Academic literature on the topic 'Leucémie aiguë lymphoblastique B'

L'équipe s'intéresse aux altérations de facteurs de transcription impliquées dans les leucémies aiguës, dont PAX5 qui est essentiel pour le développement des cellules B. C'est pourquoi le modèle murin transgénique PAX5-ELN a été généré, qui exprime la protéine de fusion oncogénique durant le développement des lymphocytes B, et récapitule le processus multi-étapes des LAL-B (Jamrog L et al., PNAS, 2018). J'ai participé à l'identification des cellules à l'origine de la LAL-B et à la caractérisation de leur propriétés fonctionnelles et moléculaires. Nos travaux indiquent qu'au stade pré-leucémique, PAX5-ELN induit l'émergence d'une population aberrante de progéniteurs B avec une propriété anormale d'auto-renouvellement. Cette population est enrichie en cellules quiescentes résistantes aux agents de chimiothérapie, activent un programme moléculaire de cellule souche, et sont le support de l'initiation leucémique à long terme. Ce travail fait l'objet d'une publication récente que je signe en deuxième auteure (Fregona V, Bayet M et al., J Exp Med, in press). En parallèle, ma thèse s'est tournée vers la modélisation de l'initiation et de la transformation leucémique induite par la mutation PAX5P80R, une altération initiatrice fréquente chez les patients. J'ai donc utilisé des cellules de foie fœtal issus d'embryon de souris Pax5-/- pour sélectionner les progéniteurs lymphoïdes non engagés dans le lignage B. Après transduction avec des rétrovirus CTL, PAX5 Wt ou PAX5P80R, j'ai montré que PAX5P80R ne restaure pas efficacement l'engagement définitif des cellules vers le lignage B. Les études de transplantation ont permis de montrer que PAX5P80R induit un potentiel de prise de greffe aberrant suivi du développement de la LAL-B. Cette transformation leucémique est associée à la sélection de clones porteurs de mutations additionnelles affectant la voie JAK/STAT. Nos analyses ont permis d'identifier Hif2 comme un candidat potentiel dans la leucémogenèse. Enfin, un criblage pharmacologique d'inhibiteurs de Hif révèle l'Acriflavine comme un composé intéressant ciblant les cellules leucémiques. Ainsi, la modélisation de la LAL-B par la mutation PAX5P80R fournit à l'équipe un nouvel outil mimant le processus multi-étapes de la LAL-B, et permet de déchiffrer les mécanismes biologiques par lesquels la mutation mène à la transformation tumorale. Ce travail fait l'objet d'un manuscrit en préparation que je signe en première auteure (Bayet M, Fregona V, et al., in preparation). Les modèles PAX5-ELN et PAX5P80R permettent non seulement d'étudier les différentes étapes de la leucémogenèse B, mais servent aussi de support pour le développement de criblage de petites molécules sur cellules primaires. J'ai donc mis en place un protocole miniaturisé et robuste par FACS pour cribler des composés chimiques ciblant les cellules pré-leucémiques. Notre approche multiparamétrique permet d'évaluer simultanément l'effet des composés sur les cellules pré-leucémiques et les sous-populations B normales. J'ai donc criblé une banque de 1040 composés synthétiques et naturels (chimiothèque essentielle) reflétant la diversité chimique de la chimiothèque nationale française. Ce criblage, associé à des contre-criblages en dose-réponse, m'a permis d'identifier 5 molécules d'intérêt. Dans l'ensemble, mon travail montre la faisabilité d'un criblage de petites molécules sur une population enrichie en cellules initiatrice de la leucémie et prenant en compte la complexité intrinsèque des cellules primaires du lignage B. Enfin, j'ai procédé à la rédaction et la publication d'une revue dans le journal Cancers qui expose les concepts d'hétérogénéité tumorales des cellules leucémiques des patients, l'utilité des modèles de souris transgéniques pour explorer le compartiment des cellules initiatrices de la leucémie, et les efforts actuels visant à découvrir de nouvelles thérapies ciblées (Fregona V*, Bayet M* et al, Cancers (Basel), 2021), que je signe en co-première auteure
The team is interested in alterations in transcription factors involved in acute leukemia, including PAX5, which is essential for B-cell development. This is why the PAX5-ELN transgenic mouse model was generated, which expresses the oncogenic fusion protein during B-cell development, and recapitulates the multi-step process of B-ALL (Jamrog L et al., PNAS, 2018). I was involved in identifying the cells at the origin of-B-ALL and characterizing their functional and molecular properties. Our work indicates that at pre-leukemic stage, PAX5-ELN induces the emergence of an aberrant population of B-progenitors with an abnormal self-renewal property. This population is enriched in quiescent cells resistant to chemotherapeutic agents, activating a molecular stem cell program and supporting long-term leukemic initiation. This work is the subject of a recent publication signed by myself as second author (Fregona V, Bayet M et al., J Exp Med, in press). In parallel, my thesis focused on modeling the initiation and leukemic transformation induced by the PAX5P80R mutation, a frequent initiating alteration in patients. I used fetal liver cells derived from Pax5-/- mouse