Lung Cancer. International Journal of Hematology and Oncology. 2017;27(3):185-192. https://doi.org/10.4999/uhod.171822

22. Криволапов Ю.А. Биопсии костного мозга. Москва: Практическая медицина, 2014, 525 с.