Étude des dépendances génomiques dans le myélome multiple surexprimant MYC

Genomic dependencies in MYC overexpressing multiple myeloma

• Auteur / Autrice : Lama Hasan Bou Issa
• Direction : Salomon Manier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 25/03/2024
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École graduée Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Hétérogénéité, plasticité et résistance aux thérapies des cancers (CANTHER) - Cancer Heterogeneity, Plasticity and Resistance to Therapies - UMR 9020 - U 1277
• Jury : Président / Présidente : Xavier Pierre Leleu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Audrey Vincent
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jill Corre, Jérôme Moreaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tests de criblage à haut débit

Nicotinamide phosphoribosyltransferase

antagonistes et inhibiteurs

NAD

Glutaminase

métabolisme

Glutamine

Protéines proto-oncogènes c-myc

Proto-oncogènes

génétique

Myélome multiple

Cellules cancéreuses

Métabolisme

NAD (coenzyme)

Glutamine

Surexpression protéique

Gène c-myc

Protooncogènes

Génétique

Myélome multiple

Mots clés libres

Myélome

MYC

Dépendence génomique

Métabolisme cellulaire

GLS1

NAMPT

Myeloma

MYC

Gene dependency

Cellular metabolism

GLS1

NAMPT

Résumé

Le myélome multiple (MM), une hémopathie maligne qui représente environ 13% des cancers hématologiques, est caractérisée par la prolifération de plasma cells tumoraux au niveau de la moelle osseuse. Le MM évolue à partir de stades précurseurs, à savoir la gammapathie monoclonale de signification indéterminée (MGUS) et le myélome multiple asymptomatique (SMM), vers la forme symptomatique, le MM. C’est une hémopathie maligne incurable dont l’hétérogénéité et l’évolution clonale permettent l’échappement aux traitements et la progression de la maladie. Les altérations de MYC ont un rôle essentiel dans cette progression. Cependant, MYC n'est pas ciblable thérapeutiquement en raison de sa localisation nucléaire et de la courte demi-vie de la protéine.Pour surmonter cela, nous avons fait l’hypothèse que l’avantage prolifératif induit par la surexpression de MYC crée des dépendances des cellules tumorales vis-à-vis d’autres voies de signalisation qui deviennent indispensables à la survie de ces cellules. Pour tester cette hypothèse, nous avons appliqué une nouvelle méthodologie utilisant la carte de dépendance (Achilles) et effectué un screening de 2000 petites molécules afin d'identifier les vulnérabilités génomiques induites par MYC. Si elles sont identifiées, ces vulnérabilités offrent une possibilité de traitement ciblé des cancers ayant une surexpression de MYC. Nos analyses démontrent la dépendance des lignées cellulaires surexprimant MYC pour le métabolisme de la glutamine, spécifiquement les gène GLS1 (glutaminase). Nous avons validé et délimité fonctionnellement cette dépendance in vitro à partir des différentes approches.Par l’analyse de notre criblage de 1869 composés chimiques, nous avons observé que les inhibiteurs de la synthèse de NAD avaient un effet préférentiel sur la prolifération des cellules surexprimant MYC. Considérant que les rôles métaboliques du glutamine sont liés à ceux du NAD, nous avons ensuite exploré un effet synergique potentiel entre les inhibiteurs du GLS1 et du NAMPT. Nous avons démontré l'efficacité de cette nouvelle combinaison synergique pour cibler les cellules MM surexprimant MYC in vitro et in vivo.Ces résultats établissent une base méthodologique solide utilisable pour développer de nouvelles approches thérapeutiques afin de répondre à des besoins thérapeutiques non satisfaits pour cibler le MYC dans le MM.

Multiple myeloma (MM) is a hematological malignancy that accounts for around 13% of hematological cancers and is characterized by the uncontrolled proliferation of malignant plasma cells in the bone marrow. MM progresses from precursor stages, known as monoclonal gammopathy of undetermined significance (MGUS) and smoldering multiple myeloma (SMM), to the symptomatic form, MM. It is an incurable malignancy in which heterogeneity and clonal evolution allow treatment escape and disease progression. MYC alterations play an essential role in this progression. However, MYC is not therapeutically targetable due to its nuclear localization and the protein's short half-life.To overcome this, we hypothesized that the proliferative advantage induced by MYC overexpression creates genomic dependencies on other signalling pathways that become essential for cell survival. To test this hypothesis, we applied a novel approach by leveraging large-scale loss of function screen (Achilles) and 1869 small molecules screen to identify MYC-induced genomic vulnerabilities. When identified, these vulnerabilities offer an opportunity to selectively target cancer cells harbouring this overexpression and spare normal cells.Our analyses demonstrate the dependence of MYC overexpressing cells on glutamine metabolism, in particular on the GLS1 (glutaminase). We validated and functionally delineated this dependence in vitro using different approaches.Our small molecule screen highlighted that NAD synthesis inhibitors had a preferential effect on the proliferation of MYC overexpressing cells. Considering that glutamine and NAD have closely interlinked metabolic networks, we investigated the possibility of a potential synergistic effect between GLS1 and NAMPT inhibitors. We demonstrated the effectiveness of this new synergistic combination to target MYC-driven MM cells in vitro and in vivo.These results establish a solid methodological basis that can be used to develop new therapeutic approaches to address unmet therapeutic needs to target MYC in MM.