embryos to select lymphoid progenitors not committed to the B lineage. After transduction with CTL, PAX5 Wt or PAX5P80R retroviruses, I showed that PAX5P80R does not restore efficiently definitive commitment of cells to the B lineage. Transplantation experiments have shown that PAX5P80R induces aberrant engraftment potential followed by the development of B-ALL. This leukemic transformation is associated with the selection of clones carrying additional mutations affecting the JAK/STAT signaling pathway. Our analyses identified Hif2 as a potential candidate for leukemogenesis. Finally, pharmalogical screening of Hif inhibitors revealed Acriflavine as an interesting compound targeting leukemic cells. Thus, the modeling of B-ALL by the PAX5P80R mutation provides the team with a new tool to mimic the multi-step process of B-ALL, and to decipher the biological mechanisms by which the mutation leads to tumor transformation. This work is the subject of a manuscript in preparation which I have signed as first author (Bayet M, Fregona V, et al., in preparation). The PAX5-ELN and PAX5P80R models not only make it possible to study the various stages of B leukemogeneis, but also serve as a basis for the development of small molecule screening on primary cells. I therefore set up a miniaturized and robust protocol by FACS to screen chemical compounds targeting pre-leukemic cells. Our multiparametric approach enables us to simultaneously assess the effect of compounds on pre-leukeic cells and normal B subpopulations. I screened a bank of 1040 synthetic and natural compounds (essential chemical library) reflecting the chemical diversity of the French national chemical library. This screening, combined with dose-response counter-screening, enabled me to identify 5 molecules of interest. Overall, my work demonstrates the feasibility of small-molecule screening on a population enriched in leukemia-initiating cells, taking into account the intrinsic complexity of primary B-cells. Finally, I edited and published a review in the journal Cancers outlining the concepts of tumor heterogeneity in patients' leukemic cells, the utility of transgenic mouse models to explore the leukemia initiating cell compartment, and current efforts to discover new targeted therapies (Fregona V*, Bayet M* et al, Cancers (Basel), 2021), wich I co-authored

Les lymphocytes B sont la clé de voute de cellules de l'immunité adaptative humorale. La mise en place de la lignée B dépend de l'expression coordonnée de facteurs de transcription. Parmi ceux-ci, PAX5 a un rôle prépondérant en activant des gènes spécifiques de la lignée B et en réprimant des gènes nécessaires à l'engagement vers les autres lignages hématopoïétiques. Son expression est finement régulée durant la lymphopoïèse B jusqu'à son extinction dans les cellules matures permettant la différenciation terminale en cellules plasmocytaires productrices d'anticorps. La délétion homozygote de Pax5 dans les modèles murins conduit à une trans ou une dédifférenciation des cellules B dans plusieurs autres lignées hématopoïétiques. Les mutations de facteurs de transcription clés sont fréquemment détectées dans les hémopathies malignes. Dans ce contexte, PAX5 a été décrit comme la cible préférentielle de mutations somatiques dans les LAL-B de l'enfant dans 38. 9% de cas. Nous avons réalisé une étude des mutations de PAX5 dans les LAL-B de l'adulte, inclus dans le protocole clinique GRAALL03 (Group of Research in Adult Acute Lymphoblastic Leukemia) et avons montré que PAX5 était altéré dans 34% des cas. De plus les délétions de PAX5 sont associées à la présence de BCR-ABL1 alors que les mutations ponctuelles sont toujours isolées. Ceci laisse penser que ces deux types d'altérations de PAX5 ne sont pas équivalents, la mutation ponctuelle pourrait être un événement princeps de la leucémogenèse alors que la délétion de PAX5 ne serait qu'une conséquence de l'instabilité génétique d'une cellule dans un processus leucémique. Nous avons également réalisé une recherche de translocations impliquant PAX5 dans une cohorte du GFCH (Groupe Francophone de Cytogénétique Hématologique) de 153 patients LAL-B possédant un réarrangement du 9p. Enfin nous avons entrepris la caractérisation fonctionnelle des mutants de PAX5 en utilisant le système de différenciation ex vivo décrit par Rolink et montré que les différents types de mutations n'ont pas le même impact sur la pathogenèse B
