Introdução: As leucemias agudas (LA) são neoplasias agressivas caracterizadas pela proliferação clonal com substituição e acúmulo de células hematopoéticas neoplásicas na medula óssea e outros órgãos tornando a hematopoese um processo ineficaz. Em pacientes adultos com LA as opções terapêuticas são limitadas e as taxas de remissão apresentam um decréscimo com o aumento da idade. As proteínas aurora quinases (AURKs) e stathmin 1 (STMN1) tem sido apontadas como potenciais alvos terapêuticos em neoplasias hematológicas devido a expressão aberrante desses genes/proteínas. As AURKs são essenciais para o sucesso da mitose, atuando na organização do fuso mitótico e citocinese (AURKA e AURKB). A proteína STMN1 participa na dinâmica dos microtúbulos e progressão do ciclo celular. A reversina é um fármaco que atua como inibidor multiquinase apresentando seletividade para AURKA e AURKB. O GDP366 é descrito como inibidor seletivo para STMN1 e BIRC5, enquanto o AD80 foi identificado nesse estudo como um análogo de GDP366 por quimioinformática. Métodos: A expressão de AURKA, AURKB e STMN1 em amostras de pacientes foi investigada no banco de dados Amazonia! e/ou em um painel de linhagens celulares de LA. As células Jurkat [leucemia linfoblástica aguda (LLA)-T], Namalwa (LLA-B), NB4 [leucemia mieloide aguda (LMA)] e/ou U937 (LMA) foram utilizados em ensaios celulares e moleculares. Resultados: A expressão de AURKB foi maior em pacientes com LLA comparados aos linfócitos normais (p<0.0001). As linhagens LLA apresentam expressão e ativação aberrante de AURKA e AURKB. Em modelos celulares de LLA tratadas com reversina, houve redução da viabilidade celular (concentração e tempo dependente), crescimento clonal e proliferação, e aumento apoptose, organelas vesiculares ácidas e catástrofe mitótica (aumento de células em G₂/M, tamanho celular e dano em DNA) (p<0.05). No cenário molecular, o tratamento com reversina reduziu a atividade de AURKB, aumentou consumo de SQSTM1/p62, os níveis de LC3BII e gH2AX em modelos celulares de LLA. Em células Namalwa, reversina modulou 25 de 84 genes relacionados à autofagia, incluindo BCL2, BAD, ULK1, ATG10, IRGM, e MAP1LC3B indicando que o tratamento atua iniciando e mantendo o fluxo autofágico em LLA. A expressão de STMN1 foi maior em pacientes com LMA e LLA comparados às células hematológicas normais (p<0.0001). GDP366 e AD80 reduziram a viabilidade celular (concentração e tempo dependente), clonogenicidade e proliferação, aumentaram a apoptose, modularam a progressão do ciclo celular em modelos de LLA e LMA (p<0.05). Ambos os fármacos reduziram a fosforilação de S6RP, aumentaram níveis de PARP1 clivado e yH2AX. O AD80 promoveu diminuição da expressão de STMN1 e survivina, diferente do observado em células tratadas com GDP366. Em células Jurkat, GDP366 e AD80 modularam os genes relacionados ao citoesqueleto. Conclusão: O tratamento com reversina inibe a atividade das auroras quinases e reduz a viabilidade celular através de múltiplos mecanismos de morte celular: apoptose, catástrofe mitótica e autofagia. O GDP366 e AD80 reduzem múltiplas características relacionadas com o fenótipo leucêmico, incluindo a proliferação excessiva e a sobrevivência celular. Nossos achados indicam que fármacos que atuam sob as auroras quinases e STMN1 podem ser promissores no tratamento de leucemias agudas.

Introduction: Acute leukemias (AL) are aggressive neoplasms characterized by clonal proliferation with replacement and accumulation of neoplastic hematopoietic cells in the bone marrow and other organs making hematopoiesis an ineffective process. In adult AL patients, therapeutic options are limited and remission rates decrease with increasing age. The aurora kinases (AURKs) and stathmin 1 (STMN1) proteins have been identified as potential therapeutic targets in hematological neoplasms due to the aberrant expression of these genes/proteins. AURKs are essential for the success of mitosis, acting in the organization of the mitotic spindle and cytokinesis (AURKA and AURKB). STMN1 protein participates in microtubule dynamics and cell cycle progression. Reversine is a drug that acts as a multikinase inhibitor with selectivity for AURKA and AURKB. GDP366 is described as a selective inhibitor for STMN1 and BIRC5, while AD80 was identified in that study as an analog of GDP366 by chemoinformatics. Methods: The expression of AURKA, AURKB, and STMN1 in AL patient samples was investigated in the Amazonia database! and/or on a panel of LA cell lines. Jurkat [acute lymphoblastic leukemia (ALL)-T], Namalwa (ALL-B), NB4 [acute myeloid leukemia (AML)], and/or U937 (AML) were used in cellular and molecular assays. Results: AURKB expression was higher in patients with ALL compared to normal lymphocytes (p<0.0001). LLA cell lines show aberrant AURKA and AURKB expression and activation. In ALL cellular models, reversine reduced cell viability (in concentration- and time-dependent manner), clonal growth and proliferation, and increased apoptosis, acidic vesicular organelles, and mitotic catastrophe (increase in cells in G₂/M, cell size and damage in DNA) (p<0.05). In the molecular scenario, reversine treatment reduced the activity of AURKB, increased consumption of SQSTM1 p62, the levels of LC3BII and gH2AX in cellular models of ALL. In Namalwa cells, reversine modulated 25 of 84 autophagy-related genes, including BCL2, BAD, ULK1, ATG10, IRGM, and MAP1LC3B indicating that reversine acts by initiating and maintaining the autophagic flow in ALL. STMN1 expression was higher in patients with AML and ALL compared to normal hematological cells (p<0.0001). GDP366 and AD80 reduced cell viability (in concentration- and time-dependent manner), clonogenicity and proliferation, increased apoptosis, and modulated cell cycle progression in ALL and AML models (p<0.05). Both drugs reduced phosphorylation of S6RP, increased levels of cleaved PARP1 and yH2AX. AD80 promoted a decrease in the expression of STMN1 and survivin, different from that observed in cells treated with GDP366. In Jurkat cells, GDP366 and AD80 modulated the cytoskeleton-related genes. Conclusion: Reversine inhibits the activity of aurora kinases and reduces cell viability through multiple mechanisms of cell death: apoptosis, mitotic catastrophe, and autophagy. GDP366 and AD80 reduce multiple characteristics related to the leukemia phenotype, including excessive proliferation and cell survival. Our findings indicate that drugs that act on aurora kinases and STMN1 may be promising in the treatment of acute leukemias.