Etude de la prolifération et de la différenciation érythroïde in vitro et de la potentielle implication de la voie de p53 au cours de l'anémie de Blackfan-Diamond (ABD)

Study of the proliferation and erythroid differentiation in vitro and the potential involvement of p53 pathway in the Diamond-Blackfan anemia (DBA)

• Auteur / Autrice : Hélène Soledade Moniz
• Direction : Lydie Da Costa
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des cellules sanguines
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Apoptose

Érythropoïèse

Anémie macrocytaire

Protéines ribosomiques

Anémie de Blackfan-Diamond

Résumé

L'anémie de Blackfan-Diamond (ABD) est une érythroblastopénie congénitale rare. Le phénotype et le génotype des patients sont hétérogènes. 40% des patients ont des malformations congénitales et 50% sont porteurs d'une mutation dans un gène d'une protéine ribosomique (PR), principalement RPS19 (25%), RPL5 (7%) et RPL11 (5%). Il en résulte un défaut de maturation des ARNr. Cependant, les mécanismes qui expliquent les liens particuliers entre les anomalies de la biogenèse des ribosomes et de l'érythropoïèse restent obscurs. Des modèles animaux reproduisant la maladie ont montré une activation de p53. L'activation de la voie p53 après génération d'un stress nucléolaire due au défaut de maturation des ARNr pourrait être responsable de l'érythroblastopénie, caractéristique de l'ABD. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons étudié au cours de la différenciation érythroïde terminale, la prolifération, la différenciation érythroïde, le niveau d'apoptose, le cycle cellulaire et la voie p53, dans des cellules CD34+ issues de patients et dans des CD34 de sang de cordons infectées par des lentivirus inhibant spécifiquement l'expression de RPS19, RPL5 ou RPL11. Nous montrons qu'il existe différents niveaux d'activation de la p53 selon la PR invalidée et qu'une haploinsuffisance en RPS19 s'accompagne d'une prolifération érythroïde diminuée, une différenciation érythroïde normale et peu ou pas d'apoptose tandis qu'une haploinsuffisance en RPL5 et RPL11 conduit à une diminution drastique de la prolifération et un retard de différenciation érythroïde avec un excès d'apoptose. Dans tous les cas, on note un arrêt du cycle cellulaire en phase Go/Gl. Nous confirmons ainsi le postulat initial.

Diamond-Blackfan anemia (DBA) is a rare congenital erythroblastopenia, characterized by an aregenerative anemia. The DBA phenotype and genotype is heterogeneous: 40% of DBA cases have various congenital malformations and 50% of the patients carry a mutation in a ribosomal protein (RP) gene, mostly RPS19 (25%), RPL5 (7%), RPL11 (5%). This RP gene mutation leads to a defect in the rRNA maturation. However, the exact mechanisms that explain the special link between the defects in the ribosome biogenesis and in erythropoiesis are still to be defined. Animal models reproducing the disease exhibited a p53 activation pathway. Activation of p53 after generation of a nucleolar stress due to the defect in rRNA could explain the erythroblastopenia, the main characteristic of DBA. To verify this hypothesis, we studied the erythroid prolifération and differentiation, the degree of apoptosis, the cell cycle and the p53 pathway, either in CD34+ cells from DBA patients or in CD34+ cells from cord blood infected with specific shRNA against RPS19, RPL5 and RPL11. We found différent levels of p53 activation depending of the RP. Haploinsufficiency in RPS19 leads to a decreased erythroid proliferation, a normal erythroid differentiation and no apoptosis. By contrast, haploinsuffïciency in RPL5 or RPL11 leads to a dramatic decreased in erythroid proliferation and a delayed in differentiation, with an important activation of apoptosis. In any case, we observed a cell cycle arrest in Go/Gl phase. Thus, after p53 activation, cell cycle arrest after RPS19, RPL5 or RPL11 inhibition and cell cycle arrest and activation of apoptosis after RPL5 or RPL11 inhibition may explain DBA erythroblastopenia.