B cell lymphocytes are essential for humoral adaptive immunity. The expression of transcription factors drives the commitment of cells in B lineage. Among those factors, PAX5 fulfils a dual role by repressing B lineage ‘inappropriate’ genes and simultaneously activating B lineage–specific genes. PAX5 is expressed at similar levels throughout B cell development from the pro-B to the mature B cell stage and is subsequently repressed during terminal plasma cell differentiation. When Pax5–/– pro-B cells are stimulated with other lineage­appropriate cytokines, they are able to differentiate into functional macrophages, granulocytes, dendritic cells, osteoclasts and natural killer cells. Transcription factors mutations are frequently detected in hematopoietic cancers. The PAX5 gene was the prevalent target of somatic mutation, being altered in 38. 9% of cases. We screened PAX5 mutations in a unique cohort of adult BCP-ALL treated according to the protocols of the GRAALL03 (Group of Research on Adult Acute Lymphoblastic Leukemia) and we reported that PAX5 is mutated in 34% of cases. Moreover, PAX5 complete loss and PAX5 point mutations differ. Indeed, PAX5 complete loss is significantly associated with BCR-ABL1 fusion gene and seems to be a secondary event consequence of genetic instability, whereas PAX5 point mutation might be the initial event in leukemogenesis. Using classic cytogenetic techniques and a newly developed molecular strategy, we investigated 9p abnormalities, focusing especially on the PAX5 locus, on 153 childhood and adult B-ALL include in the Groupe Francophone de Cytogénétique Hématologique (GFCH). Finally we undertook the functional characterization of PAX5 mutants using the ex vivo differentiation system described by Rolink and showed that the various kind of muations not have the same impact on the B cell pathogenesis

Les leucémies aiguës lymphoblastiques de la lignée T (LAL-T) sont des proliférations malignes présentant les caractéristiques de précurseurs lymphoïdes thymiques bloqués dans leur différenciation. La mise en évidence et la caractérisation des remaniements/mutations somatiques du génome, permettant d'identifier des gènes dérégulés, constitue une étape majeure pour progresser dans la compréhension des mécanismes de leucémogenèse et l'identification des voies biologiques critiques des cellules tumorales. Nous avons entrepris un crible des remaniements génomiques à partir d'une grande série de cas de LAL-T annotés pour l'immunophénotype et l'expression des principaux oncogènes (TAL1, TLX1, TLX3, LMO2. . . ). Deux approches génétiques pan-génomes ont été utilisées : i) un criblage par FISH des translocations associées aux gènes du TCR puis l'identification des régions partenaires par clonage par PCR cerclée, ii) un profilage chromosomique par CGH-array à la recherche de délétîons ou duplications cryptiques. Nous avons ainsi identifié plusieurs nouveaux remaniements récurrents des LAL-T et montré qu'ils dérégulaient l'expression de gènes importants pour la différenciation thymique : les gènes HOXA, Cycline D2 et C-MYB. Ces anomalies ont été intégrées dans un vaste portrait moléculaire des LAL-T établi par une analyse de données d'expression à large échelle. De nouveaux sous-types oncogéniques ont été définis, notamment un groupe HOXA incluant les cas avec translocations TCRB-HOXA ou microdélétion SET-NUP214, et un sous-type homogène de leucémies T du très jeune enfant associé à la translocation TCRB-MYB
T-cell acute lymphoblastic leukemia are malignancies derived from lymphoid thymic precursors arrested in their differentiation. Identification and characterization of somatic rearrangements/mutations of the genome is a major step for leukemogenesïs mechanisms understanding and identification of the critical biological pathways of tumoral cells. We performed a screen for genomic rearrangements in a series of adult and pediatric T-ALL cases annotated for immunophenotypic data and expression of known oncogenes (TAL1, TLX1, TLX3, LMO2. . . ). Two genome-wide approaches were used: i) FISH screening for TCR-mediated translocations and breakpoint doning using cirded-PCR to identify partner sequences, ii) genomic profiling using array-CGH in a search for cryptic deletions or duplications. We thus identified several new recurrent rearrangements of T-ALL and showed that they lead to dysregulated expression of genes critical for thymic differentation: HOXA, Cylin D2 and C-MYB gènes. These abnormalities were included in a general molecular portrait of T-ALL performed by lange-scale gene expression analysis. Importantly, new oncogenic subtypes were defined, including a HOXA-group including cases with TCRB-HOXA translocation and SET-NUP214 microdeletion, and a homogeneous subtype of T-cell leukemias in very young children with TCRB-MYB translocation

Les leucémies aiguës lymphoblastiques de la lignée T (LAL-T) sont des proliférations malignes présentant les caractéristiques de précurseurs lymphoïdes thymiques bloqués dans leur différenciation. La mise en évidence et la caractérisation des remaniements/mutations somatiques du génome, permettant d'identifier des gènes dérégulés, constitue une étape majeure de l'identification des voies biologiques critiques des cellules tumorales. Dans ce travail nous avons utilisé des approches combinées d'analyses génomiques et fonctionnelles afin de démontrer le rôle de l'haplo-insuffisance combinée via une délétion interstitielle de deux gènes contigus localisés sur le chromosome 6ql4, SYNCR1P (codant pour une ribonucleoprotéine, hnRNP-Q) et SHNG5 (un gène hôte non codant hébergeant deux small nucleolar RNA, les snoRNAs U50 A et B). Ces deux gènes sont impliqués dans la maturation des ARN messagers et dans la régulation de la traduction des protéines, et ils sont spécifiquement perdus via les del(6q) dans un sous-type de LAL-T dit TAL-related, caractérisé par une expression aberrante du facteur de transcription oncogénique TAL1. Nous avons utilisé des