Rôle des modulateurs épigénétiques dans la physiopathologie des lymphomes B diffus à grandes cellules

par Vanessa Szablewski

Thèse de doctorat en Biologie Santé

Sous la direction de Valérie Martineau-Costes.

Soutenue le 29-11-2019

à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé , en partenariat avec Pathogenèse et contrôle des infections chroniques (Montpellier) (laboratoire) .

Le président du jury était Luc Xerri.

Le jury était composé de Valérie Martineau-Costes, Camille Laurent, Jérôme Moreaux.

Les rapporteurs étaient Luc Xerri, Camille Laurent.


  • Résumé

    Les lymphomes B diffus à grandes cellules (DLBCL) sont le type le plus fréquent de lymphome et montrent une hétérogénéité clinique et biologique. L’index pronostique international (IPI) reste le meilleur outil permettant de stratifier les patients en groupes pronostiques mais n’est pas le reflet de leur hétérogénéité biologique. Les travaux de recherches se sont concentrés sur l’identification de nouveaux marqueurs pronostiques afin de stratifier les patients de manière optimale et de développer de nouvelles thérapeutiques améliorant la survie. Les altérations épigénétiques sont impliquées dans les lymphomes. Ces altérations sont réversibles et des drogues les ciblant existent. Dans le but d’identifier de nouveaux marqueurs pronostiques pertinents permettant de stratifier les patients avec un DLBCL nous avons étudié les données d’expression génique de 130 régulateurs épigénétiques dans 2 cohortes de patients avec un DLBCL au diagnostic (respectivement 233 et 181 cas). La fonction Maxstat R et la procédure de correction statistique Benjami-Hochberg nous ont permis de sélectionner 10 gènes avec un impact pronostique significatif sur la survie globale (OS) : BRD1, CARM1, BRPF3, CDYL, DNMT3A, DOT1L, HDAC2, PRMT5, SETD8 and SP140. Trois gènes conservaient une valeur pronostique indépendante en analyses multivariées : DNMT3A, DOT1L, SETD8. Ces 3 gènes nous ont permis de construire un score pronostique EpiScore basé sur leur niveau d’expression dans la cohorte principale de 233 DLBCL. L’EpiScore permettait de stratifier les patients en 3 groupes d’OS significativement différente : groupe 1 (faible risque, faible expression des 3 gènes), groupe 2 (risque intermédiaire, forte expression d’1 des 3 gènes), groupe 3 (haut risque, forte expression d’au moins 2 des 3 gènes). La valeur pronostique de l’EpiScore a ensuite été validée dans 2 autres cohortes de DLBCL (181 et 69 patients). L’EpiScore conservait sa valeur pronostique indépendante en terme d’OS comparativement aux autres facteurs pronostiques : IPI, sous groupe moléculaire GC versus ABC, gene expression-based risk score (GERS) et le DNA repair score. L’étude des profils d’expression génique a partir d’’ARN n’est pas une technique facilement applicable en routine diagnostique. Nous avons donc évalué les patterns d’expression protéique des 10 gènes initiaux par immunohistochimie sur coupes de paraffine de tumeur de 65 patients avec un DLBCL au diagnostic. Nos résultats montraient que ces modulateurs épigénétiques étaient surexprimés dans les DLBCL comparativement au tissu lymphoïde normal. La surexpression protéique de CARM1 et de DNMT3A était en outre associée une survie sans événement significativement réduite. Nous avons donc établi un nouveau score l’Epi-Immunoscore (Epi-IS) basé sur le niveau d’expression de ces 2 protéines en immunohistochimie. Nous avons montré la valeur prédictive sur l’OS de l’Epi-IS qui permettait de diviser les patients en 2 groupes (faible et haut risque). Finalement en appliquant des analyses en GSEA (gene set enrichment analysis) nous avons observé que les patients EpiScore haut risque avait une signature enrichie en gènes de la voie HDAC et que les échantillons de DLBCL montrant une surexpression de DNMT3A avait des signatures enrichis en gènes des voies HDAC class II, NOTCH et multiple drug resistance. Nous avons donc comparé la réponse aux inhibiteurs des HDAC (HDACi) des lignées cellulaires de DLBCL EpiScore fort versus faible. Les lignées de DLBCL EpiScore fort étaient significativement plus sensibles aux HDCAi que celles EpiScore faible. Nous avons conclu que l’EpiScore et l’Epi-IS, facilement applicable en routine diagnostique sur coupes de paraffine, permettaient d’identifier les patients avec un DLBCL à haut risque. Nous avons également identifié des cibles thérapeutiques pertinentes et un certains de nombres de drogues potentiellement efficaces. Toutes ces données pourraient orienter de futurs essais pré-cliniques dans les DLBCL.

