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Biologie des syndromes myélodysplasiques. M. Fontenay, Hôpital Cochin, Paris STH, Septembre 2007. Définition. Maladies hétérogènes de la cellule souche hématopoïétique Anomalie clonale Persistance d’une hématopoïèse normale Avantage de croissance pour le clone pathologique

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Presentation Transcript
biologie des syndromes my lodysplasiques

Biologie des syndromes myélodysplasiques

M. Fontenay, Hôpital Cochin, Paris

STH, Septembre 2007

slide2

Définition

  • Maladies hétérogènes de la cellule souche hématopoïétique
    • Anomalie clonale
    • Persistance d’une hématopoïèse normale
    • Avantage de croissance pour le clone pathologique
    • Diagnostic : Cytopénies à moelle svt riche
    • Evolution : Transformation leucémique (30 – 40%)
          • Insuffisance médullaire
  • Epidémiologie : 5-10/100 000
  • acquis : sujet âgé, exposition à des toxiques environnementaux
cytologie de la moelle

Lignée

érythroïde

Lignée

granuleuse

Lignée

mégacaryocytaire

Cytologie de la moelle

→ Classifications FAB (1982) et OMS (1998)

slide4

q11.2

q36

Bon normal, del(5q), del(20q), -Y

Intermédiaire tris 8

Mauvais –7, del(7q), complex

7

3.8 y

2.4 y

q14--

q31--

q33--

5

0.8 y

Caryotype médullaire

del(7q11.2q36)

del(5)(q14q33)

By courtesy of M. LeBeau

relation ipss ph notype

Phénotype

Hématopoïèse

inefficace

Transformation

leucémique

Relation IPSS/phénotype
bases mol culaires et cellulaires
Bases moléculaires et cellulaires
  • Altération du microenvironnement et/ou réponse auto-immune ?
  • Anomalie intrinsèque à la CSH par modifications génétiques ou épigénétiques ?
    • Facteurs de transcription
    • Voies de signalisation
    • Réparation de l’ADN
    • Régulation du cycle cellulaire

→ Etudier l’hématopoïèse

h matopo se pathologique
Hématopoïèse pathologique

LTC-IC

Saito et al, 1998

Greffe CD34+ CD38-

NOD-SCID

Benito et al, 2003;

Nilsson et al, 2000, 2002;

Thanopoulou et al, 2004.

csh clonale d l tion 5q
CSH clonale (délétion 5q)

NOD-SCID

CD34+ CD38-

etudes du profil d expression g nique
Etudes du profil d’expression génique

Miyazato et al,

Blood 2001

AC133+

MDS vs AML

Hofmann et al,

Blood 2002

CD34+

LR-MDS vs HR-MDS

vs controls

CD34+

Pellagatti et al,

Blood 2006

MDS

vs controls

CD34+

Sternberg et al,

Blood 2005

LR-MDS

vs controls

CD34+

Pellagatti et al,

PNAS 2007

MDS 5q-

vs MDS 5q- + lenalidomide

profil pr dictif dans les cd34

CTL

SMD

CD24

CD10

CD33

Controls

MDS

Profil prédictif dans les CD34+

Groupe de gènes prédictifs

permettant un classement hiérarchique non supervisé

CD24

CD10

POU2AF1

VPREB1/3

CD79B

DNTT

PAX5

LEF1

BACH1

Sternberg et al, Blood 2005

→ Anomalie d’un progéniteur commun lympho-myéloïde ?

slide12

Erythropoïèse pathologique

Pro-E

E. Baso

E. Poly

E. Acido

Retic

GR

CSH

BFU-E

CFU-E

SCF, IL-6

FL, Tpo

IGF-1

Epo

In vitro : Efficacité sur la croissance de fortes concentrations d’Epo ± SCF

In vivo : taux bas inappropriés d’Epo dans 30% des cas

Réponse majeure ou mineure à rHuEpo : 60%

slide13

j12

j4

j9

j14

45 X, -Y

20%

80%

Expansion et Différenciation

des progéniteurs érythroïdes en culture liquide

ARS #2

Claessens et al, Blood, 2002

apoptose des pr curseurs rythro des diff renci s de smd

40

*

*

30

*

*

% Cellules annexine V (+)

20

10

0

18

jours

15

12

9

6

3

CTL

SMD

Apoptose des précurseurs érythroïdes différenciés de SMD

TUNEL

apoptose d pendante de fas

8

Fas

*

*

6

*

*

*

*

RFI

4

2

0

jours

0

3

6

9

12

15

SMD

CTL

Fas-L

Fas L

Fas

Tubuline

jours

FADD

7

12

15

7

12

15

Caspase-8

Apoptose

Apoptose dépendante de Fas

Caspase-8

*

16

12

Proteolytic activity (AU)