modèles in vivo de cellules de souris Tal1tg/Lmo1tg/Notch1-ICNtransduit, et un modèle de xénogreffes de cellules leucémiques de patients SIL-TAL, pour montrer que l'inactivation combinée des deux gènes SYNCRIP et SHNG5 était associée à un gain de malignité. Notre étude apporte une preuve génétique et fonctionnelle pour un rôle de tumeur suppresseur par haplo-insuffisance combinée de deux gènes dans les leucémies aiguës lymphoblastiques T. Dans un travail mené en parallèle nous avons participé à l'identification d'un nouveau gène suppresseur de tumeur des LAL-T, le gène PTPN2. L'analyse par CGH array a révélé la présence d'une micro-délétion acquise située sur le chromosome 18pll dans 6% de cas de LAL-T, fortement associée au sous-type oncogénique des LAL-T corticale TLX1. L'inhibition du gène PTPN2 augmente la prolifération des cellules T ainsi que leur sensibilité aux cytokines. Par ailleurs PTPN2 est un régulateur négatif de la protéine tyrosine kinase oncogénique chimérique NUP214-ABL1. Cette étude génétique et fonctionnelle montre le rôle tumeur suppresseur du gène PTPN2 et suggère que les niveaux d'expressions de ce gène pourraient moduler la réponse au traitement dans les LAL-T
T-cell acute lymphoblastic leukemia are malignancies derived from lymphoid thymic precursors arrested in their differentiation. Identification and characterization of somatic rearrangements/mutations of the genome is a major step for leukemogenesis mechanisms understanding and identification of the critical biological pathways of tumoral cells. We used a whole set of integrative genomics and functional approaches and identified the role of the combined haploinsufflciency of two contiguous genes at 6ql4, namely SYNCRIP (encoding hnRNP-Q) and SNHG5 (a non-protein-coding gene that hosts snoRNAs), both involved in mRNA maturation and protein translation. These genes were specifically deleted in a subtype of T-ALLs characterized by aberrant expression of the TAL1 transcription factor oncogene. In vivo knockdown models using Tal1tg/Lmo1tg/Notch1-ICNtransduced mouse cells, and xenograft of patient's SIL-TAL leukemic cells, showed that the combined silencing of both genes was associated to a gain of malignancy. Our study provides genetic and functional evidence for a tumor suppressor role of a combined haploinsufflciency of two genes at chromosome 6ql4. In a parallel work, we identified a novel genetic aberrations involved in the development of T-ALL, that is the biallelic deletion of the PTPN2 gene at 18p11. We found focal homozygous deletion of this gene using microarray-based comparative genomic hybridization and large scale expression analysis of a cohort of T-ALL. These cases were restricted to the TLX1 subtype and frequently associated to the fusion gene NUP214-ABL1 Functional experiments performed in Jan Cools' team at Leuven University showed a hyperactivation of the JAK/STAT pathways in these cases, with possible therapeutic targeting

La translocation t(1;9)(q24 ;q34), qui engendre la protéine de fusion RCSD1-ABL1, a été identifiés dans des cas de LAL de mauvais pronostic. Les propriétés oncogéniques du partenaire RCSD1, sa structure et son rôle dans l’activité et la signalisation de RCSD1-ABL1 restent inconnus. Nous avons récemment rapporté le cas d’une LAL-B t(1;9)(q24 ;q34) montrant une résistance à un grand nombre d’ITK, mais une sensibilité inattendue au ponatinib, en l’absence de mutation d’ABL1 susceptible d’expliquer ces réponses.Dans le but de caractériser la protéine RCSD1-ABL1, de comprendre ces profils de réponse aux ITK et de rechercher un traitement optimal de ces leucémies, nous avons cloné le produit de fusion à partir des blastes leucémiques de la patiente. Les constructions obtenues ont été transfectées dans le modèle cellulaire BaF3, ce qui nous a permis : 1) de démontrer et 2) de disséquer pour la première fois l’oncogénicité et la signalisation de la protéine de fusion, au moins partiellement distincte de celle de BCR-ABL1 et notamment concernant l’activation de la voie JAK/STAT; 3) de purifier RCSD1-ABL1 et de révéler l’impact inattendu du bras N-terminal RCSD1 sur l’activité catalytique de l’enzyme et sa sensibilité aux ITK ; 4) d’intégrer ces données et de démontrer l’effet potentialisateur d’inhibiteurs de la voie JAK/STAT sur l’activité des ITK dans les cellules transduites par RCSD1-ABL1 mais pas celles exprimant BCR-ABL1. Enfin, le profilage chémo-génomique de prélèvements issus de 3 patients nous a permis de conforter nos résultats, et de proposer des bases précliniques de traitements personnalisés ciblant ces mécanismes
