MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4389233520 · doi:10.1182/blood-2023-181410

Mitophagy As a Novel Cell-Protective Mechanism Against Mitochondrial Ferroptosis in Acute Myeloid Leukemia

2023· article· en· W4389233520 sur OpenAlexaff
Hiroki Akiyama, Matthew Tcheng, Priyanka Sharma, Ran Zhao, Lauren B. Ostermann, Samar Yazdani, Arman Moayed, Zdzisław M. Szulc, Natalia V. Oleinik, Po Yee Mak, Vivian Ruvolo, Bing Z. Carter, Besim Öğretmen, Gautam Borthakur, Aaron D. Schimmer, Michael Andreeff, Jo Ishizawa

Notice bibliographique

RevueBlood · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueFerroptosis and cancer prognosis
Établissements canadiensPrincess Margaret Cancer CentreUniversity Health Network
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésGPX4Myeloid leukemiaGene knockdownCancer researchLipid peroxidationLeukemiaApoptosisMitophagyContext (archaeology)Programmed cell deathBiologyChemistryImmunologyGlutathioneAutophagyOxidative stressBiochemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background:Resistance to apoptosis poses a major clinical challenge in the therapy of acute myeloid leukemia (AML), leading to dismal clinical outcomes. Ferroptosis, another mode of regulated cell death that could bypass apoptosis resistance, has recently been investigaed for its therapeutic potential in therapy-resistant cancers. Meanwhile, accumulating evidence suggests that the regulation of ferroptosis is highly context-dependent and thus varies among cancer types. Hence, it is crucial to elucidate unique regulatory mechanisms in each tumor type for developing a therapeutic strategy. We recently found cell survival dependence of AML cells on GPX4, a major negative regulator of ferroptosis, and unique mechanistic involvement of mitochondria in AML ferroptosis. Results: We demonstrate that a selective GPX4 inhibitor ML210 as well as GPX4 knockdown induces ferroptosis, defined by iron- and lipid-peroxidation-dependence, in AML cell lines and primary AML samples, regardless of venetoclax resistance or genetic features including TP53 mutations. The cell sensitivity was negatively correlated with GPX4 protein expressions (i.e., the lower the expression, the higher the sensitivity). Normal bone marrow cells exhibited higher GPX4 levels compared to AML cells and showed significantly less sensitivity to ML210 treatment, suggesting a potential therapeutic window for GPX4 inhibition. Anti-leukemia effects of GPX4 knockdown were also observed in vivo, leading to survival prolongation in AML xenografted mice. Importantly, ferroptosis induction in AML cells is accompanied with and highly dependent on mitochondrial lipid peroxidation. 4-Hydroxynonenal (4-HNE) is one of the most biologically active products of lipid peroxidation, which is known to form adducts with certain amino acid residues of proteins to induce protein aggregates in the cytosol. We thus hypothesized that mitochondrial lipid peroxides induce mitochondrial protein aggregation in AML cell ferroptosis. Intriguingly, confocal microscopy revealed mitochondrial protein aggregation as evidenced by the co-localization of TOMM20 and protein aggregates detected by the PROTEOSTAT assay (Figure 1). Given that mitochondrial stress induced by protein aggregation reportedly induces mitophagy as a cellular stress response, we presumed that AML cells under the stress of ferroptosis may also show increased mitophagy. Indeed, GPX4 inhibition induced mitophagy, particularly in persistent AML cells, which was detected by the Mitophagy dye as mitochondrial acidification when fused with lysosomes, suggesting that mitophagy is a cell-protective response against ferroptosis as a quality control mechanism of malfunctioning mitochondria with lipid peroxidation and protein aggregation. Indeed, among persistent AML cells exposed to GPX4 inhibition, cells with more mitophagy were more resistant to further treatment with ML210 compared to those with less mitophagy. Consistently, an analogue of the ceramide-mediated mitophagy inducer LCL-461 (Dany, et al. 2016 Blood) suppressed GPX4 inhibition-induced ferroptosis in AML cells. On the other hand, inhibition of ULK1-dependent mitophagy through ULK1 knockout or the ULK1 inhibitor SBI0206965 (Bhattacharya, et al. 2021 Molecular Cancer Research) synergistically enhanced the anti-leukemia effects of GPX4 inhibition (Figure 2), suggesting a more effective therapeutic potential in ferroptosis in AML. Conclusion:Our study revealed that ferroptosis in AML cells causes mitochondrial protein aggregation and that mitophagy is induced in ferroptosis-persistent AML cells as a cell-protective mechanism against ferroptosis. This provides novel mechanistic insights into mitochondrial ferroptosis in AML, suggesting the therapeutic potential of co-targeting mitophagy in ferroptosis-based therapy. Further studies are in progress to elucidate the molecular mechanisms involved as well as the in vivo efficacy and safety of the combinatorial treatment.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,016
Tête enseignante GPT0,256
Écart entre enseignants0,240 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueBloodMême sujetFerroptosis and cancer prognosisTravaux en français237 207