Studies of the migration and homing of leukemic cells in live animals

• Auteur / Autrice : Agnieszka Jaracz-Ros
• Direction : Paul-Henri Roméo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des cellules sanguines
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Souris

Hématopoïèse

Prolifération cellulaire

Cellules de la moelle osseuse

Leucémie aigüe myéloïde

Résumé

Les perturbations de l'hématopoïèse peuvent mener au développement d'une leucémie mais les voies moléculaires jouant un rôle dans la leucémogenèse ne sont pas encore identifiés. Les traitements actuels des leucémies myéloïdes aigus (LMA) ne permettent pas d'éradiquer complètement les cellules leucémiques de la moelle osseuse chez certains patients ce qui fréquemment entraîne une rechute après le traitement de ces patients. Un modèle animal reproduisant la rechute d'une leucémie LMA a été utilisée pour étudier in vivo les événements initiaux qui se produisent lorsque les cellules leucémiques prolifèrent dans la moelle osseuse. Nous avons suivi in vivo, par endoscopie confocale, les étapes précoces d'initiation d'une leucémie dans la moelle osseuse des fémurs de souris Svl29 non-conditionnées après l'injection de 1000 cellules leucémiques syngéniques exprimant la protéine de fusion MLL-ENL (Mixed Lineage Leukemia-Eleven Nineteen Leukemia). Nous avons distingué deux phases au cours du développement de la leucémie : 1) une phase de latence, avec une prolifération faible et un nombre stable de cellules leucémiques détectables dans les fémurs, 2) une deuxième phase caractérisée par une prolifération des cellules leucémiques à l'intérieur de la diaphyse, puis une invasion progressive des épiphyses et des organes périphériques. Les expériences dans des souris conditionnées par y-irradiation ou celles de compétition entre cellules leucémiques dans des souris non-conditionnées ont indiqué que la prolifération mais pas la prise de greffe est un facteur limitant à la propagation des cellules leucémiques dans les épiphyses. Ces cellules leucémiques forment des grappes en bordure des vaisseaux sanguins et de la partie osseuse dans la diaphyse. Des cellules lymphoïdes B220+ ont été retrouvées au voisinage de ces grappes concomitamment à une diminution du nombre de cellules B220+ IgM+ dans les fémurs. Ainsi, l'invasion des cellules leucémiques MLL-ENL s'initie préférentiellement dans la diaphyse des fémurs et est précédée par des changements des populations lymphoïdes B. Ce travail in vivo a permis de montrer une activité suppressive de la population leucémique à rencontre de cellules hématopoïétiques normales au cours du développement d'une leucémie grâce à l'observation in situ des blastes leucémiques dans leur environnement naturel.

Hematopoiesis disturbances can lead to the development of leukemia and molecular pathways playing a role in leukemogenesis are not identified yet. Actual treatments for acute myeloid leukemia (AML) do not allow to eradicate efficiently the leukemic cells in some patients and relapse can be observed after the treatment. An animal model mimicking leukemic AML relapse was used to investigate the in vivo initial events that occur when leukemic cells start to proliferate inside the bone marrow. We have followed by in vivo fiberoptic confocal endoscopy the early steps of femoral bone marrow invasion after rétro-orbital injection into non-conditioned 129/Sv mice of 1000 syngenic fluorescent leukemic cells expressing MLL-ENL (Mixed Lineage Leukemia-Eleven Nineteen Leukemia) fusion protein. We have observed that two phases can be distinguished during leukemia development: 1) the latency phase, with a weak proliferation and a stable number of leukemic cells detectable inside the femurs, 2) a second phase characterized by a prolifération inside the diaphysis, followed by a progressive invasion of epiphyses and a further invasion of peripheral organs. The conditioning of recipient mice with y-irradiation and leukemic competition experiments done with non-conditioned mice have indicated that prolifération but not engraftment is a rate-limiting factor of leukemic cells spreading in the epiphyses. These leukemic cells form clusters edging blood vessels near bone surface in diaphysis. B220+ lymphoid cells were found in the vicinity of these leukemic cells clusters and this association is correlated with a decrease number of femoral B220+IgM+ cells. Thus, MLL-ENL leukemic cell burden preferentially initiates in femoral diaphysis and is preceded by changes of femoral B lymphoid populations. This work allowed to show in vivo a suppressing activity of leukemic population on normal hematopoietic cells during leukemia development by the direct observations of leukemic blasts in their natural host environment.