The t(1;9)(q24;q34) translocation, generating the RCSD1-ABL1 fusion protein, is found in bad prognosis LAL cases. The oncogenic properties of RCSD1-ABL1 are unknown and the structure of the RCSD1 portion as well as its impact on RCSD1-ABL1 activity and signaling is yet to be determined. We recently reported the case of a patient with ALL associated with a RCSD1-ABL1 rearrangement that was resistant or poorly responsive to a large number of TKIs but was sensitive to Ponatinib, with no mutation that could explain this.In order to characterize this fusion protein, understand its response profile to TKI and optimize therapeutic approaches for these patients, we cloned the RCSD1-ABL1 gene from the patient sample and expressed it in the cellular model BaF3. This allowed us to 1) Demonstrate and 2) Study for the first time the oncogenic properties and signaling of the fusion protein, which is partially distinct from that of BCR-ABL1, especially regarding the JAK/STAT pathway; 3) Purify RCSD1-ABL1 and reveal the impact of the RCSD1 N-terminal portion on the enzyme activity and its TKI sensitivity; 4) Integrate this data and demonstrate the potentiating effect of JAT/STAT pathway inhibitors on TIK activity in cells expressing RCSD1-ABL1 but not in cells expressing BCR-ABL1.Finally, the chemo-genomic profiling of samples from three B-ALL t(1;9)(q24 ;q34) allowed us to consolidate our results and to propose preclinical bases for personalized treatments targeting the identified mechanisms

Chez l’adulte les premières étapes de développement hématopoïétique sont mises en place dans la moelle osseuse (MO). La contribution dans ce processus de cellules spécialisées appelées niches stromales a été démontrée dans le cas du développement précoce des lymphocytes B (LB). L’expression d’une chaine d’immunoglobuline lourde (IgH) fonctionnelle commencée au stade Pro-B et son association à la pseudo chaine légère pour former le Pré-BCR marque l’entrée au stade Pré-B. Précédemment, le laboratoire a démontré que les Pré-B se relocalisent au contact d’une niche constituée de cellules stromales caractérisées par la sécrétion de la Galectine-1 (Gal-1), ligand du pré-BCR. Cette interaction permet alors l’amplification des signaux de prolifération et de différenciation dépendants du Pré-BCR, puis le réarrangement des gènes codant pour la chaine légère (IgL) au stade de LB Immature.Les leucémies aiguës lymphoblastiques de type B (LAL-B), sont l'équivalents pathologiques des lymphocytes B en différenciation dans la MO. Afin de déterminer si la Gal-1 sécrétée par la niche spécifique des cellules Pré-B normales pouvait influencer la survie ou la prolifération des LAL-BIII qui expriment le Pré-BCR, nous avons tout d’abord utilisé des modèles maîtrisés de souris génétiquement modifiées. Pour cela, nous avons injecté des LAL-BIII (Pré-BCR+) primaires murines à des souris WT ou Gal-1 -/- et constaté que les LAL-BIII ont un développement fortement limité en absence de la Gal-1. Ces résultats montrent un intérêt à cibler l’interactionGal-1/Pré-BCR ou la signalisation Pré-BCR en pathologie humaine dans le but d’améliorer la prise en charge thérapeutique des LAL-BIII
In adults, the first stages of hematopoietic development are implemented in the bone marrow (BM). The contribution in this process of specialized cells called stromal niches has been demonstrated in the case of the early development of B lymphocytes (LB). The expression of a functional heavy immunoglobulin (IgH) chain started at the Pro-B stage and its association with the surrogate light chain to form the Pre-BCR marks the entry into the Pre-B stage. Previously, the laboratory demonstrated that Pre-B relocates on contact with a niche made up of stromal cells characterized by the secretion of Galectin-1 (Gal-1), a ligand of pre-BCR. This interaction then allows the amplification of proliferation and differentiation signals dependent on the Pre-BCR, then the rearrangement of the genes coding for the light chain (IgL) at the stage of Immature LB. Acute lymphoblastic leukemias type B (B-ALL ) are the pathological equivalents of differentiating B lymphocytes in BM. In order to determine if the Gal-1 secreted by the specific niche of normal Pre-B cells could influence the survival or the proliferation of LAL-BIII which express Pre-BCR, we first used genetically controlled mouse models changed. To do this, we injected murine primary BIII- ALL (Pre-BCR +) into WT or Gal-1 mice - / - and found that BIII-ALL have a very limited development in the absence of Gal-1. These results show an interest in targeting the Gal-1 / Pre-BCR interaction or the Pre-BCR signaling in human pathology in order to improve the therapeutic management of BIII-ALL

Les facteurs de transcription STAT3, STAT5 et Ikaros sont impliqués dans rhématopoïèse normale et leur expression est fréquemment dérégulée dans les hémopathies humaines. Dans une première partie de mon travail, nous avons mis en évidence que STAT5 est essentiel pour l'initiation de la leucémie aiguë lymphoblastique (LAL) induite par F oncogene TEL-JAK2. Nous avons également montré que les leucémies TEL-JAK2 requièrent nécessairement l'expression des facteurs STAT3 ou STAT5 pour leur maintien à long terme. Parallèlement à ce projet, nous avons mis en évidence une interaction fonctionnelle entre le facteur de transcription STAT5 et le produit du gène suppresseur de tumeur Ikzfl in vitro. In vivo, nous avons montré une synergie entre l'oncogène BCR-ABL et la perte de fonction d'un allèle du gène Ikzfl dans les LAL-B STAT5 dépendantes. Les cellules tumorales déficientes ou non pour l'expression d'Ikaros n'expriment pas d'isoforme dominantes négatives d'Ikaros. Les analyses du réarrangement des gènes codant les chaînes des immunoglobulines montrent que les cellules leucémiques BCR-ABL⁺/⁰ ; Ik⁺/⁺ sont monoclonales alors que les leucémies accélérées sont polyclonales. La perte de fonction d'Ikzfl atténue la pression de sélection d'autres mutations pro-oncogéniques. Des analyses génomique par CGH indiquent que les tumeurs BCR-ABL⁺/⁰; Ik⁺/⁺ présentent de multiples anomalies chromosomiques récurrentes. En revanche, très peu d'anomalies chromosomiques sont observées dans les tumeurs accélérées. L'étude transcriptomique des tumeurs BCR-ABL⁺/⁰; Ik⁺/⁺ et BCR-ABL⁺/⁰; IkL/⁺ nous a permis d'identifier 293 sondes dérégulées entre les tumeurs de deux génotypes
