Caractérisation moléculaire et analyse fonctionnelle des leucémies B de mauvais pronostic

Molecular characterization and functional analysis of poor-prognosis B-cell leukemias

• Auteur / Autrice : Nadia Bougacha
• Direction : Xavier Houard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 20/12/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physiologie, physiopathologie et thérapeutique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche des Cordeliers (Paris ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Muriel Umbhauer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fawzia Louache, Éric Solary

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oncogènes

Transcription génétique

Facteur de transcription NF-κB

Résistance aux médicaments

Cancer

Leucémie prolymphocytaire

Leucémie lymphoïde chronique

Mots clés libres

Leucémie lymphoïde chronique

REL

NF-κB

Gain 2p

Résistance aux traitements

Leucémie prolymphocytaire B

Chronic lymphocytic leukemia

REL

NF-κB

2p gain

Drug resistance

B-cell prolymphocytic leukemia

Résumé

L’objectif général de cette thèse a été d’approfondir la compréhension actuelle des bases génétiques et de la pathophysiologie de leucémies B agressives, à savoir deux sous-types de leucémie lymphoïde chronique (LLC) et la leucémie prolymphocytaire B (LPLB). La LLC, qui est la forme de leucémie adulte la plus fréquente en Occident, est caractérisée par une accumulation de lymphocytes B monoclonaux (CD20+, CD5+ and CD23+) dans le sang périphérique, la moelle osseuse ainsi que les organes lymphoïdes secondaires. La LLC est une maladie très hétérogène, où un large panel d’altérations génétiques mènent à des résultats cliniques variables. Le gain du bras court du chromosome 2 (gain 2p) est une anomalie chromosomique récurrente dans la LLC et d’autres cancers. Notre groupe avait décrit l’association du gain 2p avec la résistance aux traitements et des facteurs de mauvais pronostic comme l’IGHV non-muté et la délétion 11q. Des analyses cytogénétiques et moléculaires nous ont notamment permis d’identifier une région minimale de gain incluant entre autres les gènes XPO1 et REL. Dans la partie principale de ma thèse, l’analyse fonctionnelle du rôle de REL, par trois stratégies complémentaires d’inhibition pharmacologique, d’inactivation du gène et d’activation transcriptionelle, a permis l’identification de REL comme un acteur central de la survie cellulaire dans la LLC. De plus, j’ai développé plusieurs modèles cellulaires de LLC permettant la surexpression de n’importe quel gène, seul ou en combinaison, pour approfondir les études sur REL et XPO1, et identifier de potentielles coopérations oncogéniques menant au phénotype des LLC avec gain 2p. Enfin, nous avons analysé la hiérarchie et l’évolution clonale des anomalies chromosomiques dans les LLC avec gain 2p. La LLC avec délétion 17p est associée avec une absence de réponse aux traitements standards et donc avec la pire issue clinique possible. Nous avons montré que la délétion 17p et le gain 8q24 ont un impact synergique sur le résultat clinique, et que les patients ayant cette LLC « double-hit » ont un pronostic particulièrement défavorable. La LPLB est un lymphome agressif, habituellement résistant aux chimio-immunothérapies standard, et défini par la présence de prolymphocytes dans le sang périphérique excédant 55% des cellules lymphoïdes. Nous décrivons les aspects cytogénétiques et moléculaires d’une large cohorte de 34 cas de LPLB, ainsi que leurs réponses aux nouveaux inhibiteurs spécifiques in vitro. In fine, notre travail a permis une meilleure compréhension de la LLC et de la LPLB, et d’ouvrir la voie au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.

The overall aim of this thesis consisted of expanding the current understanding of the genetic basis and physiopathology of aggressive B-cell leukemias, namely in chronic lymphocytic leukemia (CLL) subtypes and in B-cell prolymphocytic leukemia (B-PLL). CLL, the most common form of adult leukemia in the West, is characterized by an accumulation of monoclonal B cells (CD20+, CD5+ and CD23+) in the peripheral blood, bone marrow, and secondary lymphoid organs. CLL is a highly heterogeneous disease, with a large panel of genetic alterations leading to variable clinical outcomes. Gain of the short arm of chromosome 2 (2p gain) is a frequent chromosomal abnormality in CLL and in other malignancies. Our group has reported that 2p gain was associated with drug refractoriness and poor prognosis factors such as unmutated IGHV and 11q deletion. Using cytogenetic and molecular analyses, we have notably identified a minimal region of gain which encompasses among others XPO1 and REL. In my main thesis project, functional analysis of the role of REL, using three complementary strategies of pharmacological inhibition, gene knockout and transcriptional activation, led to its identification as a key player driving cell survival in CLL. Moreover, I developed several CLL cellular models that allow the overexpression of any gene, alone or in combination, in order to further investigate the roles of REL and XPO1 in CLL and identify potential oncogenic cooperation driving phenotypic features of 2p gain CLL. Finally, we have analyzed the hierarchy and the clonal evolution of the chromosomal abnormalities in 2p gain CLL. CLL with 17p deletion, del(17p), is associated with a lack of response to standard treatment and thus the worst clinical outcome. Our findings showed that del(17p) and 8q24 gain have a synergistic impact on outcome, therefore patients with this “double-hit” CLL have a particularly poor prognosis. B-PLL is an aggressive leukemia, usually resistant to standard chemo-immuno therapy, defined by the presence of prolymphocytes in peripheral blood exceeding 55% of lymphoid cells. We described the cytogenetic and molecular features of a large cohort of 34 B-PLL cases, as well as their in vitro response to novel targeted drugs. Altogether, this work enabled a better understanding of CLL and B-PLL, as well as paving the way for the development of novel therapeutic strategies.