チロシンキナーゼ阻害と一緒にインフリキシマブ療法は、慢性骨髄性白血病における白血病幹細胞を標的とする

背景：造血幹細胞におけるBCR-ABLの発現は、慢性骨髄性白血病（CML）とチロシンキナーゼ阻害剤（TKI）を引き起こすのに十分であり、CML患者の大部分で分子寛解を誘導します。しかし、幹細胞の駆動疾患はTKI療法の完全な標的ではなく、疾患を誘発することができる白血病幹細胞（LSC）が持続する可能性があります。単一細胞RNAシーケンステクノロジーは最近、TNFαおよびTGFβがTKI持続静止LSCで活性化された濃縮炎症遺伝子シグネチャを特定しました。ここでは、ヒトTNFα抗体インフリキシマブ（IFX）の効果を研究しました。これは、LSC機能に対するTKI治療と組み合わせたマウスの抗炎症効果を誘導することが示されています。 方法：SCLTTA/BCR-ABL CMLトランスジェニックマウスモデルからマウスLSK細胞（lin-; sca-1+; c-kit+）のマイクロアレイデータを使用して、最初にGSEA-Pathway分析を実行しました。BCR-ABL陽性細胞株は、レトロウイルス形質導入によって生成されました。クローン原性ポテンシャルは、CFU（コロニー形成ユニット）によって評価されました。CMLマウスをニロチニブまたはニロチニブとインフリキシマブで処理し、連続移植実験を実施しました。 結果：同様に、ヒトCMLにとって、TNFαシグナル伝達はマウスCML幹細胞で特異的に活性であり、マウスおよびヒト前駆細胞株におけるBCR-ABLの異所性発現はTNFα発現を誘導しました。ヒト（IFX）またはマウス（MP6-XT22）TNFα抗体へのin vitro曝露は、CML細胞のクローン原性成長を減少させました。興味深いことに、TNFα抗体治療は、in vitroで未熟細胞に対するTKI誘発効果を高めました。さらに、移植および連続移植実験では、トランスジェニックCMLマウスモデルを使用して、IFX療法がTKI誘発効果を高め、in vivoで悪性幹細胞の割合をさらに減少させることを示すことができました。 結論：TNFαシグナル伝達はCML幹細胞で誘導され、抗炎症療法はLSCのTKI誘発性低下を促進し、持続性CML幹細胞のターゲティングの成功が悪性微小環境に同時に対処することで強化できることを確認します。

BACKGROUND: Expression of Bcr-Abl in hematopoietic stem cells is sufficient to cause chronic myeloid leukemia (CML) and tyrosine kinase inhibitors (TKI) induce molecular remission in the majority of CML patients. However, the disease driving stem cell population is not fully targeted by TKI therapy, and leukemic stem cells (LSC) capable of re-inducing the disease can persist. Single-cell RNA-sequencing technology recently identified an enriched inflammatory gene signature with TNFα and TGFβ being activated in TKI persisting quiescent LSC. Here, we studied the effects of human TNFα antibody infliximab (IFX), which has been shown to induce anti-inflammatory effects in mice, combined with TKI treatment on LSC function. METHODS: We first performed GSEA-pathway analysis using our microarray data of murine LSK cells (lin-; Sca-1+; c-kit+) from the SCLtTA/Bcr-Abl CML transgenic mouse model. Bcr-Abl positive cell lines were generated by retroviral transduction. Clonogenic potential was assessed by CFU (colony forming unit). CML mice were treated with nilotinib or nilotinib plus infliximab, and serial transplantation experiments were performed. RESULTS: Likewise to human CML, TNFα signaling was specifically active in murine CML stem cells, and ectopic expression of Bcr-Abl in murine and human progenitor cell lines induced TNFα expression. In vitro exposure to human (IFX) or murine (MP6-XT22) TNFα antibody reduced clonogenic growth of CML cells. Interestingly, TNFα antibody treatment enhanced TKI-induced effects on immature cells in vitro. Additionally, in transplant and serial transplant experiments, using our transgenic CML mouse model, we could subsequently show that IFX therapy boosted TKI-induced effects and further reduced the proportion of malignant stem cells in vivo. CONCLUSION: TNFα signaling is induced in CML stem cells, and anti-inflammatory therapy enhances TKI-induced decline of LSC, confirming that successful targeting of persisting CML stem cells can be enhanced by addressing their malignant microenvironment simultaneously.