Histone deacetylase inhibitors (HDACi) are anti-cancer agents, which have shown promising activity in hematological malignancies. However, only a small percentage of patients initially respond to treatment and all will eventually develop resistance. HDACi are known to inhibit deacetylation of histones as well as various non-histone proteins. Revealing mechanisms of HDACi resistance will help elucidate their modes of action, as well as help overcome de novo and acquired resistance in the clinic. We chose to conduct our studies on vorinostat, which is a pan-HDACi and the first HDACi to be approved by the FDA for cancer treatment. To study HDACi resistance in hematological malignancies, we developed two vorinostat resistant cell lines from the diffuse-large B cell lymphoma (DLBCL) cell line SUDHL6 and the monocytic-like lymphoma cell line U937, which is associated with acute myeloid leukemia (AML). The resistant clones are called SUDHL6-X and U937-B8. Our lab has previously shown that these clones are also cross-resistant to other HDACi (such as LBH). However they are highly sensitive to autophagy inhibitors such as chloroquine, suggesting that elevated autophagy is necessary to maintain vorinostat resistance. Endoplasmic reticulum (ER) stress is caused by an accumulation of misfolded proteins in the ER lumen. This causes a multifaceted response that is primarily cytoprotective called the unfolded protein response (UPR). The misfolded proteins that are deemed unsalvageable by the ER are targeted for degradation by the proteasome. We found that, in addition to elevated autophagy, vorinostat resistant cells have dilated ER and an accumulation of ubiquitinated proteins compared to their parental counterparts. Moreover, they show increased sensitivity to induction of cell death by the proteasome inhibitor bortezomib. We hypothesized that activation of UPR could be a mechanism of vorinostat resistance, because the UPR induces the upregulation of pro-survival genes and may induce autophagy. Understanding vorinostat resistance holds clinical relevance in terms of improving HDACi therapy and being able to identify subsets of patients who would benefit most from combination therapy such as vorinostat with bortezomib. / Les inhibiteurs d'histones deacetylases (HDACi) ont démontré des résultats prometteurs chez des patients atteints de cancers hématologiques. Cependant, une faible proportion de patients répondent favorablement à cette thérapie et de ce nombre, la presque totalité tombera en rechute. Une meilleure connaissance des mécanismes moléculaires menant à la résistance aux HDACi permettra de surmonter la résistance acquise en clinique et, aiderait à développer des combinatoires permettant d'augmenter leur efficacité. Afin de mieux comprendre les mécanismes de résistance aux HDACi, nous avons développé des lignées cellulaires résistantes au vorinostat dans un modèle en culture de de lymphome diffus à grandes cellules B, les SUDHL6, et de lymphome d'apparence monocytique, les U937. Notre laboratoire a récemment démontré que ces lignées cellulaires résistantes, les SUDHL6-X et les U937-B8 sont également résistantes à plusieurs autres HDACi, tel le LBH589 (panobinostat). En contraste, ces lignées cellulaires présentent une plus grande sensibilité aux inhibiteurs d'autophagie que leurs lignées parentales respectives. L'autophagie est activée en réponse à un stress au niveau du réticulum endoplasmique (ER). Ce dernier est causée par un mauvais repliement des protéines nouvellement synthétisées, ce qui occasionne l'activation de la réponse UPR (Unfolded Protein Response) ayant pour fonction entres autres, de diriger les protéines mal repliées vers la dégradation par le protéasome. Nous avons découvert que, les cellules résistantes au vorinostat présentent certaines caractéristiques de stress au niveau du ER dont notamment, un ER dilaté, et une accumulation considérable de protéines ubiquitinées contrairement à leur lignée parentale respective. Ainsi, nous avons émis l'hypothèse que l'activation de la réponse UPR est responsable de la survie des cellules résistantes. Par l'activation de gènes favorisant la survie et l'autophagie, l'activation de la réponse UPR pourrait être un mécanisme de résistance au vorinostat.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.119545 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Kinal, Mena |
| Contributors | Wilson H Miller (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Medicine) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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