Transcription factors STAT3, STAT5 and Ikaros are involved in normal hematopoiesis and expression of these factors is frequently deregulated in human leukemias. In the first part of my thesis, we have demonstrated that STAT5 expression is essential for the initiation of acute lymphoblastic leukemia (ALL) induced by TEL-JAK2 oncogene. Then, we have shown that TEL-JAK2 leukemia require necessarily STAT3 or STAT5 expression for their long-term maintenance. In a second part, we have demonstrated a functional interaction between the transcription factor STAT5 and Ikzfl a tumor suppressor gene in vitro. In vivo, we have shown a synergy between BCR-ABL oncogene and the loss of function of one allele of Ikzfl gene in STAT5 dependent B-ALL. Leukemic blasts deficient or not for Ikaros expression do not express dominant negative Ikaros isoforms. The loss of a single Ikzfl allele is suffïcient to cooperate with BCR-ABL in leukemogenesis. Analysis VH-to-DJH immunoglobulin heavy chain locus rearrangement showed that leukemic cells BCR-ABL⁺/⁰; Ik⁺/⁺ are monoclonal while fast arising leukemia are polyclonal. These observations suggest that loss of function of a single Ikzfl allele alleviates the requirement for the selection of additional oncogenic events that characterize disease progression in BCR-ABL-induced leukemogenesis. In line with this notion, CGH array analysis showed quantitative and qualitative reductions of chromosomal numerical abnormalities in Ikaros-deficient BCR-ABL tumors as compared to BCR-ABL⁺/⁰; Ik⁺/⁺ tumors. Global Transcriptomic analysis revealed that 293 probsets are deregulated between BCR-ABL⁺/⁰; Ik⁺/⁺ and BCR-ABL⁺/⁰; IkL/⁺ tumors

Les LAL-B représentent le 1er cancer de l’enfant. Les mécanismes moléculaires mis en jeu dans le processus de leucémogenèse et dans leur pronostic sont peu connus. L’étude des profils d’expression génique nous a permis d’explorer la pathogénie d’un groupe homogène de LAL-B caractérisée par le transcrit TEL/AML1. Nous avons mis en évidence et validé 14 gènes regroupés en 5 processus biologiques caractérisant ces LAL. Parmi eux, RUNX1 s’est avéré plus représentatif de ce groupe que le transcrit TEL/AML1. Pour la première fois, nous avons mis en évidence le processus de mobilité cellulaire et explorons les mécanismes de régulation épigénétique des deux seuls gènes sous-exprimés. Au sein des LAL-B sans anomalie cytogénétique récurrente, notre étude n’a pu retrouver de profils d’expression en rapport avec les groupes pronostiques clinico-biologiques (âge et leucocytose au diagnostic). Ces données conduisent à rechercher de nouveaux marqueurs de caractérisation et de pronostic des LAL-B
B-ALL is a common pediatric malignancy but leucemogenesis and prognostic biological mechanisms still remain uncertain. We explored critical pathways of TEL/AML1 B-ALL with gene expression profile approach. We highlighted 5 enriched Gene Ontology categories characterized by 14 genes, able to discriminate the TEL/AML1 sub-group. Over-expression of RUNX1 was proposed to become a additional surrogate marker of this subgroup. Cell motility was for the first time identified as a representative process of this subgroup and epigenetic regulation of the 2 underexpressed genes is underanalysis. We could not show patterns of expression in pediatric B-ALL lacking common cytogenetic abnormatities that correlated with the NCI risk factors (age and blood cell count). Our results suggest the refinement of existing classification and risk algorithms

Les leucémies aiguës (LA) sont un groupe hétérogène d'hémopathies malignes dues à latransformation oncogénique clonale des cellules souches hématopoïétiques (CSH). On distingue les LA myéloblastiques etlymphoblastiques (LAL). Les LAL sont classées selon le type de précurseur lymphoïde atteint, leur degré de maturité et leurs anomalies cytogénétiques.Le traitement permettant d'obtenir 80 à 90 % de rémission complète (RC) comporte une chimiothérapie d'induction, une consolidation et une intensification(intensification retardée ou allogreffe de CSH selon la situation pronostique). Néanmoins la survie globale à long terme n'est que de 40 à 50 %, du fait de la survenue de rechutes et de la toxicité des traitements. Différents groupes pronostiques basés sur la cytogénétique et la biologie moléculaire se dégagent,pouvant bénéficier de thérapeutiques adaptées. Dans les LAL à chromosome philadelphie (LAL à Ph),antérieurement de mauvais pronostic, les inhibiteurs de tyrosine kinase (ITK) permettent d'obtenir 80% de RCavec cependant un taux de rechute non négligeable. Nous avons démontré qu'une intensification thérapeutique par autogreffe