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Rôle du facteur de transcription ETS1 dans la différenciation des lymphocytes B

par Lydie Gama

Thèse de doctorat en Hématologie (ed 561)

Sous la direction de Jean-christophe Bories.

Thèses en préparation à l'Université Paris Cité , dans le cadre de ED 561 Hématologie, oncogenèse et biothérapies .


  • Résumé

    Les lymphocytes B jouent un rôle central dans la réponse immunitaire en assurant la sécrétion d'anticorps. Elles sont générées à partir de cellules souches hématopoïétiques par un processus séquentiel hautement régulé qui assure la production des lymphocytes B matures. Chez les cellules progénitrices lymphoïdes de la souris, la signalisation par le récepteur de l'interleukine 7 (IL-7R) permet l'engagement dans la lignée B, puis, consécutivement, la recombinaison des gènes des chaines lourdes des immunoglobulines (IgH) et leur expression au sein du récepteur pré-B (pré-BCR). Dans les cellules B précoces (pro-B), l'engagement de l'IL-7R active le facteur de transcription Stat5 qui régule des gènes impliqués dans la prolifération (cMyc et Ccnd3) et la survie (Mcl1 et Bcl2), tout en réprimant l'expression et la recombinaison des gènes des chaînes légères des immunoglobulines kappa (Igk). De son coté, le signal du pré-BCR active les facteurs de transcription Ikaros et Irf4 qui déclenchent l'arrêt du cycle cellulaire, le réarrangement et l'expression de Igk puis la différenciation en cellules pré-B. Bien que l'articulation fonctionnelle entre l'IL-7R et le pré-BCR soit essentielle pour la production des cellules B immunocompétentes, les mécanismes moléculaires qui modulent la fonction de l'axe IL7R/Stat5 et pré-BCR/Ikaros dans les cellules pro-B n'ont pas été entièrement élucidés. Lors de ma thèse, j'ai démontré que l'inactivation du facteur de transcription Ets1 chez la souris (Ets1-/-) altère la différenciation des cellules pro-B dans la moelle et inhibe leurs proliférations en réponse à l'IL-7 in vitro. J'ai apporté la preuve que l'engagement de l'IL-7R induit l'expression de Ets1 dans ces cellules in vitro. Mes analyses transcriptomiques indiquent que les cellules pro-B Ets1-/- expriment un ensemble de gènes, comprenant Irf4 et Igk, caractéristique des cellules pré-B. Afin de préciser le rôle de Ets1, j'ai utilisé une approche d'immuno-précipitations suivi de séquençage (ChIP-seq) pour cartographier les sites de fixation de Ets1 à l'échelle du génome dans les cellules pro-B stimulées par l'IL-7. Mes résultats révèlent l'existence d'une co-localisation entre les sites de fixation de Ets1, Stat5 et Ikaros, suggérant des liens fonctionnels entre ces facteurs de transcription. Enfin, j'ai mis en oeuvre des expériences d'Assay for Transposase-Accessible Chromatin (d'ATAC-seq) afin de caractériser les modifications dans l'accessibilité de la chromatine entre des cellules pro-B sauvages et Ets1-/-. L'analyse de ces données m'a permis de définir un ensemble de locus dont l'accessibilité dépend de l'activité de Ets1 et qui sont associés à la régulation de la différenciation des cellules pré-B. Ensemble, mes travaux révèlent une nouvelle fonction de Ets1 dans le contrôle de la différenciation des cellules B précoces et suggère un rôle majeur de ce facteur dans la coordination des réponses aux signaux des récepteurs IL7R et pré-BCR dans les cellules pro-B.

  • Titre traduit

    Role of the transcription factor Ets1 in B lymphocyte differentiation


  • Résumé

    B cells are generated from hematopoietic stem cells through a highly regulated stepwise process. Early B-cell development relies on a complex crosstalk between interleukin 7 receptor (IL-7R) and pre-BCR signaling. Activated Stat5, which is downstream of IL-7R, up-regulates the transcription of genes involved in proliferation (cMyc and Ccnd3) and survival (Mcl1 and Bcl2) of pro-cells, while repressing expression and recombination of the kappa immunoglobulin light chain (IgL) gene. The pre-BCR signal, together with its downstream target the transcription factor Ikaros, triggers cell cycle arrest, expression and rearrangement of IgL and differentiation into resting pre-B cells. However, the molecular mechanisms that modulate the function of the IL7R/Stat5 and pre-BCR/Ikaros axis in early pro-B cells have not been fully elucidated. During my thesis, I demonstrated that inactivation of the Ets1 transcription factor in mice (Ets1-/-) impaired the differentiation of bone marrow pro-B cells and inhibited their proliferation in response to IL-7 in vitro. I showed that activation of the IL-7R induced Ets1 expression in these cells. To further investigate the function of Ets1 in early B cells, I performed gene expression profiling and Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) from wild type and Ets1-/- pro-B cells. These analyses indicate that Ets1-/- cells express a set of genes, including Irf4 and Igk, that are characteristic of pre-B cells gene expression program. I also developed an immuno-precipitation-follow-sequencing (ChIP-seq) approach to map Ets1 binding sites genome-wide in pro-B cells stimulated with IL-7. My results reveal the co-localization of Ets1, Stat5 and Ikaros binding sites, suggesting functional links between these transcription factors. Finally, I implemented Assay for Transposase-Accessible Chromatin (ATAC-seq) experiments to characterize changes in chromatin accessibility between wild-type and Ets1-/- pro-B cells. The analysis of these data defined a set of loci whose accessibility depends on the activity of Ets1 and which are associated with the regulation of pre-B cell differentiation. Together, my works reveal a novel function of Ets1 in controlling early B cell differentiation and suggest a major role for this factor in coordinating IL-7R and pre-BCR receptor signal responses in pro-B cells.