RAS-RAF-MEK-ERK（MAPK）通路在许多癌症中失调，包括急性骨髓性白血病（AML），它促进了癌症的进展、化疗抗性和癌症复发。因此，抑制这一途径已被探索用于治疗AML，特别是在大约10%的AML病例中，白血病细胞携带NRAS或KRAS致癌基因的激活突变。然而，MEK抑制剂是探索得最好的一类MAPK抑制剂，在临床上尚未被证明有效。在这种情况下，一个新的临床研究药物类别是防止MAPK途径重新激活的破除矛盾的泛RAF抑制剂，并在临床前测试中表现出对实体癌的单剂疗效。因此，探索这类药物对AML治疗的效用是有意义的。
我们发现，悖论破坏者泛RAF抑制剂LY3009120（目前正在进行临床测试）、AZ-628和TAK-632以及其他MAPK抑制剂有效地下调了AML细胞的MAPK信号活性（ERK磷酸化）。然而，在101个AML患者样本群中比较细胞活力（CellTiter Glo）和细胞死亡（CellTox Green）反应时，只有泛RAF抑制剂诱发了细胞毒性，而其他MAPK途径抑制剂通常诱发了暂时的细胞毒性反应。具体来说，LY3009120在101个样本中的42个（42%）诱发了细胞死亡，而只有9/101（9%）的样本对曲美替尼（MEK抑制剂）产生了细胞死亡（图A板）。重要的是，LY3009120在从健康人（5个样本）或非造血细胞系中获得的单核骨髓细胞中没有诱导细胞死亡（图A组）。
为了深入了解泛RAF抑制的细胞死亡调节机制，我们首先确定了细胞在泛RAF抑制剂的作用下经历了快速的caspase-3/7介导的凋亡细胞死亡（图B组）。因此，我们分析了参与细胞凋亡途径的蛋白质，发现MCL-1蛋白，而不是mRNA水平，在泛RAF抑制剂处理后被下调，但与MEK-抑制剂无关。这表明，泛RAF抑制剂对MCL-1的翻译进行了负向调节，从而发现了RAF激酶对MCL-1调节的一种新模式。重要的是，泛RAF抑制剂下调MCL-1水平独立于caspase活性，表明MCL-1下调先于凋亡反应。
我们在我们的AML患者样本群中探讨了体细胞突变状态和对LY3009120反应之间的联系。发现KRAS、KIT、FLT3-TKD、BCOR、JAK2和PTPN11突变与泛RAF抑制剂反应呈正相关，而SRSF2、RUNX1、GATA2和STAG2突变与反应呈负相关，并似乎覆盖了正相关的突变。
由于泛RAF抑制会下调MCL-1，这是一种重要的生存蛋白，其表达的增加已知会导致对BCL-2抑制剂的耐药性，我们假设RAF激酶的抑制可以克服对BCL-2抑制剂的耐药性。为了测试这一假设，我们产生了venetoclax（BCL-2抑制剂）耐药的MOLM-13细胞，并用单剂量和联合剂量的venetoclax和LY3009120处理它们。正如预期的那样，与单独使用任何一种药物相比，联合抑制BCL-2和RAF激酶明显增加了细胞毒性（图C部分）。相反，为了了解BCL-2的抑制是否能克服对泛RAF抑制剂的抗性，我们用单剂量和联合剂量的venetoclax和LY3009120处理泛RAF抑制剂抗性的HL-60和THP-1细胞。有趣的是，该药物组合在HL-60细胞（LY3009120单独下调MCL-1）中表现出协同的细胞毒性，但在THP-1细胞（LY3009120单独不下调MCL-1）中则没有。这表明，泛RAF抑制剂治疗时MCL-1下调是观察到的联合细胞毒性的关键。
综上所述，我们的结果表明，悖论断路器泛RAF抑制剂作为单药能有效地诱导AML细胞死亡，可能是通过联合MAPK途径和MCL-1依赖机制。此外，联合抑制RAF激酶和BCL-2可以克服AML细胞对任何一种单独药物的抗性，并导致卓越的抗白血病活性。
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