chez des patients avec une maladie résiduelle indétectable permettait une survie à long terme prolongée avec une toxicité moindre que celle de l'allogreffe. En montrant l'implication de l'autotaxine dans les mécanismes de résistance aux ITK dans les LAL à Ph, nous ouvrons la voie à l'utilisation potentielle de nouvelles thérapeutiques. Dans les LAL T, groupe considéré de bon pronostic, un tiers des patients rechute. Nous avons démontré que l'absence de mutation de Notch et/ou FBXW7 ou la présence de mutations de RAS ou PTEN était de mauvais pronostic identifiant un sous-groupe de LAL T dont le traitement devait être renforcé. Nos travaux ont ainsi contribué à l'identification des groupes pronostiques dans les LAL et à l'adaptation des traitements afin d'améliorer les chances de survie
Acute leukemias are a heterogeneous groups of malignant hematological diseases due to the clonaloncogenic transformation of hematopoietic stem cells(HSTs). We distinguish acute myeloblastic leukaemiafrom acute lymphoblastic leukemia (ALL). ALLs are classified according to the type of lymphoid precursoraffected, its degree of maturity, and with associated cytogenetic abnormalities.Treatment incorporating induction therapy,consolidation, and intensification – delayedintensification or allogeneic stem cell transplantation(SCT) according to prognostic factors – enable 80 to 90% of complete remission (CR). Nevertheless, long-termoverall survival is only 40 to 50% because of relapseand treatment-related toxicity. Different prognosticgroups based on cytogenetic abnormalities andmolecular biology are emerging and patients from eachprognostic group can benefit from adapted therapies.In chromosome Philadelphia-positive ALL (Ph+ ALL) which used to be of particular bad prognosis, tyrosinekinase inhibitors (TKIs) enables 80% of CR but with ahigh-relapse risk. We demonstrated that high-dosetherapy followed by autologous SCT enables prolongedlong-term survival with less drug-related toxicity ascompared to allogeneic SCT in patients with undetectable minimal residual disease. By showing the implication of autotaxine in the resistance to TKIs inPh+ LAL, we enable the use of novel therapeutics inclinical practice.T-cell ALL is considered of poor prognosis as one thirdof patients relapse. In this group of patients we showedthat the absence of a Notch and/or a FBXW7 mutation or the presence of mutations in RAS or PTEN identified a subgroup of patients in whom the treatmentmust be intensified. Our research has contributed to the identification of prognostic groups in ALL and to theadjustment of treatment according to potential survival

Le gène PAX5 (Paired boX 5) code un facteur de transcription essentiel pour la différenciation lymphoïde B. Nous avons montré que les deux isoformes PAX5A et PAX5B étaient différentiellement régulées mais pouvaient exercer une fonction équivalente durant l'induction de la différenciation lymphoïde B et pourraient présenter des différences fonctionnelles à la suite de l'activation des lymphocytes B. Le contrôle précis de leur expression peut ainsi refléter un moyen d'ajuster finement le dosage de PAX5 pendant le processus de différenciation des cellules de la lignée lymphoïde B. PAX5 est la cible principale d'une large diversité d'altérations somatiques dans les LAL-B de l'enfant et de l'adulte. Cependant, le rôle des protéines de fusion impliquant PAX5 dans l'initiation et la transformation des LAL-B est encore méconnu. Nous avons précédemment décrit une nouvelle translocation chromosomique récurrente t(7;9)(q11;p13) dans les LAL-B qui juxtapose PAX5 à la séquence codante du gène de l'élastine (ELN). Pour étudier la fonction de la protéine de fusion résultante, PAX5-ELN, au cours du développement leucémique, nous avons créé un modèle murin dans lequel le transgène PAX5-ELN est exprimé spécifiquement dans le compartiment B. Les souris exprimant PAX5-ELN développent un phénotype de LAL-B avec une pénétrance de 80%. Leur transformation leucémique est associée à l'acquisition de mutations secondaires récurrentes des gènes Ptpn11, Kras, Pax5, et Jak3 affectant d'importantes voies de signalisation requises pour la prolifération cellulaire. Nos études fonctionnelles ont démontré que PAX5-ELN altérait in vitro et in vivo le développement lymphoïde B et pouvait induire une expansion aberrante du compartiment progéniteur B (pro-B) au stade préleucémique. Nos approches moléculaires et computationnelles ont identifié des gènes-candidats régulés par PAX5-ELN et pouvant être impliqués dans l'initiation leucémique. Nos données fournissent ainsi un nouveau modèle d'étude in vivo récapitulant la leucémogenèse multi-étapes des LAL-B décrites chez les patients et impliquent fortement les protéines de fusion engageant PAX5 en tant que puissantes oncoprotéines dans le développement leucémique. Par ailleurs, il existe de plus en plus de preuves d'une base génétique héréditaire de prédisposition aux LAL-B pédiatriques. Dans ce contexte, quatre cas de familles non-apparentées affectées par des LAL-B et exprimant des mutations ponctuelles germinales et hétérozygotes de PAX5 ont récemment été rapportés : la mutation PAX5 G183S altérant le domaine octapeptide de PAX5 