Rôle des protéines de choc thermique dans les néoplasies myéloprolifératives : implication de HSP27 dans la myélofibrose

Role of heat shock protein in myeloproliferative neoplasms : involvement of HSP27 in myelofibrosis

• Auteur / Autrice : Margaux Sevin
• Direction : François Girodon, Aurélie de Thonel d'Orgeix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 19/12/2017
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Lipides, Nutrition, Cancer (LNC) (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Noël Bastie
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Girodon, Aurélie de Thonel d'Orgeix, Eric Solary, Pascal Mossuz, Isabelle Plo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Myélofibrose primitive

Protéines du choc thermique HSP27

Mots clés libres

Myélofibrose

Protéines de choc thermique

HSP27

Thérapie

Myelofibrosis

Heat shock protein

HSP27

Therapy

Résumé

La myélofibrose (MF) est la plus agressive des néoplasies myéloprolifératives (NMP). Elle porte à elle seule le plus mauvais pronostic pour les patients puisqu’elle s’accompagne d’une fibrose de la moelle osseuse évoluant vers une insuffisance médullaire. Les inhibiteurs de la kinase JAK2 ont apporté de nouveaux espoirs pour le traitement des NPM mais leurs effets ont été essentiellement bénéfiques sur les symptômes et non sur la fibrose elle-même ni sur le cours de la maladie. Plus récemment, la protéine de choc thermique 90 (HSP90) - connue pour stabiliser JAK2 - est apparue comme une cible thérapeutique prometteuse pour les NMP. Cependant, les inhibiteurs de la HSP90 ont montré une toxicité importante accompagnée d’une expression compensatoire des HSPs inductibles (i.e HSP70, HSP27), connues pour favoriser l’émergence de phénomène de résistance. Par ailleurs, des études ont montré que HSP27 était fortement exprimée chez les patients présentant une fibrose pulmonaire idiopathique ou rénale montrant l’importance de HSP27 dans les processus fibrotiques. Sur la base de l’ensemble de ces données, nous avons évalué d’une part l'efficacité chez l’animal d'un oligonucléotide inhibiteur spécifique de HSP27 appelé OGX-427 (en essai clinique dans plusieurs cancers). D’autre part, nous avons déterminé le niveau d’expression intra- et extracellulaire de HSP27 chez des patients atteints de MF. L'effet de l'OGX-427 a été évalué dans deux modèles murins de myélofibrose, laquelle est induite soit par la sécrétion excessive de thrombopoïétine (TPOhigh) soit par la mutation JAKV617F. Nous avons mis en évidence dans les souris traitées par l’OGX-427, une réduction de la taille de la rate, de la prolifération mégacaryocytaire et de l’hématopoïèse extramédullaire par rapport aux souris contrôles, révélant ainsi un effet bénéfique de l’inhibition de HSP27 sur la progression de la maladie. De toutes récentes observations complémentaires à ce travail ont également montré une diminution de la fibrose réticulinique dans la moelle osseuse de souris JAKV617F. Au niveau moléculaire, nous démontrons que l'effet prolifératif induit par la voie de signalisation exacerbée - JAK2/STAT5 - est régulé par HSP27 via des interactions directes. Pour finir, nous avons détecté une augmentation de l'expression de HSP27 aussi bien dans les progéniteurs circulants CD34+ que dans le sérum des patients atteints de NMP avec MF. Ce travail révèle pour la première fois le rôle intra et extracellulaire de HSP27 dans la physiopathologie de la MF et le bénéfice thérapeutique potentiel de l’utilisation des inhibiteurs de HSP27 dans cette maladie.

Myelofibrosis (MF) is the most aggressive myeloproliferative neoplasms (MPN) with the highest degree of morbidity and mortality, including progressive bone marrow fibrosis resulting into bone marrow failure. JAK2 kinase inhibitors have been successfully used for a few years in MPN and more particularly for MF treatment. Nevertheless, their beneficial effects are mainly restricted on symptoms and not on the course of the disease. Recently, heat shock protein 90 (HSP90) - known to stabilize JAK2 - has been reported as a promising therapeutic target in MPN. However HSP90 inhibitors show toxicity and induce the expression of stress-inducible proteins such as HSP70 and, most likely HSP27 as previously shown in other cancers. In addition, we and others have shown that HSP27, was strongly expressed in patients with idiopathic pulmonary or kidney tubulointerstitial fibrosis, underlying a relevant role of HSP27 in fibrotic processes. Taking into account both the beneficial effects of HSP inhibitors in leukemia and in MPN, and the possible implication of HSP27 in fibrosis, we have evaluated here the status of HSP27 in MF patient’s samples and assess the effectiveness of an HSP27 oligonucleotide inhibitor called OGX-427 in murine models. We report here the effect of OGX-427 in two murine models of thrombopoietin- and JAKV617F-induced myelofibrosis. OGX-427 limited the progression of the disease associated with a reduction of spleen weight and of megakaryocytic expansion. And more recently, our additional results show a decrease of reticulin fibrosis in JAK2V617F’s bone marrow. We show that HSP27 regulates JAK2/STAT5 proliferative effect through direct interactions, and we report an increase expression of HSP27 both in CD34+ circulating progenitors and in the serum of patients with NMP with fibrosis. Taking altogether, this work supports that extra and intracellular HSP27 plays a key role of in the pathophysiology in MF and highlight the potential therapeutic benefit of HSP27 inhibitors in this disorder.