BCL-2是一种抗凋亡蛋白，与化疗抗性和细胞应激或DNA损伤后急性髓性白血病（AML）细胞的生存有关。Venetoclax（Ven）是一种BH3模拟物，可竞争性地与BCL-2结合，使BH3蛋白与促凋亡蛋白（BAX、BAK）结合，诱导细胞死亡。维恩与阿扎胞苷（Aza）的组合，现在是老年AML患者的标准治疗方法。聚（ADP-核糖）聚合酶（PARP）抑制剂通过阻断PARP蛋白的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）催化结构域和防止PARP与DNA解离（称为PARP诱捕）来阻止单链DNA断裂的修复。与其他临床PARP抑制剂相比，PARP抑制剂塔拉唑帕里（Tala）在肿瘤模型中显示出10,000倍的PARP诱捕作用。我们假设，Tala可以通过增加DNA损伤来增强Ven对AML细胞的抗白血病活性。
人类AML（Molm13）细胞连续暴露于越来越多的Ven（1nM-10mM）、Tala（1nM-10mM）和Aza（0.1-5mM）单独或联合使用的剂量。使用CompuSyn软件生成协同作用报告。细胞活力是用WST比色法测量的。细胞凋亡（附件素/PI）、DNA损伤（pH2AX）和细胞周期停滞（碘化丙啶）通过流式细胞仪分析进行量化。DNA损伤也用Fast-Halo检测法进行评估。在NSG小鼠中，通过尾静脉注射稳定的荧光素酶转染的Molm13 BLIV细胞，系统地评估体内疗效。小鼠队列（5-10只）分别用药物、Ven（100mg/kg，5天/周，3周）、Tala（0.33mg/kg，5天/周，3周）、Ven+Tala（相同剂量）和Ven+Aza（1.25或2.5mg/kg，每天7天）治疗。分别用每周的全动物生物发光成像、动物总重量和发病时间来确定治疗对白血病负担、毒性和总体生存的影响。
用Ven治疗的人类AML细胞显示了剂量和时间依赖性的DNA损伤、细胞凋亡和细胞死亡的诱导。同样地，用单药Tala治疗也导致了剂量依赖性的抗增殖作用和PARP捕获。用Ven（0.1-1μM）+Tala（10-100nM）或Ven（相同剂量）+Aza（1μM）进行体外联合治疗，可产生明显的协同抗白血病作用，比单用Ven、Tala或Aza的治疗效果更好。然而，与Ven+Aza相比，检测到DNA损伤水平的增加（通过磷酸化H2AX和快速Halo检测确定），以及诱导细胞凋亡、细胞周期停滞、生存能力下降和细胞死亡增加，与车辆和单药治疗相比。
然后，我们评估了用车辆、Ven、Tala、Ven+Tala和Ven+Aza在系统移植了人类荧光素标记的AML细胞（Molm13 BLIV）的NSG小鼠体内治疗的效果。单药Ven或Tala治疗减少了系统性AML负担，但没有比药物治疗小鼠延长总生存期。联合Ven+Tala治疗明显延长了白血病异种移植小鼠的总生存期，超过了车辆、Ven或Tala单药治疗。值得注意的是，Ven + Tala治疗似乎导致了与Ven + Aza治疗动物类似的疾病负担减轻和总生存期延长（图1）。在AML异种移植小鼠中进行Ven + Aza + Tala的iv vivo三联疗法的初步实验，使AML疾病负担进一步减轻，但与明显的体重减轻有关，导致早期发病和总生存期缩短（数据未显示）。这种三联疗法的其他剂量和时间表正在调查中。
我们的结果表明，在临床前人类AML模型中，将强效PARP抑制剂talazoparib加入BCL-2抑制剂venetoclax中，可以增强DNA损伤，并导致强大的体外和体内活性。目前正在对这种组合在具有不同遗传背景的原发性AML样本以及确认性原发性异种移植模型中进行进一步评估。这些数据强烈支持未来对PARP抑制剂的临床调查，因为它是一类新型药物，有可能显著提高新型靶向疗法对急性白血病的疗效。
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