a été décrite chez trois familles alors que la mutation PAX5 R38H altérant le domaine de liaison à l'ADN de PAX5 a été identifiée chez une autre. Nous avons renforcé l'hypothèse du caractère héréditaire des LAL-B familiales avec la description de trois nouveaux cas de LAL-B au sein d'une même famille exprimant la mutation germinale PAX5 R38H. Pour étudier l'effet intrinsèque de la protéine mutée PAX5 R38H dans le développement lymphoïde B, nous avons effectué des tests fonctionnels in vitro et in vivo combinés à une analyse d'expression génique, basés sur une approche de complémentation rétrovirale. Nos résultats ont indiqué que PAX5 R38H agissait comme un fort variant hypomorphique qui échouait à induire la différenciation lymphoïde B et n'exerçait pas d'effet dominant-négatif sur la forme sauvage de PAX5. Des transplantations syngéniques de cellules exprimant PAX5 R38H ont démontré qu'elles maintenaient une capacité de prise de greffe et menaient au développement leucémique chez la souris. Notre analyse transcriptomique a confirmé la perte de fonction de PAX5 sur ses gènes cibles et a révélé une signature moléculaire spécifique au mutant. Nos données mettent ainsi en évidence l'importance de la dérégulation transcriptionnelle dans la leucémogenèse des LAL-B familiales, en particulier des gènes impliqués dans la différenciation lymphoïde B
The PAX5 (Paired boX 5) gene encodes a key transcription factor crucial for B-cell differentiation. We showed that the two PAX5 isoforms are differentially regulated but have equivalent function during early B-cell differentiation. Indeed, PAX5A and PAX5B isoforms can both induce B-cell program but may have functional differences after B-cell activation. The tight control of their expression may thus reflect a way to finely tune PAX5 dosage during B-cell differentiation process. PAX5 is a well-known haploinsufficient tumor suppressor gene in human B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia (BCP-ALL) and is the main target of a wide diversity of somatic alterations in childhood and adult BCP-ALL, occurring in one third of sporadic cases. However, the role of PAX5 fusion proteins in BCP-ALL initiation and transformation is ill-known. We previously reported a new recurrent t(7;9)(q11;p13) chromosomal translocation in human BCP-ALL that juxtaposed PAX5 to the coding sequence of elastin (ELN). To study the function of the resulting PAX5-ELN fusion protein in BCP-ALL development, we generated a mouse model in which the PAX5-ELN transgene is expressed specifically in B cells. PAX5-ELN-expressing mice efficiently developed BCP-ALL phenotype with a penetrance of 80%. Leukemic transformation was associated with clonal Immunoglobulin gene rearrangement and recurrent secondary mutations in Ptpn11, Kras, Pax5, and Jak3 genes affecting key signaling pathways required for cell proliferation. Our functional studies demonstrated that PAX5-ELN impairs B-cell development in vitro and in vivo and induces an aberrant expansion of the pro-B cell compartment at the preleukemic stage. Our molecular and computational approaches identified PAX5-ELN-regulated candidate genes that establish the molecular bases of the preleukemic state to drive BCP-ALL initiation. In conclusion, our study provides a new in vivo model recapitulating the multistep leukemogenesis process of human BCP-ALL and strongly implicates PAX5 fusion proteins as potent oncoproteins in leukemia development. Furthermore, there is increasing evidence for an inherited genetic basis of susceptibility to childhood BCP-ALL. In this context, four unrelated families with childhood BCP-ALL expressing heterozygous PAX5 germline point mutations were recently reported: the recurrent mutation PAX5 G183S affecting the octapeptide domain of PAX5 has been described in three families while PAX5 R38H affecting its DNA-binding paired domain has been identified in another one. We strengthen the hypothesis of inherited character of familial BCP-ALL with the description of three novel familial BCP-ALL cases in related patients that express the germline PAX5 R38H mutation. To uncover the intrinsic effect of PAX5 R38H mutant in B-cell development, we performed in vitro, and in vivo functional assays combined with a gene expression analysis, based on a retroviral complementation approach. Our results indicated that PAX5 R38H mutant acts as a strong hypomorphic variant that fails to drive B-cell differentiation and does not exert a dominant-negative effect on wild-type PAX5. Syngeneic transplantation of PAX5 R38H-expressing cells demonstrated maintenance of engraftment capacity and led to development of BCP-ALL phenotype in mice. Our transcriptomic analysis of these PAX5 R38H-expressing cells showed that PAX5 R38H drastically alters the pattern of expression of PAX5 target genes but also revealed a distinct molecular signature specific to PAX5 R38H. Together with previous unrelated family study, our observations allow to establish the recurrence of the germline PAX5 R38H mutation associated with BCP-ALL. Our data also highlight the importance of transcriptional dysregulation in leukemogenesis of familial BCP-ALL, particularly of genes involved in B-cell differentiation