Epigenetic modulation of hTERT expression in cutaneous T-cell lymphomas
L'épigénétique comme modulateur de l'expression de hTERT dans les lymphomes T cutanés
Résumé
Cutaneous T-lymphomas (CTCL) are telomerase-positive tumors expressing hTERT, in which neither amplification, nor rearrangement, nor promoter hotspot mutations can explain the re-expression of the gene. As the hTERT promoter is rich in CpG, we investigated the contribution of epigenetic mechanisms in its re-expression, since no studies to date have been reported in CTCL. We analyzed the methylation status of the hTERT promoter in cell lines, patients’ cells and in cells from healthy donors. We also studied the presence, on the hTERT promoter, of histones H3K27ac and H3K27me3. Methylation analyzes in CTCL cells revealed a characteristic methylation profile specific to tumor cells, encompassing a distal hypermethylated region from -650 bp to -150 bp and a proximal hypomethylated region from -150 bp to +150 bp, relatively to the TSS. This dual methylation profile on hTERT promoter is identical to the profile seen in other types of tumors. The hypermethylated distal region identified in CTCL tumor cells corresponds to the region recently named “TERT hypermethylated oncogenic region” (THOR) and which is reported to be associated with telomerase reactivation in several tumors, but so far not reported in lymphomas. We evaluated the effect on THOR of two histone deacetylases inhibitors (HDACi), romidepsin and vorinostat, both approved for the treatment of CTCL as well as a DNA methyltransferase inhibitor (DNMTi) 5- azacytidine, not approved for CTCL. Our results, obtained from a limited cohort, seem to suggest that 5-azacytidine does not cause a demethylation of the hypermethylated region on hTERT promoter, while this treatment is accompanied by a decrease in the expression of hTERT and, functionally with a decrease in the clonogenic capacities of tumor cells. Romidepsin and vorinostat can slightly modify the H3K27ac and H3K27me3 histone marks present on hTERT promoter. In conclusion, the results obtained in CTCL cells compared with those of healthy cells confirm that hTERT promoter methylation is specific to CTCL cells, making this methylation a biomarker of tumor cells. Furthermore, they reveal that the methylation of hTERT promoter is relatively stable even under the pressure of epigenetic therapies, suggesting that the regulation of hTERT by these therapies can happen indirectly.
Les lymphomes T-cutanés (CTCL) sont des tumeurs télomérase-positives exprimant hTERT, dans lesquelles ni l'amplification, ni les réarrangements, ni les mutations hotspots du promoteur peuvent expliquer la ré-expression du gène. Comme le promoteur de hTERT est riche en CpG, nous avons étudié la contribution des mécanismes épigénétiques dans sa ré-expression, puisqu’aucune étude à ce jour n’a été rapporté dans les CTCL. Nous avons analysé le statut de méthylation du promoteur de hTERT dans des lignées cellulaires, des cellules de patients ainsi que dans des cellules issues de donneurs sains. Nous avons également étudié la présence sur le promoteur de hTERT des histones H3K27ac et H3K27me3. Les analyses de méthylation spécifiques des cellules CTCL ont révélé un profil de méthylation caractéristique limité aux cellules tumorales, englobant une région distale hyperméthylée de -650 pb à -150 pb et une région proximale hypométhylée de -150 pb à + 150 pb, à partir du TSS. Ce double profil de méthylation observé sur le promoteur de hTERT est identique à celui observé dans d’autres types de tumeurs. La région distale hyperméthylée identifiée dans les cellules tumorales CTCL correspond à la région nommée récemment « région TERT oncogénique hyperméthylée » (THOR) et qui est rapportée associée à la réactivation de la télomérase dans les tumeurs, mais jusqu'à présent non rapportée dans les lymphomes. Nous avons évalué l'effet sur THOR de deux inhibiteurs d’histone désacétylases (HDACi), la romidepsine et le vorinostat, tous deux approuvés pour le traitement des CTCL ainsi que d'un inhibiteur de l'ADN méthyltransférase (DNMTi) 5-azacytidine, non approuvé pour les CTCL. Nos résultats obtenus à partir d’une cohorte limitée semblent suggérer, que la 5-azacytidine ne provoque pas la déméthylation de la région hyperméthylée du promoteur de hTERT alors que ce traitement s’accompagne d’une diminution de l’expression de hTERT et, fonctionnellement d’une baisse des capacités clonogènes des cellules. La romidepsine et le vorinostat modifient peu les marques d'histones H3K27ac et H3K27me3 présentes au niveau du promoteur hTERT. En conclusion, les résultats obtenus dans les cellules CTCL comparées à ceux de cellules saines confirment que la méthylation du promoteur de hTERT dans les cellules tumorales est particulière et spécifique à ces cellules, faisant de cette méthylation un biomarqueur de la cellule tumorale. De plus, ils révèlent que la méthylation du promoteur hTERT est relativement stable même sous la pression de thérapies épigénétiques, suggérant que la régulation de hTERT par ces thérapies s’opère en priorité de manière indirecte.
Origine : Version validée par le jury (STAR)