Leucémogénèse

DCEM1CHU Amiens 2013

Plan1. Définition

2. Rappels physiopathologiques

3. Leucémogénèse: concepts généraux Leucémies

La cellule souche leucémique

Mécanismes: Blocage de différenciation

Prolifération anormale

Epigénétique

Perte apoptose

Relations avec le microenvironnement

4. leucémie myéloïde chronique. T(9;22)

Définition

Leucémogénèse: ensemble des mécanismes responsables de la transformation d’une cellule normale en cellule leucémique.

Importance de la cellule d’origine: cf cellule souche leucémique

Importance des événements oncogéniques: n’ont pas tous la même valeur et chacun a des effets propres

Cellule Souche

Auto-renouvellement

Différenciation

Facteurs cellulaireset solubles

Progéniteurs

CFU-Mix

CFU-G

CFU-M

CFU-GM

CFU-Meg

CFU-EBFU-E

CFU-Baso

CFU-Eomatrice

sangMoelle

cellulestromale

Cellules matures

monocytes

neutrophiles

cell. dendritiques

plaquettes

hématies

basophiles

éosinophiles

Précurseurs

monoblastes

myéloblastes

mégacaryocytes

érythroblastes

myéloblastes

myéloblastes

CSH

C. Souches

Progéniteur myéloïde commun

Progéniteur lymphoïde commun

matrice

sangMoelle

cellulestromale

Cellules matures

CSH

C. Souches

Progéniteur myéloïde commun

Progéniteur lymphoïde commun

Lymph. B

Cell. NK

Lymph. T

Pro-B

Thymus

Pré-B

Pro-Thymocyte

Plasmocyte

Thymocyte

Progéniteurs Précurseurs

Déterminisme moléculaire de la différenciation cellulaire

Différenciation ex: régulation séquentielle de l’hématopoïèse par les facteurs de transcription

Hémopathies myéloïdes

CSH

Progéniteur myéloïdeCFU-GEMM

Progéniteur lymphoïdeCFU-L

LymphocytesB et T

BFU-E

CFU-E

GR

CFU-Mega

Méga-caryocyte

Plaquettes

CFU-Eo

PNE

CFU-B

PNB

CFU-GM

PNN

Monocyte

Thymus

Hémopathies myéloïdes

Immatures• LAM • MDS

MaturesSd

myéloprolifératifs

Vaquez

TE SHE LMCSplénomégalie

myéloïde

CSH

Progéniteur myéloïdeCFU-GEMM

Progéniteur lymphoïdeCFU-L

LymphocytesB et T

BFU-E

CFU-E

GR

CFU-Mega

Méga-caryocyte

Plaquettes

CFU-Eo

PNE

CFU-B

PNB

CFU-GM

PNN

Monocyte

Thymus

Hémopathies malignes LYMPHOIDES

Hémopathies lymphoïdes

Progéniteur lymphoïdeCFU-L

LymphocytesB et T

Thymus

Hémopathies lymphoïdes

Hémopathies lymphoïdes

ImmaturesLAL

MaturesLLC

Lymphomes

• Leucémies aiguës lymphoblastiques

- prolifération de cellules lymphoïdes immatures (blastes)- diagnostic: >20% de myéloblastes ds la MO

• Lymphomes.Leucémies matures

- Anomalies du tissu lymphoïde mature- hétérogénéité clinique et biologique

Leucémie myéloïde chronique (LMC)Sd myéloprolifératif

prolifération anormale de cellules de la lignée myéloïde

maintien d’une différenciation normale

diagnostic biologique: hyperleucocytose à PNN + basophiles+ éosinophiles. Myélémie sans hiatus de maturation. Thrombocytose.

chromosome Philadelphie: t(9;22). Bcr-Abl p210

évolution en 3 phases: chronique accélérée blastique (LAM)

