Telomere Dysfunction And Chromosomal Instability In Hodgkin Lymphoma

par Corina Cuceu

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Radhia M'Kacher et de Laure Sabatier.

Le président du jury était Annelise Bennaceur-Griscelli.

Le jury était composé de Radhia M'Kacher, Laure Sabatier, Annelise Bennaceur-Griscelli, Sylvie Rogez, Patrice Carde, Pierre Busson.

Les rapporteurs étaient Sylvie Rogez, Patrice Carde.

  • Titre traduit

    Dysfonctionnement des télomères et l'instabilité chromosomique dans le lymphome de Hodgkin


  • Résumé

    Le lymphome de Hodgkin est caractérisé, d’un point de vue histologique, par la présence de rares cellules tumorales nommées cellules de Reed et Sternberg, au sein d’un infiltrat cellulaire polymorphe, inflammatoire et réactionnel. Cette dernière résulte de la transformation tumorale de cellules lymphocytaires B qui acquièrent des propriétés d’échappement au système immun, de prolifération, de résistance à l’apoptose et une instabilité chromosomique. Néanmoins, la rareté des cellules tumorales, impliquant des problèmes techniques mais aussi de caractérisation des évènements primaires dans l’initiation de cette instabilité chromosomique, a été bien débattue dans la littérature. Mais les mécanismes impliqués dans l’instabilité chromosomique dans le lymphome de Hodgkin demeurent obscurs.La première partie de cette thèse a été consacrée à l’étude des mécanismes impliqués dans l’instabilité génomique du lymphome de Hodgkin via l’instabilité des microsatellites et l’instabilité chromosomique en utilisant 7 lignées de lymphome de Hodgkin. Nous avons montré pour la première fois l’implication des microsatellites dans l’instabilité génomique des lymphomes de Hodgkin (MSI-H (microsatellite instability-high) dans 3/7 lignées). De plus, nous avons montré que deux mécanismes favorisent l’émergence d’une instabilité chromosomique : le premier implique une instabilité télomérique qui est présente essentiellement dans les petites cellules tumorales induisant la formation des chromosomes dicentriques, des amplifications des gènes (Jak2 comme exemple) et des arrangements chromosomiques complexes. Le deuxième mécanisme est lié essentiellement à un défaut de réparation des cassures double-brin avec l’apparition des chromosomes dicentriques sporadiques et une fréquence importante des micronoyaux avec la formation des ponts anaphasiques.La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à l’étude des mécanismes de maintenance des télomères dans les ganglions tumoraux du lymphome de Hodgkin (50 patients) comme dans les lignées tumorales. Nous avons montré qu’il existe une cohabitation entre les deux mécanismes importants de maintenance des télomères, l’activation de la télomérase d’une part et le mécanisme ALT (alternative lengthening of telomeres) d’autre part. Nous avons identifié la présence de petites cellules dans les ganglions hodgkiniens comme dans les lignées tumorales avec une forte activité de la télomérase par contre la cellule de Reed Sternberg est caractérisée par un profil ALT avec la présence des corps PML et une très faible activité de télomérase. La fréquence des cellules télomérase ou ALT varie d’un ganglion à un autre et d’une lignée à une autre. Un drastique raccourcissement télomérique a été observé dans les cellules exprimant la télomérase. Pour les cellules ALT, une grande hétérogénéité de la taille des télomères ainsi que la présence des chromosomes dicentriques sporadiques ont été détectées. Le suivi des patients à long terme pendant 10 ans, nous a permis d’établir une corrélation entre le profil ALT et la survenue de mortalités et de morbidités. De plus, l’étude de la radiosensibilité des lignées tumorales a montré que les lignées ALT sont plus résistantes que les lignées télomérases.La troisième partie de cette thèse a été consacrée à la validation de ces deux concepts d’instabilité chromosomique via l’instabilité télomérique et à celle des mécanismes de maintenance des télomères, en utilisant un modèle de lymphome de Hodgkin établi dans le laboratoire à partir de la lignée L428.Ces données auront une retombée clinique importante non seulement dans la compréhension et le traitement des lymphomes de Hodgkin mais aussi dans d’autres pathologies malignes.


  • Résumé

    The study of Hodgkin lymphoma (HL), with its unique microenvironment and long clinical outcomes, has provided exceptional insights into several areas of tumour biology. Findings in HL have not only improved our understanding of human carcinogenesis, but have also pioneered its translation into the clinic.Tumoral cells in HL, called Hodgkin and reed Sternberg cells (HRS), are characterized by a highly altered genomic landscape with a wide spectrum of genomic alterations, including somatic mutations, copy number alterations, complex chromosomal rearrangements, and aneuploidy. Moreover, the scarcity of HRS cells and the resulting technical problems of their in situ characterization, the primary cytogenetic events and the clonality of these possible aberrations has been a matter of debate in the past. As a consequence, a few accepted and established HL cell lines are widely used in the majority of research projects conducted worldwide.In this thesis, first we have first investigated the possible mechanisms underlying genomic instability including microsatellite and chromosomal instability in HL cell lines. We provide the first evidence that the genomic instability observed in HL is related to microsatellite instability and chromosomal instability related to two major mechanisms: first, telomere fusion leading to dicentric chromosomes formation and breakage/fusion/bridge (B/F/B) cycles involving the repeated fusion and breakage of chromosomes following the loss of telomeres in small cells associated with the lower expression of TRF2, as well as an elevated copy number of the Jak2 gene and the presence of nucleoplasmic bridges containing telomere and centromere sequences. The second mechanism is related to defective DNA repair via non homologous end-joining (NHEJ) repair with the presence of nucleoplasmic bridges without telomere or centromere sequences, accompanied by the micronucleus without centromere sequences and a higher frequency of sporadic dicentric chromosomes.The second part of this thesis has focused on investigating telomere maintenance mechanisms (TMMs) not only in HL cell lines but also in lymph nodes of HL patients. A telomerase-independent mechanism for TMM in HL has been proposed in the absence of detectable telomerase activity (TA) in some cases. The major finding of this work has been the demonstration of the presence of both telomerase and ALT mechanism in lymph nodes of HL patients as well as in HL cell lines. We have identified a subset of tumors with some small cells expressing telomerase and Reed Sternberg cells containing ALT-associated PML bodies. A significant correlation was observed between telomere length and TMMs. Drastic telomere shortening was observed in cells with telomerase expression and elevated heterogeneity of telomere length was found in ALT profile cells. Interestingly, complex chromosomal rearrangements, included sporadic dicentric formation, were observed in ALT profile cell lines. Interestingly, the relationship between TMMs and all-cause mortality and morbidity during 10 years of follow-up of HL patients using cox proportion hazard models demonstrated a poor clinical outcome for HL patients exhibiting primarily ALT mechanisms. Similarly, higher radiation sensitivity was observed for cell lines with high telomerase activity compared to cell lines with the ALT profile.


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