Comparative analysis of normal versus CLL B-lymphocytes reveals patient-specific variability in signaling mechanisms controlling LFA-1 activation by chemokines

L’attivazione dell’integrina LFA-1 (lymphocyte function-associated antigen-1) da parte di chemochine è finemente regolata dai meccanismi di signaling (definiti specificamente “inside-out”) responsabili dell’adesione cellulare mediata dalle integrine. Nel presente studio abbiamo investigato la possibilità di variazioni qualitative nei sistemi di signaling che controllano l’attivazione di LFA-1 in cellule di pazienti affetti da leucemia linfocitica cronica (CLL). Abbiamo condotto un’analisi comparativa multipla del ruolo del modulo di signaling rho-dipendente, recentemente descritto nel nostro laboratorio, in linfociti B da donatori sani e da soggetti affetti da CLL. Abbiamo scoperto che il modulo rho-dipendente, che regola l’attivazione di LFA-1, è funzionalmente conservato nei linfociti B normali. Nei linfociti B isolati da pazienti, invece, il ruolo del modulo rho-dipendente non è mantenuto, con notevoli differenze e forte variabilità. Nello specifico, RhoA e fosfolipasi D1 (PLD1) sono criticamente coinvolte nell’aumento dell’affinità di LFA-1 indotta da chemochina CXCL12 in tutti i campioni studiati. Le funzioni di Rac1 e Cdc42, invece, sono variabili da paziente a paziente, con un gruppo di pazienti in cui la regolazione dell’affinità di LFA-1 è completamente indipendente dall’attività di signaling di Rac1 e Cdc42. Infine, abbiamo dimostrato che la fosfatidilinositolo-4-fosfato 5-chinasi isoforma 1γ (PIP5KC) non esercita alcuna funzione regolatoria in tutti i campioni analizzati. I nostri dati implicano che la progressione neoplastica potrebbe completamente annullare la funzione regolatoria di Rac1, Cdc42 e PIP5KC e mostrano quindi una profonda divergenza nei meccanismi di signaling che modulano l’attivazione integrinica tra linfociti normali e linfociti da pazienti con CLL, suggerendo che i pazienti con CLL possono essere valutati in modo ancor più accurato sulla base dell’analisi dei meccanismi di signaling che controllano l’attivazione di LFA-1. I nostri dai possono, quindi, potenzialmente avere effetti sui protocolli di diagnosi, prognosi e terapia della leucemia linfocitica cronica.

Activation of lymphocyte function-associated antigen-1 (LFA-1) by chemokines is fine-tuned by inside-out signaling mechanisms responsible for integrin-mediated adhesion modulation. In the present study we investigated the possibility of qualitative variability of signaling mechanisms controlling LFA-1 activation in chronic lymphocytic leukemia (CLL) cells. We pursued a multiplexed comparative analysis of the role of the recently described chemokine-triggered rho-signaling module in human normal versus CLL B-lymphocytes. We found that the rho module of LFA-1 affinity triggering is functionally conserved in normal B-lymphocytes. In contrast, in malignant B-lymphocytes isolated from B-CLL patients the role of the rho module was not maintained, showing remarkable differences and variability. Specifically, RhoA and phospholipase D1 (PLD1) were crucially involved in LFA-1 affinity triggering by CXCL12 in all analyzed patients. In contrast, Rac1 and CDC42 involvement displayed a consistent patient-by-patient variability, with a group of patients showing LFA-1 affinity modulation totally independent of Rac1 and CDC42 signaling activity. Finally, phosphatidylinositol-4-phosphate 5-kinase isoform 1γ (PIP5KC) was found without any regulatory role in all patients. The data imply that the neoplastic progression may completely bypass the regulatory role of Rac1, CDC42 and PIP5KC and show a profound divergence in the signaling mechanisms controlling integrin activation in normal versus neoplastic lymphocytes, suggesting that CLL patients can be more accurately evaluated on the basis of the analysis of signaling mechanisms controlling integrin activation. Our findings may potentially impact diagnosis, prognosis and therapy of CLL disorders.