8

4

0

CTL

MDS

apoptose d pendante de fas16

12

60

**

8

50

4

Caspase 8 activity

40

0

% Annexin V (+)

30

20

10

EGFP

FADDdn

0

EGFP

FADDdn

Apoptose dépendante de Fas

Fas-L

Fas

FADD

FADDdn

Caspase-8

Apoptose

Survie

Claessens et al, Blood, 2005

slide17

Bcl-2

Voie mitochondriale de l’apoptose

Fas

ProCasp-8

Caspase-8

Cytochrome c

Apaf-1

Caspase-9

Caspase-3

Bid

Bax/Bakn

Apoptose

slide18

*

60

50

40

40

*

% Annexin V cells

30

% cells wtih diffuse cyto c

30

20

20

10

10

0

Trip

Bcl2

Trip

Bcl2

Trip

Bcl2

Controls

Patients

0

Apoptose dépendante de Fas implique la mitochondrie

Patient

Control

+ Fas agonist Ab CH11

Gyan et al, soumis

slide19

4

6

18

32

9

12

21

5

Cell growth

Signaling

Cell cycle

DNA replication & repair

Cell differentiation

Cell death

Metabolism

Unknown

Signature transcriptomique des précurseurs érythroïdes

SMD

CTL

conclusion 1 h matopo se intrins quement pathologique
Conclusion 1: Hématopoïèse intrinsèquement pathologique
  • Progéniteurs immatures CD34+ et précurseurs érythroïdes portent une signature transcriptomique
  • Apoptose dépendante d’une surexpression de Fas et FasL

→ quelle est l’anomalie initiale ?

slide21

Perte d’hétérozygotie

Haploinsuffisance

Méthylation

Mutation

CH3

Deletion

Deletion

Deletion

CH3

CH3

Hypothèse d’une instabilité génomique

haploinsuffisance
Haploinsuffisance
  • 10% de délétions révélées par génotypage (SNP)
  • Syndrome 5q- :
    • CDR en 5q31-q32 comportant 44 gènes
    • Absence de mutation
    • SPARC : délétion = perte de fonction anti-proliférative, anti-adhésive et anti-angiogénique restaurée par lénalidomide

Mohamedali et al, Blood sous presse

Boultwood et al, Blood 2002

Pellagatti et al, PNAS 2007

mutations ponctuelles
Mutations ponctuelles
  • N-Ras, H-Ras, FLT-3, c-KIT : activation constitutive des voies de signalisation
  • p53 : inhibition de l’apoptose en cas de dommage de l’ADN
  • Mutations non récurrentes
  • Absentes au début de la maladie, leur fréquence augmente au cours de l’évolution vers la transformation leucémique
modifications pig n tiques de la chromatine
Modifications épigénétiques de la chromatine

CTNNA1 : CDR 5q31.1 – gène suppresseur de tumeur

LOH par méthylation ADN et déacétylation des histones

TRAIL : suppression par déacétylation des histones

Ré-expression par décitabine et/ou inhibiteurs HDAC (inducteurs d’apoptose)

→ Mécanisme contribuant à la transformation leucémique

Nebbioso A et al, Nat Med, 2005

Liu TX et al, Nat Med, 2007

slide25

Bortezomib

Gènes cibles anti-apoptotiques

Résistance à l’apoptose

Diminution de Fas

Activation constitutive de la voie de signalisation NF-kB

Induction de l’apoptose par bortezomib

Kerbauy et al, Blood (2005)

Braun et al, Blood (2006)

conclusions 2
Conclusions 2
  • SMD de faible risque : événement initial encore inconnu (déterminisme constitutionnel à l’instabilité génomique ?)
  • SMD de haut risque et LAM secondaire : mutations ponctuelles, modifications épigénétiques de la chromatine et résistance à l’apoptose
slide27

Département d’Hématologie,

Institut Cochin

Emmanuel Gyan

Emilie Frisan

Cécile Pierre-Eugène

Anne Dubart-Kupperschmitt

Catherine Lacombe

Patrick Mayeux

Plate-forme Bioinformatique, Paris V

Nicolas Cagnard

Collaboration : P. Vyas, Oxford, UK

Service d’Hématologie Biologique

Martine Guesnu

Françoise Picard

Inserm UMR866, IFR100, Dijon

Carmen Garrido

Eric Solary

Investigateurs

Angers : M. Hunault-Berger

A. Paré : E. Cramer

Cochin : F. Dreyfus

Dijon : E. Solary

Toulouse : O. Beyne-Rauzy

Necker : B. Varet

Nice : S. Raynaud

Rouen : C. Bastard

Necker : B. Varet

Avicenne : P Fenaux

Lille : B. Quesnel