Inhibition des jonctions gap dans l'hématopoïèse leucémique

Inhibition of Gap junctions in leukemic niche

• Auteur / Autrice : Farah Kouzi
• Direction : Olivier Hérault, Haidar Akl
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 20/12/2018
• Etablissement(s) : Tours en cotutelle avec Université Libanaise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Groupe Innovation et Ciblage Cellulaire (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Caroline Le Bousse-Kerdiles
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Kazem Zibara
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Mesnil, Marwan El-Sabban

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimiothérapie

Connexines

Jonctions communicantes

Résistance aux médicaments

Cellules stromales mésenchymateuses

Leucémie aigüe myéloïde

Mots clés libres

Leucémie aiguë myéloïde

Niche leucémique

Chimiorésistance

Jonction gap

Carbenoxolone

Cx25

Acute myeloid Leukemia

Leukemic niche

Chemoresistance

Gap junction

Carbenoxolone

Cx25

Résumé

Le microenvironnement de niche joue un rôle crucial dans la progression de la leucémie myéloïde aiguë (LAM). Ce microenvironnement spécial régule la progression des cellules leucémiques en favorisant leurs quiescence et chimiorésistance. Les cellules mésenchymateuses du stroma (CSM) de la niche supportent les cellules leucémiques en les protégeant de l'apoptose induite par la chimiothérapie, associée à une rechute de LAM après une chimiothérapie induite. Les communications intercellulaires directes entre les blastes leucémiques et les CSM impliquent des jonctions gap, formées de différentes connexines (Cx). Leurs perturbations pourraient favoriser la leucémogenèse en perturbant l'homéostasie de la niche hématopoïétique. Dans notre travail, nous avions deux objectifs: étudier le blocage général des jonctions gap par la carbenoxolone (CBX) et l’inhibition spécifique ciblée des Cx et leurs effets sur la chimiorésistance des explosions. Pour la première partie, nous avons utilisé l'inhibiteur général pharmacologique CBX. Nos résultats montrent que CBX réduit la prolifération et la viabilité des cellules LAM de manière dépendante du temps et de la dose sans affecter la viabilité des cellules CD34+ normales. En plus, CBX a un effet synergétique avec AraC utilisé en chimiothérapie et a réduit les capacités métaboliques des cellules leucémiques. En co-culture, le co-traitement des cellules leucémiques avec CBX et AraC a inversé l'effet protecteur du contact avec le stroma. Combiné à la chimiothérapie, le CBX pourrait être utile pour réduire les effets délétères de la niche leucémique en ciblant les jonctions gap. Pour la seconde partie, nous avons d’abord caractérisé l’expression de la famille Cx dans 23 lignées de cellules humaines AML et 40 échantillons de blastes primaires. En outre, nous sommes les premiers à établir un profil d'expression complet de la Cx dans les CSM leucémiques par rapport aux échantillons normaux. Nos data ont montré une signature spécifique de trois Cx (Cx25, Cx31.9 et Cx59) dans des cellules leucémiques indépendante de leur profil cytogénétique. En plus, Cx25 était 25 fois surexprimé dans les CSM leucémiques par rapport aux CSM normales. Ces données suggèrent la formation des jonctions gap homotypiques impliquant Cx25 dans la niche leucémique. Nos travaux ont mis en évidence le rôle important de l'inhibition de la Cx dans la progression de la LAM et dans la chimiorésistance, qui peuvent être exploités pour la mise au point de thérapies anti-leucémiques originales.

The niche microenvironment plays a crucial role in regulating acute myeloid leukemia (AML) progression by favoring blast quiescence and chemoresistance. Mesenchymal stroma cells (MSCs) within the niche have pro-survival effects on leukemia cells by protecting them from chemotherapy-induced apoptosis which is associated with AML relapse after initial well-conducted chemotherapy. Direct intercellular communications between leukemic blasts and MSCs involve gap junctions, formed by different connexins (Cxs). Disturbing this interaction could promote leukemogenesis by disrupting homeostasis of hematopoietic niches. In this work we had two objectives: to study the general blocking of gap junctions by carbenoxolone (CBX), and to investigate the targeted specific inhibition of Cxs and their effects on blast chemoresistance. For the first part, we used a pharmacological general inhibitor CBX. Our data showed that CBX reduced AML cell growth and viability in a time and dose-dependent manner without affecting normal CD34+ cell viability. Also, CBX showed a synergistic effect with aracytine (AraC), a drug used in chemotherapy, and reduced the metabolic capacities of AML cells. In coculture, co-treatment of leukemic cells with CBX and AraC disrupted the protective effect stroma, thus increasing leukemic cell chemosensitivity. Combined to chemotherapy, CBX could be of interest to reduce the deleterious effects of leukemic niche by targeting gap junctions. For the second part, we first characterized the expression of Cx family in 23 AML human cell lines and 40 primary blast samples. Also, we are the first to build a full Cx expression profile in leukemic MSCs compared to normal samples. Our data showed a specific signature of three Cxs (Cx25, Cx31.9 and Cx59) in leukemic cells regardless of their cytogenetic profiles. Cx25 was 25 fold overexpressed in leukemic MSCs compared to the normal MSCs. These data suggest the formation of homotypic gap junctions involving Cx25 in the leukemic niche. Taken together, our work highlighted the important role of Cx inhibition in AML progression and chemoresistance, which can be exploited for the development of original anti-leukemia therapies.