Etude des effecteurs de la voie Ca2+/Calmoduline dans les leucémies aiguës lymphoblastiques T

Study of Ca2+/Calmoduline signaling pathway in T cell acute lymphoblastic leukemia

• Auteur / Autrice : Claire Catherinet
• Direction : Jacques Ghysdael, Christine Tran Quang
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie. Oncologie et hématologie
• Date : Soutenance le 28/08/2017
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Hématologie, oncogenèse et biothérapies (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Centre de recherche : Institut Curie (Paris ; 1978-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Jérôme Larghero
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Ghysdael, Christine Tran Quang, Jérôme Larghero, Nuno dos Santos, Dominique Payet-Bornet, Sébastien Jauliac, Hind Medyouf, Laurence Mery
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nuno dos Santos, Dominique Payet-Bornet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transduction du signal

Calcium-Calmodulin-Dependent Protein Kinases

Facteurs de transcription NFATC

Leucémie-lymphome lymphoblastique à précurseurs B et T

Mots clés libres

Voie de signalisation

T cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL)

Nuclear Factor of Activated T cells (NFAT)

Calmodulin-dependant kinases (CaMKs)

Signaling pathway

Résumé

Les leucémies aigües lymphobastiques (LAL) représentent un tiers des leucémies et constituent le cancer pédiatrique le plus fréquent chez l’enfant. Les LAL de type T (LAL-T)sont caractérisées par l’expansion anormale de progéniteurs de lymphocytes T. Aujourd’hui,la réponse curative aux traitements est proche de 80% chez l’enfant et 50% chez l’adulte. La rechute reste donc fréquente et souvent de mauvais pronostic. Pour ces raisons,l’identification de nouvelles voies de signalisation en vue de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques est cruciale afin d’améliorer le traitement des LAL-T.Les résultats précédents du laboratoire ont révélé l’activation soutenue de la voie calcineurine (Cn)/NFAT dans des échantillons humains de lymphomes et de LAL, ainsi que dans des modèles murins de ces pathologies. Le laboratoire a ensuite montré que Cn est intrinsèquement requise pour la capacité des cellules leucémiques de LAL-T à propager la maladie (activité LIC « Leukemia Initiating Cells ») dans un modèle murin de LAL-T induit parun allèle activé de NOTCH1 (ICN1). Puisque l’inhibition pharmacologique de Cn induit de nombreux effets secondaires, la recherche de cibles thérapeutiques en aval de Cn constitue un axe de recherche important. J’ai participé à une étude du laboratoire montrant que l’expression à la surface cellulaire de CXCR4 est régulée par Cn et requise pour la migration des cellules de LAL-T, mais non suffisante pour rétablir le potentiel de ré-initiation suggérant que d’autres effecteurs doivent être impliqués dans cette activité.Les facteurs de transcription NFAT (NFAT1, NFAT2 et NFAT4) sont des effecteurs importants de Cn en réponse à la signalisation calcique lors du développement des thymocytes, mais également dans les lymphocytes T. L’essentiel de ce travail de thèse a utilisé des LAL-T induites par ICN1 dans lesquelles l’inactivation génique des trois facteurs NFAT par recombinaison homologue. Nous avons ainsi montré que (i) les facteurs NFAT sont requis en aval de Cn pour le potentiel LIC des LAL-T-ICN1 in vivo, (ii) leur inactivation altère la survie, la prolifération et la migration des cellules de LAL-T in vitro, (iii) NFAT1,NFAT2 et NFAT4 ont une fonction largement redondante dans les LAL-T. Nous avons également par une approche transcriptomique identifié deux gènes dont l’expression estsous contrôle des facteurs NFAT et impliqués dans la régulation de la survie et de la prolifération des LAL-T in vitro : CDKN1A et MAFB.Tout comme la voie Cn/NFAT, les CaMKs sont des protéines kinases activées en aval de la signalisation calcique dans les lymphocytes T. Nous avons montré par une approche pharmacologique que l’inhibition des CaMKs dans les LAL-T-ICN1 in vitro altère la survie etla prolifération des cellules leucémiques. L’inhibition spécifique par une approche d’ARN interférence de deux isoenzymes CaMKIIγ et CaMKIIδ suggèrent que ces protéines jouent dans le maintien des cellules leucémiques in vitro.

T cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) is an aggressive malignancy of T cell progenitors. Despite initial response to chemotherapy, relapses remain frequent in children and adults. Previous results identify sustained activation of Calcineurin (Cn)/NFAT signaling pathway in human T-ALL and murine T-ALL models. Importantly, they also demonstrated Cn is essential for T-ALL Leukemia Initiating Cells (LIC) activity in a murine model of T-ALL induced by an activated allele of NOTCH1 (ICN1). Since pharmacologic inhibition of Cn induces side effects, we aim to identify downstream effectors involved in T-ALL. NFAT (Nuclear Factor of Activated T cells) factors play crucial roles downstream Cn during development and activation of T cells. To address their role in T-ALL, we generated mouse ICN1-induced T-ALL in which NFAT genes can be inactivated either single or in combination following Cre-mediated gene deletion. We demonstrated that (i) NFAT factors are required downstream Cn for LIC activity in T-ALL in vivo (ii) ex vivo NFAT factors deletion alters survival, proliferation and migration of T-ALL (iii) NFAT1, 2 and 4 have a largely redundant function in T-ALL. Moreover, the NFAT-dependant transcriptome allowed to identify important targets (CDKN1A, MAFB) involved in T-ALL survival and proliferation in vitro. Calmodulin-dependant kinases (CaMK) are kinases activated by calcium signaling in T cells. We showed that pharmacologic inhibition of CaMKs in ICN1-induced T-ALL alters survival and proliferation of T-ALL in vitro. Beside, specific inhibition by RNA interference of CaMKIIg and CaMKIId suggests a putative role of these kinases in T-ALL maintenance.