  • Titre traduit

    Role of epigenetic modifiers in diffuse large B cell lymphoma pathophysiology


  • Résumé

    Diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) is the most common form of lymphoma type. DLBCL shows considerable clinical and biological heterogeneity. The international prognostic index (IPI) remains the most used tool to stratify patients in different risk groups but does not reflect DLBCL biological heterogeneity. Therefore, much research is currently focused on the identification of new prognostic markers for more specific patients’ risk stratification and on the development of therapeutic approaches to improve outcome. Epigenetic alterations are involved in lymphoma. Interestingly, epigenetic alterations are reversible and drugs to target some of them have been developed. With the aim to identify new and relevant prognostic factors that allow the stratification of patients with DLBCL we investigated the gene expression profile of 130 epigenetics regulators in two independent cohorts of patients with newly-diagnosed DLBCL homogeneously treated (respectively 233 and 181 cases). Using the Maxstat R function and Benjami-Hochberg multiple testing correction we found that 10 probe sets had a prognostic value for overall survival (OS) including: BRD1, CARM1, BRPF3, CDYL, DNMT3A, DOT1L, HDAC2, PRMT5, SETD8 and SP140. Using multivariate Cox analysis we found that 3 of these genes remained independent prognostic factors: DNMT3A, DOT1L and SETD8. We used these 3 genes to develop a risk score (EpiScore) based on their expression level in the cohort of 233 DLBCL. EpiScore allowed splitting the patients in 3 groups with significant different OS values: group 1 (low risk, low DNMT3A, DOT1L and SETD8 expression), group 2 (intermediate risk, high expression of one of the three genes) and group 3 (high risk, high expression of two or all three genes). EpiScore prognostic value was validated in two other independent cohorts of patients with DLBCL (181 and 69 patients respectively) We then showed that EpiScore was an independent predictor of survival when compared with previously described prognostic factors, such as the IPI, germinal center B cell and activated B cell molecular subgroups, gene expression-based risk score (GERS) and DNA repair score. As gene expression profiling (GEP) is not a technical approach widely performed in routine practise for all DLBCL newly diagnosed we analysed the pattern of expression of the ten epigenetic genes by immunohistochemistry on formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tissue sections in a cohort of 65 patients with de novo previously untreated DLBCL. Our results indicate that these epigenetic related proteins are commonly overexpressed in DLBCL compared to reactive lymphoid tissues and may be important for DLBCL pathogenesis. We showed that overexpression of CARM1 and DNMT3A was significantly associated with reduced event free survival. We then designed a new risk score Epi-ImmunoScore (Epi-IS) based on the expression level of CARM1 and DNMT3A by immunohistochemistry. Epi-IS was predictive of OS in DLBCL and allowed splitting patients in two groups (high and low risk). Finally, using gene set enrichment analysis (GSEA) an HDAC gene signature was significantly enriched in the DLBCL samples included in the EpiScore high-risk group and that a significant enrichment of genes encoding for HDAC class II, multiple drug resistance and NOTCH pathways in DLBCL samples with DNMT3A overexpression. According to these data, we compared the response to HDAC inhibitor (SAHA) in DLBCL cell lines with high EpiScore versus low EpiScore and showed that DLBCL cell lines with high EpiScore were significantly more sensitive to SAHA than those low EpiScore. We concluded that EpiScore and Epi-IS, easily evaluated in the routine practice on FFPE tissue sections identified high-risk patients with DLBC. We have also recognized relevant therapeutic targets and identified a number of candidate drugs with potential therapeutic efficiency in DLBCL patients. All these findings may orient future preclinical intervention strategies in DLBCL.


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