É́tude des fonctions normales et pathologiques des facteurs de transcription de type RUNX au cours de l'hématopoïèse chez Drosophila melanogaster

Exploring normal and pathological functions of RUNX transcriptio factor during hematopoiesis in Drosophila melanogaster

• Auteur / Autrice : Stéphanie Bras
• Direction : Lucas Waltzer, Marc Haenlin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Gènes, cellules et développement
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Leucémie aigüe myéloïde

Drosophila melanogaster

Hématopoïèse

Mots clés libres

Leucémie Myéloïde Aiguë

Drosophile

Runx1-eto

Pontin52

Lz

Mlf

Résumé

L'hématopoïèse est un processus physiologique permettant la production des cellules sanguines. Ce processus est notamment contrôlé par les facteurs de transcription des familles RUNX et GATA qui jouent des rôles essentiels, depuis l'émergence des cellules souches hématopoïétiques jusqu'à leur différenciation en plusieurs lignages. Chez l'Homme, de nombreuses altérations génétiques affectant RUNX1 sont associées au développement d'hémopathies. Ainsi, la translocation t(8;21), qui entraîne l'expression de la protéine de fusion RUNX1-ETO (RE), est à l'origine de ±12% des Leucémies Myéloïdes Aiguës (LAM). Au cours de ma thèse, je me suis attachée à mieux comprendre comment les facteurs RUNX régulent d'une part le développement normal des cellules sanguines, et d'autre part le développement des leucémies. Pour cela, j'ai tiré profit de la conservation des réseaux géniques régulant la formation des cellules sanguines des vertébrés à la Drosophile. En particulier, les facteurs Lozenge (LZ) et Serpent (SRP), homologues des facteurs RUNX1 et GATA1 respectivement, participent aussi à l'hématopoïèse chez cet insecte. Afin de comprendre comment les facteurs RUNX et GATA contrôlent l'hématopoïèse, nous avons réalisé un crible in cellulo par RNAi pour identifier des régulateurs de l'activité du complexe SRP/LZ. Parmi les candidats issus de ce crible, je me suis concentrée sur l'étude de MLF (Myeloid Leukemia Factor), dont l'homologue chez l'Homme (hMLF1) a été identifié comme cible de la translocation t(3;5) dans des LAM. Les résultats que nous avons obtenus montrent que mlf contrôle l'homéostasie du système hématopoïétique de la Drosophile. Ainsi, MLF participe à une boucle de rétrocontrôle positif de l'activité du facteur LZ au cours de l'hématopoïèse. D'autre part, j'ai réalisé un crible génétique chez la Drosophile afin d'identifier de nouveaux régulateurs de RE, dont l'expression induit des phénotypes de type '' pré-leucémique '' chez la Drosophile. Ainsi, en induisant par RNAi la perte de fonction de gènes spécifiquement dans les cellules LZ+, j'ai pu identifier 26 gènes candidats requis pour l'activité de RE chez la Drosophile. De fait, j'ai pu montrer que l'inhibition de l'un de ces gènes, Pontin52, réduit la clonogénicité des cellules leucémiques humaines exprimant RE. Enfin, mes données montrent que MLF est requis pour l'induction des phénotypes préleucémiques par RE chez la Drosophile. Ces résultats suggèrent que le contrôle de la stabilité des facteurs RUNX par MLF pourrait jouer un rôle important dans l'hématopoïèse et la leucémogenèse.

Hematopoiesis is the physiological process allowing the production of blood cells. This process is finely tuned by many transcription factors and in particular by members of the GATA and RUNX families that play essential roles, from the emergence of hematopoietic stem cells up to their differentiation into multiple lineages. In humans, many genetic alterations affecting RUNX1 are associated with blood cell diseases. In particular, the translocation t(8; 21), which causes the expression of the fusion protein RUNX1-ETO (RE), is associated with ± 12% of cases of acute myeloid leukemia (AML). During my PhD, I studied how RUNX factors regulate both normal and leukemic blood cell development. For this, I took advantage of the conservation of the gene networks regulating hematopoiesis from vertebrates to Drosophila. In particular, Lozenge (LZ) and Serpent (SRP), the respective homologues of RUNX1 and GATA1 also control blood cell development in this insect. To decipher how the activity of RUNX and GATA factors is regulated, we performed an in cellulo RNAi screen to identify regulators of SRP/LZ. Among the candidates from this screen, I focused on MLF (Myeloid Leukemia Factor), whose counterpart in humans (hMLF1) was identified as the target of the t(3; 5) associated with LAM. The results we obtained show that MLF control homeostasis of drosophila hematopoietic system. Thus, MLF is involved in a positive feedback loop controlling LZ activity during hematopoiesis. Moreover, I made a genetic screen in vivo in Drosophila to identify new regulators of the human oncogenic protein RE, which induce leukemic like phénotypes in Drosophila. By screening for genes whose loss of function, induced by RNAi specifically in LZ+ cells, I recovered 26 candidate genes required for RE activity in Drosophila. In fact, I could show that inhibition of one of these genes, Pontin52, reduced the clonogenicity of human leukemic cells expressing RE. Finally, my results show that MLF is required for RE-induced preleukemic phenotypes in Drosophila. These results suggest that the control of RUNX factors stability by MLF may play an important role in hematopoiesis and leukemogenesis.