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Biologie des syndromes myélodysplasiques

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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Biologie des syndromes myélodysplasiques

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Presentation Transcript

  1. Biologie des syndromes myélodysplasiques M. Fontenay, Hôpital Cochin, Paris STH, Septembre 2007

  2. 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

  3. Lignée érythroïde Lignée granuleuse Lignée mégacaryocytaire Cytologie de la moelle → Classifications FAB (1982) et OMS (1998)

  4. 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

  5. IPSS: International prognosis scoring system

  6. Phénotype Hématopoïèse inefficace Transformation leucémique Relation IPSS/phénotype

  7. 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

  8. 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.

  9. CSH clonale (délétion 5q) NOD-SCID CD34+ CD38-

  10. 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

  11. 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 ?

  12. 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%

  13. 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

  14. 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

  15. 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

  16. 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

  17. Bcl-2 Voie mitochondriale de l’apoptose Fas ProCasp-8 Caspase-8 Cytochrome c Apaf-1 Caspase-9 Caspase-3 Bid Bax/Bakn Apoptose

  18. * 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

  19. 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

  20. 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 ?

  21. Perte d’hétérozygotie Haploinsuffisance Méthylation Mutation CH3 Deletion Deletion Deletion CH3 CH3 Hypothèse d’une instabilité génomique

  22. 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

  23. 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

  24. 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

  25. 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)

  26. 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

  27. 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

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