Investigating the Role of PRL-3 and Targeting PHGDH in Multiple Myeloma

Abstract

Myelomatose er en hematologisk kreftsykdom som skyldes klonal ekspansjon av plasmaceller som infiltrerer beinmargen. Til tross for fremskritt innen behandlingen av myelomatose, er sykdommen fortsatt uhelbredelig. Artiklene inkludert i dette doktorgradsarbeidet forsøker å utvide kunnskapen om myelomatose ved å identifisere molekyler som bidrar til utviklingen av sykdommen, resistens mot medikamenter og tilbakefall av sykdom. Arbeidet har vært fokusert mot to proteiner, PHGDH og PRL-3. Vi undersøkte om PHGDH kunne være et interessant terapeutisk mål, enten alene eller sammen med proteasomhemmere, i myelomatose. I den forbindelse testet vi to PHGDH-inhibitorer, NCT-503 og CBR5884. Alle testede humane myelomatosecellelinjer (HMCL) uttrykte PHGDH og var sensitive til doser av NCT-503 som var tolerert av mononuklære celler fra perifert blod donert av friske personer. Når en proteasomhemmer (bortezomib) ble kombinert med NCT-503, så vi en tydelig synergistisk effekt i flere HMCL. Sensitiviteten for bortezomib ble også økt etter knockdown av PHGDH, i overenstemmelse med effekten observert ved bruk av NCT-503. Inhibisjon av PHGDH reduserte den intracellulære redoks-kapasitetene til cellene. Videre kunne vi også vise at kombinasjonen av bortezomib og NCT-503 hadde en terapeutisk gevinst i en musemodell for myelomatose. PRL-3 sin rolle i myelomatose ble studert i konteksten kreftmetabolisme, og ved hjelp av en storskala proteom- og fosfoproteomanalyse. Overuttrykk av PRL-3 resulterte i økt glykolyse, oksidativ fosforylering og oppregulering av proteiner involvert i glykolyse og syntese av serin. De metabolske forandringene indusert av PRL-3 var delvis mediert av oppregulering av glycin dekarboksylase (GLDC), som er involvert i kløyvingen av glycin. Videre kunne vi vise at overuttrykk av en PRL-3-variant uten fosfataseaktivitet induserte mange av de samme metabolske forandringene, noe som argumenterer for at PRL-3 regulerer metabolismen i cellene uavhengig av sin enzymatiske fosfataseaktivitet. Den storskala proteom- og fosfoproteomanalysen ble utført på celler med overuttrykk av normalt fungerende PRL-3 eller mutert PRL-3 uten fosfataseaktivitet, og sammenlignet med kontrollceller uten overuttrykk av PRL-3. Denne analysen kunne avdekke at PRL-3 påvirker flere signalveier og biologiske prosesser, inkludert RNA-spleising, initiering av translasjon, metastasering, adhesjon og B celle reseptorsignalering. Dette hypotesegenererende datasettet vil danne grunnlaget for flere oppfølgingsstudier om PRL-3 i myelomatose.