ActivinA modulates B-Acute Lymphoblastic Leukaemia cell communication and survival by inducing extracellular vesicles production

The bone marrow (BM) microenvironment favors leukemia survival by providing diverse cues including growth factors and cytokines. Recently, extracellular vesicles (EVs) have been proposed as a new mechanism of cellular communication, by delivering their cargo into the target cells to modulate a wide range of molecular pathways. In some types of cancers, EV-mediated crosstalk contributes to tumor survival and resistance to stress. However, the role of EVs in B-Acute Lymphoblastic Leukaemia (B-ALL) awaits to be thoroughly investigated. Importantly, we recently published that ActivinA, a cytokine overexpressed in the leukemic BM, modulates several genes associated to Ca2+ homeostasis, increases intracellular calcium levels and promotes actin polymerization in B-ALL cells. All these biological processes guide cytoskeleton reorganization, which is a crucial event for EV secretion and internalization. Hence, we investigated the role of EVs in the context of B-ALL and the impact of ActivinA on this phenomenon. We demonstrated that leukemic cells release a higher number of EVs in response to ActivinA treatment, and that B-ALL cells can actively uptake EVs released by other B-ALL cells, thereby exchanging information. Surprisingly, we report that, under culture-induced stress conditions, EVs treatment promoted cell survival in B-ALL cells in a dose-dependent manner. Direct stimulation of B-ALL cells with ActivinA or with EVs isolated from ActivinA-stimulated cells was even more effective in preventing cell death in high density/low nutrient culture conditions. This effect can be possibly ascribed to the increase of vesiculation induced by ActivinA, but also to the observed modifications of the EV-associated microRNA cargo. Overall, these data firstly demonstrate that ActivinA boosts EV-mediated B-ALL crosstalk, potentially improving leukemia survival in stress conditions typical of a highly infiltrated BM. Further studies will be crucial to understand whether ActivinA targeting could be an option to modulate leukemic cell crosstalk and sensitivity to apoptosis.

Il microambiente del midollo osseo favorisce la sopravvivenza della leucemia fornendo diversi segnali tra cui fattori di crescita e citochine. Recentemente, le vescicole extracellulari (EV) sono state proposte come un nuovo meccanismo di comunicazione cellulare, trasportando il loro contenuto nelle cellule bersaglio per modulare diverse vie di segnalazione molecolari. In alcuni tipi di cancro, lo scambio di informazioni mediata dalle EV contribuisce alla sopravvivenza del tumore e alla resistenza allo stress. Tuttavia, il ruolo delle EV nella leucemia linfoblastica acuta di tipo B (LLA-B) non è mai stato studiato a fondo. Recentemente, abbiamo pubblicato che ActivinA, una citochina sovraespressa nel midollo osseo leucemico, modula diversi geni associati all'omeostasi del Ca2+, aumenta i livelli di calcio intracellulare e promuove la polimerizzazione dell'actina nelle cellule LLA-B. Tutti questi processi biologici guidano la riorganizzazione del citoscheletro, che è un evento cruciale per la secrezione e l'internalizzazione delle EV. Pertanto, abbiamo studiato il ruolo delle EV nel contesto della LLA-B e l’impatto di ActivinA su questo fenomeno. Abbiamo dimostrato che le cellule leucemiche rilasciano un numero maggiore di EV in risposta al trattamento con ActivinA e che le cellule LLA-B possono assorbire attivamente le EV rilasciate da altre cellule LLA-B, scambiando informazioni. Sorprendentemente, abbiamo dimostrato che, in condizioni di stress indotto da alta densità cellulare presente nella coltura e dal basso contenuto di nutrienti, il trattamento con le EV ha promosso la sopravvivenza cellulare nelle cellule LLA-B in modo dose-dipendente. La stimolazione diretta delle cellule LLA-B con la sola citochina ActivinA o con le EV isolate da cellule stimolate con ActivinA è stata ancora più efficace nel prevenire la morte cellulare nelle medesime condizioni di stress. Questo effetto potrebbe essere attribuito all'aumento della vescicolazione indotto da ActivinA, ma anche alle modificazioni osservate del carico dei microRNA che sono contenuti all’interno delle EV. Nel complesso, questi dati dimostrano in primo luogo che ActivinA potenzia la comunicazione delle cellule di LLA-B mediata dalle EV, potenzialmente migliorando la sopravvivenza della leucemia in condizioni di stress tipiche di un midollo osseo altamente infiltrato. Ulteriori studi saranno cruciali per capire se il targeting di ActivinA potrebbe essere un'opzione per modulare lo scambio di informazioni tra le cellule leucemiche e la sensibilità all'apoptosi.