Analyse des altérations oncogéniques associées aux lymphomes NK/T de type nasal

by Yen-Lin Huang

Doctoral thesis in Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Under the supervision of Philippe Gaulard.

defended on 16-12-2009

in Paris Est , under the authority of SVS - Sciences de la Vie et de la Santé , in a partnership with UMR955 (équipe de recherche) .

  • Alternative Title

    Analysis of oncogenic alterations associated with extranodal NK/T-cell lymphomas of nasal type


  • Abstract

    In Western countries, mature natural killer (NK)- and T-cell lymphomas account for 15% to 20% of aggressive lymphomas and around 10 % of all non-Hodgkin lymphomas. This number is higher in Asia, with 25% in Japan and 39% in Taiwan. Among those T- and NK-cell lymphomas with primary extranodal presentation, extranodal NK/T-cell lymphoma of nasal type (nasal NKTCL) is one of the most common entities in Asian, Central and South American populations. It classically arises in the nasal region showing a predilection for young adults with male predominance. This tumor morphologically exhibits an angiocentric and angio destructive growth pattern, admixed with polymorphous non-neoplastic infiltrates. Most tumor cells have a cytoplasmic CD3+, CD5-, CD56+, CD4-/CD8- phenotype with expression of cytotoxic granule-associated proteins and without rearrangement of T-cell receptors genes. Killer immunoglobulin-like receptors have been reproted to be expressed in a subset of this lymphoma and its expression might be associated with prognosis. Epstein-Barr virus is present in virtually all neoplastic cells in its clonal episomal form with type II latency program, implying a role in oncogenesis. Although the results were variable between different studies, methylations of TP73 (p73) and CDKN2A (p16) and mutations of FAS and TP53 (p53) were frequently found in nasal NKTCL. Genomic alterations have also been reported in nasal NKTCL with frequent deletion in chromosome 6q. A very recent study also identified both methylations and mutations of three putative tumor suppressor genes PRDM, ATG5, and AIM1 mapping to del6q21 in nasal NKTCL cell times. We performed integrative gene expression profiling and array-based comparative genomic hybridization analyses of nasal NKTCL tumors as well as tumour-derived cell lines, compared to that of normal NK cells and peripheral T-cell lymphomas, not otherwise specified (PTCL, NOS). We identified the distinctive molecular signature of nasal NKTCL with high transcript levels for NK-cell markers ans cytotoxic molecules, especially granzyme H in nasal NKTCL compared to PTCL, NOS. By immunohistochemistry, we validated expression of grnzyme H which appears a novel sensitive biomarker of nasal NKTCL. Compared to normal NK cells, nasal NKTCL tumors were closer to activated than resting cells and overexpressed several genes related to vascular biology, EBV-induced genes and PDGFRA. Notably, we confirmed the expression of PDGFRa and its phosphorylated form at the protein level, and in vitro the MEC04, nasal NKTCL-cell line, was sensitive to imatinib mesylate. Deregulation of the AKT, JAK-STAT and NF-kB pathways suggested by bioinformatical analysis, was corroborated by nuclear expression of phosphorylated AKT, STAT3 and RelA in nasal NKTCL, and several deregulated genes in these pathways mapped to regions of recurrent copy number aberrations (AKT3 (1q44), IL6R (1q21.3), CCL2 (17q12), TNFRSF21 (6p12.3)). In addition to constitutive activation of STAT3 as confirmed by the demonstration of phosphorylated STAT3 in the nuclei of neoplastic nasal NKTCL cells, growth inhibition and cell death of nasal NKTCL cells induced by STAT3 inhibition implied the role of STAT3 in the nasal NK/T-cell lymphomagenesis. Integrative analysis and qRT-PCR analysis also evidenced deregulation of another tumor suppressor HACE1 in the frequently deleed 6q21 region. Although the exact mechanism of activation of several pathways as well as that of HACE1 deregulation remains to be determined, our studies highlight emerging oncogenic pathways in nasal NKTCL and identify novel diagnostic and therapeutic targets. The ongoing investigation of microRNA expression profiling might shed light in a better understanding of the pathogenesis of nasal NKTCL and especially of the activation of oncogenic pathways. Connectivity map analysis may also help to depict other targeted therapies useful to improve the prognosis of this agressive lymphoma


