Studio del ruolo dello shunt dei pentoso fosfati nella regolazione dei pathway di segnalazione che guidano l'attivazione e la proliferazione cellulare nella Leucemia Linfatica Cronica

Abstract

La leucemia linfocitica cronica (CLL) è una neoplasia maligna incurabile, la cui progressione e resistenza ai farmaci sono determinate da complessi stimoli microambientali che inducono attivazione clonale e riprogrammazione metabolica. Evidenze recenti identificano la via dei pentoso fosfati (PPP) e il suo enzima limitante, il glucosio-6-fosfato deidrogenasi (G6PD), come nodi metabolici critici, la cui espressione aumenta nei sottogruppi di CLL a prognosi sfavorevole. Abbiamo ipotizzato che G6PD non si limiti a supportare l’anabolismo e la difesa antiossidante, ma operi da integratore redox-dipendente della segnalazione intracellulare. A tal fine, le cellule primarie di CLL sono state stimolate in condizioni mimetiche del microambiente in presenza di un inibitore selettivo della G6PD (G6PDi-1), valutandone gli effetti a breve (1h) e lungo termine (48h). L’inibizione prolungata di G6PD compromette la fitness metabolica, riducendo sia la respirazione mitocondriale sia la glicolisi. Questo blocco induce uno squilibrio redox e danno ossidativo, impedendo la transizione dalla fase di quiescenza a quella proliferativa come indicato dall’alterata modulazione di CXCR4 e CD5. I saggi a breve termine hanno rivelato che l'attività della G6PD è essenziale per l'immediata propagazione del segnale del recettore delle cellule B (BCR). L’inibizione di G6PD prima della stimolazione del BCR ha attenuato significativamente la cinetica di fosforilazione dei principali effettori a valle, in particolare p-ERK e p-AKT. Tali dati suggeriscono che i metaboliti derivati dal PPP siano necessari per garantire una rapida trasduzione del segnale. In conclusione, la G6PD emerge come un regolatore chiave che collega il metabolismo e la segnalazione nella CLL. La sua inibizione, compromettendo l’omeostasi energetica e i segnali di sopravvivenza microambientali, rappresenta una potenziale strategia per superare la farmacoresistenza.

Chronic Lymphocytic Leukemia (CLL) remains an incurable malignancy where disease progression and drug resistance are driven by complex microenvironmental stimuli that induce clonal activation and metabolic reprogramming. Recent evidence identifies the pentose phosphate pathway (PPP) and its rate-limiting enzyme, glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), as critical metabolic nodes upregulated in high-risk CLL subsets. In this study, we hypothesized that G6PD functions as a redox-dependent integrator of intracellular signaling beyond its established anabolic and antioxidant roles. To investigate this, primary CLL cells were subjected to microenvironmental mimetic stimulation under selective G6PD inhibition (G6PDi-1) across short-term (1h) and long-term (48h) kinetics. Long-term G6PD inhibition impairs metabolic fitness by reducing both mitochondrial respiration and glycolytic flux. This metabolic blockade induces redox imbalance and oxidative damage, thereby preventing the transition from quiescence to proliferation, as reflected by the altered modulation of CXCR4 and CD5. Crucially, short-term assays revealed that G6PD activity is essential for the immediate propagation of B-cell receptor (BCR) signaling. Inhibition of G6PD prior to BCR ligation significantly attenuated the phosphorylation kinetics of key downstream effectors, specifically p-ERK and p-AKT. These data suggest that PPP derived metabolites are necessary for rapid signal transduction. In conclusion, G6PD emerges as a key regulator linking metabolism and signaling in CLL. Its inhibition, by disrupting energetic homeostasis and microenvironment-driven survival signals, represents a potential strategy to overcome drug resistance.