Leucémies aiguës myéloblastiques (LAM1 à 7)prolifération de cellules myéloïdes immatures (blastes), caractérisée par un blocage de la différenciation, variable en fonction du sous type de LAM

diagnostic: >20% de myéloblastes ds la MO

- importance analyse cytologique, phénotype, CG et moléculaire

Hémopathies myéloïdes

Leucémogénèse: concepts généraux

Leucémies: pathologies acquises, clonales

oncogénèse : oncogènes/ gènes suppresseurs de tumeurs

sporadiques (très peu de cas familiaux)

nécessité caractérisation CG et moléculaire des différentes

leucémies

>100 mutations différentes ou réarrangements de

gènes ds LAM

CG: - translocations

- mutations ponctuelles et réarrangement de gènes

infrachromosomiques

A- approche générale

Découverte d’ ONCOGENES impliqués ds

leucémogénèse

Anomalies CYTOGENETIQUES

Translocations inversions

® 65% cas

® ACQUISES

® CLONALES

® RECURRENTES

® parfois associées à certains type d’hémopathies, de façon systématiques

T(8;14) LNH Burkitt

T(9;22) LMC

Conséquences MOLECULAIRES

Gènes de fusion

Protéines de fusion

Surexpression d’oncogènes

c-MYC sous promoteur IgH

BCR-ABL

c-MYC

ABL

Recherche d’autres

oncogènes (atteints par des anomalies non

détectables en CG)

ORIGINE GENETIQUE ACQUISE DES

LEUCEMIES :

REMANIEMENTS CHROMOSOMIQUES (DE

L'ADN)

Translocation Délétion

Trisomie / Monosomie Hyper / hypodiploidieMutation (indétectable sur le caryotype)

*

CONSEQUENCES MOLECULAIRES DES REMANIEMENTS CHROMOSOMIQUES :

MODIFICATION DE GENES CIBLES

Gène de fusion

Surexpression d'un gène

*Mutation : activatrice ou inactivatrice

Amplification

Haplo-insuffisance ouinactivation 2ème allèle

ACTIVATION D'ONCOGENES

INACTIVATION DE GENES SUPPRESSEURS DE TUMEUR (ANTI-ONCOGENES)

Normal : 2 allèles

remaniements

Protéines impliquées par translocations ds leucémies:

Protéines jouant un rôle ds hématopoïèse (différenciation): RAR, tjs impliqué ds LAM3 (promyélocyte)

AML1 impliqué ds LAL-B de l’enfant t(12;21): TEL-AML1

LAM de l’adulte T(8;21): ETO-AML1

Protéines de fusion impliquant une protéine à activité TK:En général activité TK constitutive

Soit R à acté TK: PDGF-R, ALK, FGFR1

Soit prot à acté TK intra cellulaire: ABL, ARG, JAK2

Nature de séquence en amont peut modifier fonction de protéine de fusion (cf BCR-ABL p190 et p210)

Translocations réciproques et leucémogénèse

Altérations génétiques sans anomalies CG

mutations ponctuelles

microdélétions activation d’oncogènes

Essentiellement,

Mutations de gènes impliqués ds transduction du signal (N-RAS, K-RAS)

Mutations de R à activité TK: FLT3, c-KIT

Mutations de FT impliqués ds l’hématopoïèse: c/EBP, mutations AML1

Généralités:

Anomalies récurrentes, associées à un type de leucémie. Mécanisme causal?

Insuffisantes à elles seules pour donner leucémie, en tous cas, LA sauf LMC: BCR-ABL suffisant

Arguments:Jumeaux syngéniques: TEL-AML1 in utéro. Latence et variabilité de survenue d’une LAL-BAnalyse sang de cordons: ETO-AML1 100x + fréquent que incidence de LAMExistence de prédispositions génétiques à LAM: FPD mutations de AML1, latence avant LAMModèles animaux

Leucémogénèse: processus multi étapes(1)

2- modèle en 2 étapes (Gilliland)

