Rôle des complexes transcriptionnels ETO2 dans les leucémies aiguës érythroïdes humaines

Role of ETO2 transcriptional complexes in acute erythroid leukemia

• Auteur / Autrice : Alexandre Fagnan
• Direction : Thomas Mercher
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie. Oncogenèse
• Date : Soutenance le 16/12/2020
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Hématologie, oncogenèse et biothérapies (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cancer, Hétérogénéité, Instabilité et Plasticité
• Jury : Président / Présidente : Olivier Kosmider
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Mercher, Olivier Kosmider, Estelle Duprez, Catherine Porcher, Alexandre Puissant, Loïc Garçon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Estelle Duprez, Catherine Porcher

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transduction du signal

CRISPR (génétique)

Hématopoïèse

Facteurs de transcription

Leucémie aigüe

Mots clés libres

Modèle murin

Murine model

Résumé

Les leucémies aiguës érythroïdes (LAM-M6) représentent un sous-groupe agressif des leucémies aiguës myéloïdes (LAM), affectant la lignée myéloïde et érythroïde. L’objectif de ce travail était de caractériser le profil génétique et transcriptionnel des LAM-M6. Les analyses de séquençage de patients atteints de LAM-M6 m’ont permis d’identifier des altérations génétiques et transcriptionnelles récurrentes. Parmi celles-ci, j’ai identifié des altérations de facteurs impliqués dans l’activité des complexes GATA1 (incluant des surexpressions de SKI, ERG, SPI1 et ETO2) dans plus de 25% des patients. La modélisation de ces altérations en modèle murin m’a permis de démontrer le potentiel oncogénique de ces facteurs, permettant le développement de leucémies myéloïdes et/ou érythroïdes en fonction du progéniteur ciblé. ETO2 est un membre de la famille ETO, fréquemment mutée dans les LAM. La seconde partie de ce travail de thèse était la caractérisation du rôle d’ETO2 dans les LAM-M6. Pour cela, j’ai d’une part montré qu’ETO2 est un facteur essentiel au maintien et à la survie des LAM-M6 humaines. Dans un second temps, j’ai identifié les sites de fixation à la chromatine ainsi que les gènes cibles directs d’ETO2 dans des modèles de xénogreffes dérivés de patients LAM-M6 et de lignées cellulaires inactivées pour ETO2 en utilisant le système CRSPR/Cas9. Ensemble, ces analyses m’ont permis de montrer qu’ETO2 régule un programme oncogénique dont certains membres peuvent être ciblés pharmacologiquement. Ces travaux apportent de nouvelles bases moléculaires concernant le développement des LAM- M6 humaines mais également de nouvelles perspectives de traitement.

Acute erythroid leukemia (AEL) represent an aggressive subgroup of acute myeloid leukemia (AML), affecting both myeloid and erythroid lineages. The aim of this work was to characterize the genetic and transcriptomic profile of AEL. Sequencing analyses of AEL patient samples allowed me to identify recurrent genetic and transcriptomic alterations. Among them, I identified alterations of GATA1-associated factors (including SKI, ERG, SPI1 and ETO2) in more than 25% of cases. Modeling these alterations in mice allowing me to demonstrate the oncogenic capacity of these factors resulting in erythroid/myeloid leukemia development in vivo, depending of the targeted progenitor. ETO2 is a member of the ETO family, frequently identified mutated in AML and AEL. The second part of this work was to characterize the role of ETO2 in human AEL. To this aim, I firstly demonstrated that ETO2 is an essential factor driving AEL cell survival. Then, I identified the ETO2 genome-wide chromatin binding as well as direct target genes using patient-derived xenograft models and AEL cell lines genetically inactivated for ETO2 using CRISPR/Cas9 system. Together, these analyses showed that ETO2 controls an oncogenic program including factors that could be pharmacologically targeted. Overall, this work brings new molecular bases of human AEL development as well as new insights into the therapeutic treatment of this leukemia.