Analyse intégrée génétique et épigénétique des lymphoproliférations malignes liées au virus HTLV-1 : de la biologie à la clinique

par Ambroise Marçais

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

Sous la direction de Olivier Hermine et de Claudine Pique.

Soutenue le 05-07-2017

à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Cancérologie, Biologie, Médecine, Santé (Villejuif, Val-de-Marne) , en partenariat avec Institut Imagine. Hôpital Necker (Paris) (laboratoire) , Université Paris-Sud (établissement opérateur d'inscription) et de Institut Cochin (Paris) (laboratoire) .


  • Résumé

    Les leucémies/lymphomes à cellules T de l’adulte (Adult T-cell leukemia/Lymphoma, ATL) sont des hémopathies lymphoïdes T CD4+ malignes matures rares, induite par le rétrovirus HTLV-1 (Human T lymphotropic virus type 1). Nous avons étudié différents aspects moléculaires de la lymphomagenèse HTLV-1 induite sur une série rétrospective de patients pris en charge pour un ATL.Nous avons dans un premier temps étudié la marque épigénétique hydroxymethylation (5hmc) de l’ADN, ainsi que les enzymes la régulant sur des cellules primaires d’ATL. Nous avons observé une diminution du taux de 5hmc dans les formes agressives comparativement aux formes indolentes qui corrélait avec une diminution de l’expression de la dioxygénase TET2 et avec la survie des malades. Nous avons également mis en évidence la présence de mutations somatiques du gène TET2 chez moins de 10% des patients et identifié un polymorphisme surreprésenté dans le locus de TET2 chez les patients atteints ATL comparé à des patients chroniquement infectés sains ethniquement appariés.Dans un deuxième temps, nous avons exploité une technique de PCR « ligation médiée » suivie d’un séquençage à haut débit afin d’étudier l’architecture de l’intégration virale comme outil de maladie résiduelle. Nous avons retrouvé une meilleure sensibilité de cette technique pour définir la réponse au traitement par rapport aux critères de réponse actuels ouvrant la voie de son utilisation pour le suivi des patients.Enfin, nous avons étudié le paysage des altérations génomiques sur une cohorte de 60 patients par une approche globale. Nous avons observé des mutations sur 3 voies principales : TCR/NF-KB, trafic cellulaire T et échappement au système immunitaire corroborant les résultats d’une récente étude sur une population de patients japonais. L’analyse par RNAseq a révélé la perturbation systématique de l’expression génique cellulaire induite par l’intégration virale soit par le biais d’un transcrit chimérique partant du LTR 3’ viral soit par un arrêt de la transcription d’un gène cellulaireLe suivi de patients progressant d’une forme indolente à une forme agressive a révélé l’acquisition de mutations activatrices principalement sur la voie de signalisation TCR/NF-KB. Le suivi de patients ayant rechuté après une période de rémission a également révélé l’acquisition de nouvelles mutations.Ces résultats soulignent la spécificité de la lymphomagenèse HTLV-1, qui procède d’une part d’évènements secondaires à l’intégration virale au sein du génome cellulaire, induisant la perturbation de l’expression de gènes cellulaires (premier évènement oncogénique) et d’autre part à l’accumulation d’altérations génomiques secondaires, communs aux autres hémopathies lymphoïdes T et B matures, responsables de la transformation.

  • Titre traduit

    Integrated Genetic and Epigenetic Analysis of Adult T-Cell Leukemia/Lymphoma : From Biology to Clinic


  • Résumé

    Adult T cell leukemia/lymphoma (ATL) is a rare and mature T cell malignancy induced by the retrovirus HTLV-1 (Human T-lymphotropic virus type 1) which bears a dismal prognosis. We have studied several molecular aspects of HTLV-1 induced lymphomagenesis on a retrospective cohort of ATL patients.First, we analyzed the global level of the DNA epigenetic mark hydroxymethylation (5hmc) as well as of enzymes implicated in its regulation in primary ATL cells. We observed a reduction of the 5hmc level in aggressive ATL compared to indolent forms with a positive correlation between the reduction of the 5hmc level, the decrease of the TET2 dioxygenase transcript and the patient overall survival. We found that somatic mutations in TET2 were present with a frequency of less than 10% but identified a SNP in TET2 locus whose frequency in ATL patients was higher compared to that of an ethnically matched control population.In a second part, we took advantage of a new technique of ligated mediated PCR followed with high throughput sequencing to analyze the viral integration architecture as a means of minimal residual disease detection. We demonstrate that this technique allows a better definition of the treatment response compared to actual consensus response criteria.Finally, we performed an integrated genomic analysis of a retrospective cohort of 60 ATL patients. We identified alterations targeting the TCR/NFKB signaling pathway, T cell trafficking and immune escape mechanisms, consistent with previous findings described in a Japanese ATL cohort. RNAseq analysis revealed the systematic perturbation of host gene expression secondary to viral integration and proceeding via the viral antisense leading to the production of a virus-host chimeric transcript production or the direct transcription termination of a host gene. Analysis of matched sequential samples of patients progressing from an indolent to an aggressive form revealed in most of the cases the acquisition of mutations affecting the TCR/NF-KB pathway. Analysis of sequential samples from patients who relapsed after a remission period also showed the acquisition of additional genetic alterations.These results underscore the specific nature of HTLV-1 induced lymphomagenesis, which proceeds on the one hand through mechanisms induced by the viral integration in the host genome, and consequent host-gene expression perturbation (viral first oncogenic hit) and on the other hand through secondary oncogenic mutations in various pathways, common to other mature B and T cell lymphoid malignancies.


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