CBF

RARα

Réarr MLL

Co activateurs

C/EBP

blocage de différenciation

(aN FT° impliqués ds hématopoïèse)

bcr-abl

TEL-PDGFRβ

RAS

FLT3

autres TK activées

avantage prolifératif

(aN transduction signal et TK)

LEUCEMIE AIGUE

Leucémogénèse: processus multi étapes(2)

Leucémogénèse: processus multi étapes(3)

3- réalité complexe

CBF

RARα

Réarr MLL

Co activateurs

C/EBP

blocage de différenciation

bcr-abl

TEL-PDGFRβ

RAS

FLT3

autres TK activées

avantage prolifératif

LEUCEMIE AIGUE

WNT

Notch

Bmi-1

Hox

auto-renouvellement

Apoptose?

Epigénétique

MiRNA

… ?

autres…

Modèle de la leucémie myéloïde chronique

Sd myéloprolifératif

Stimulation lignées myéloïdes, essentiellement granuleux

chromosome Philadelphie: T(9;22) BCR-ABL

Modèle de leucémogénèse++

Évolution en 3 étapes: chronique/ accélérée/ blastique (= LAM)

Chaque étape: agressivité supplémentaire, acquisition aN CG et perte de différenciation

B- anomalie cytogénétique récurrente: t(9;22)

• Protéine Abl normale

-TK non R

- fonction complexe:

Intègre signaux extra et intra C et influence réponse cellulaire: cycle cellulaire, apoptose..

• Protéine bcr normale

- sérine-thréonine K

- fonction mal connue

C- conséquences moléculaires de t(9;22)

1- structure et fonction des protéines partenaires

2- transcrits de fusion BCR-ABL

p210

p230

p190

Fraction ABL constante – fraction BCR variable

Dérégulation de l’activité TK de Abl: activation

constitutiveAltération de la fonction auto-inhibitrice de SH3 par fusion avec BCR, …

Conséquences fonctionnelles:1- activation constitutive de signaux mitogènes

activation voie RAS-MAP kinases

activation voie JAK-STAT

activation PI3Kinase

activation voie Myc

2- altération de l’adhésion aux C stromales et MEC

Stroma régule négativement prolifération cellulaire. IFN réverse aN d’adhésion. Rôle intégrines

3- réduction de l’apoptose

- via Bcl2

- phosphorylation de Bad (proapoptotique)

D- mécanismes de transformation t(9;22)

Effets PROLIFERATIFS et ANTI-APOPTOTIQUES

Évolution inéluctable de toute LMC (délai médian 5 ans)

Augmentation prolifération et survie des cellules +

arrêt de différenciation

anomalies cytogénétiques supplémentaires fréquentes

coopération entre Bcr-Abl et anomalies génétiques surajoutées

Bcr-Abl favorise instabilité génomique dc anomalies 2daires

anomalies de p53 ou Rb

anomalies de gènes de différenciation : C/EBP

E- biologie de la crise blastique de LMC

autrefois: AraC-IFN allogreffe de CSH: seul Ttt curateur

développement d’un inhibiteur de TK: STI 571 (Glivec®)- compétition ave ATP pour fixation poche à ATP pas de

Pylation

rémissions CG et moléculaires complètes sous Glivec® seul:

apoptose cellules LMC Bcr-Abl

efficacité surtout en phase chronique, moins ds phases avancées

rechute à l’arrêt du traitement

pas d’effet sur cellules souches leucémiques

apparition de résistances par mutations ds domaine kinase

F- LMC: aspects thérapeutiques

VIII: leucémogénèse:vers des thérapeutiques ciblées ?

CBF

RARα

Réarr MLL

Co activateurs

C/EBP

blocage de différenciation

(aN FT° impliqués ds hématopoïèse)

bcr-abl

TEL-PDGFRβ

RAS

FLT3

autres TK activées

avantage prolifératif

(aN transduction signal et TK)

LEUCEMIE AIGUEinhibiteurs de TK:

GLIVEC

inhibiteurs FLT3

FTI

Agents différenciants:

ATRA, AsO3

inhibiteurs HDAC