  • Abstract

    Dans les pays occidentaux, les lymphomes T périphériques et NK représentent environ 10% des lymphomes non-Hodgkiniens. Le lymphome NK/T de type nasal est l'une des entités de présentation extra-ganglionnaire les plus fréquentes, en Asie, et en Amérique Centrale et du Sud. Il survient classiquement dans la sphère nasopharyngée avec une prédilection pour les adultes jeunes. Morphologiquement, la tumeur est souvent angiocentrique avec une invasion de la paroi des vaisseaux par les cellules tumorales d'aspect variable. Ces lymphomes ont le plus souvent une origine NK avec un phénotype CD3+ (cytoplasmique), CD5-, CD56+, CD4-/CD8-, expression des molécules cytotoxiques et absence de réarrangement des gènes des récepteurs T. Le virus d'Epstein-Barr est présent dans la quasi-totalité des cellules tumorales dans sa forme clonage épisomale, avec une latence de type II, suggérant son rôle dans l'oncogenèse. A côté des mutations fréquentes des gènes FAS et TP53 (p53) et des méthylations de TP73 et CDKN2A (p16), des délétions du bras long du chromosome 6q sont fréquemment observées. Très récemment, des méthylations et des mutations des gènes suppresseurs de tumeur PRDM1, ATG5, et AIM1 localisés en 6q21 ont été retrouvées dans les lignées de lymphome NK/T de type nasal. Nous avons réalisé une analyse combinée du profil d'expression génique et du profil génomique par hybridation comparative sur puces, d'échantillons tumoraux de lymphome NK/T de type nasal (n=9) et de lignées, comparés à celle de lymphocytes NK normaux et de lymphomes T périphériques, sans autre spécificité (PTCL, NOS). Nous avons identifié la signature moléculaire particulière du lymphome NK/T de type nasal caractérisée par un haut niveau des trascrits de marqueurs de cellules NK et de molécules cytotoxiques, notamment de granzyme H dans les lymphomes NK/T de type nasal comparé aux PTCL, NOS. Par immunohistochimie, nous avons validé l'expression "spécifique" de granzyme H par les cellules tumorales du lymphome NK/T de type nasal, qui pourrait constituer un nouveau marqueur de ces lymphomes. Comparé aux cellules NK normales, le lymphome NK/T de type nasal a une signature plus proche des cellules NK activées que des NK au repos et sur-expriment des gènes associés à la biologie vasculaire, des gènes induits par l'EBV, et PDGFRA. Nous avons confirmé l'expression protéique de PDGFRAa et de sa forme phosphorylée, et montré in vitro la sensibilité de la lignée tumorale MEC04 à l'imatinib mesytale. La dérégulation des voies de signalisation AKT, JAK-STAT et NF-kB, suggérée par les analyses bioinformatiques, a été corroborée par la mise en évidence d'une expression nucléaire des formes phosphorylées d'AKT, de STAT3 et de RelA dans les lymphomes NK/T de type nasal. De plus, plusieurs gènes dérégulés dans ces voies moléculaires sont localisés dans des régions altérées de manière récurrente par des gains ou des pertes (AKT3 (1q44), IL6R (1q21.3), CCL2 (17q12), TNFRSF21 (6p12.3)). En plus de l'activation constitutive de STAT3 confirmée par l'expression nucléaire de phospho-STAT3, l'inhibition de croissance et l'augmentation de la mort cellulaire des cellules de la lignée MEC04 résultant de l'inhibition de STAT3 conforte le rôle de STAT3 dan la lymphomagenèse du lymphome NK/T nasal. L'analyse intégrée a également mis en évidence la dérégulation du gène suppresseur de tumeur HACE1 en 6q21, confirmée par RT-PCR quantitative. Bien que les mécanismes exacts conduisant à l'activation de plusieurs voies moléculaires, de même qu'à la dérégultaion de HACE1 ne soient pas déterminés, nos résultats identifient plusieurs voies oncogéniques impliquées dans le lymphome NK/T de type nasal ainsi que de nouveaux biomarqueurs diagnostiques - comme granzyme H - et des cicles thérapeutiques d'intérêt. L'étude en cours du profil d'expression des microARNs pourrait apporter un éclairage sur les mécanismes impliqués dans certaines voies identifiées

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