Impacts fonctionnels et conséquences sur la différenciation hématopoïétique d’une mutation somatique récurrente du gène PU.1/SPI1 identifiée dans la macroglobulinémie de Waldenström
Institution:
université Paris-SaclayDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The ETS transcription factor PU.1/SPI1 is a major regulator of hematopoiesis. It is implicated in HSC, myeloid but also lymphoid biology and has been described as a tumor suppressor in human myeloid malignancies. We identified a PU.1 activating missense mutation in Waldenström macroglobulinemia (Q226E), a B-cell lympho-proliferative neoplasm, highlighting new oncogenic features for this transcription factor. This mutation affects the DNA-binding affinity of the protein and allows the mutant to more frequently bind to promoter regions with respect to wild-type protein, resulting in transcriptional activation of gene sets typically regulated by other ETS factors, such as ETS1, resulting in enhanced proliferation in model cell lines and murine primary B-cells. To analyze the properties of the mutant protein in physiological conditions, I developed mouse model carrying a Pu.1 Q226E Knock-In conditional allele. The use of a CD19-Cre transgene triggers the expression of the mutated protein in the B lymphoid lineage. Analysis of the early B cells development shows an increase response of pre-B cells to IL-7, associated to the accumulation of this population in vivo. I confirmed that the mutant protein stimulates B cell proliferation and showed that it also increases the differentiation of B cells into plasma cells (CD138+). Specifically, Pu.1 mutant induce an early increase of the expression of plasma-specific transcription factors, such as Blimp1 or Xbp1, and increases activation of the UPR pathway, which likely increases differentiation of mature B cells into plasma cells. These results describe a mechanism of oncogenic subversion of the function of a transcription factor as a result of the subtle modification of the DNA binding specificity of the protein, which affects proliferation and differentiation.
Abstract FR:
Le facteur de transcription PU.1/SPI1 de la famille ETS est un régulateur majeur de l'hématopoïèse, et de la différenciation des cellules souches, myéloïdes et lymphoïdes. Précédemment identifié comme un suppresseur de tumeur dans les malignités myéloïdes humaines, nous avons identifié une mutation somatique récurrente faux sens (Q226E) du gène PU.1 dans la macroglobulinémie de Waldenström, un syndrome lymphoprolifératif à cellules B. La mutation affecte la liaison à l'ADN de la protéine et permet au mutant de se lier et d'activer plus fréquemment les régions promotrices par rapport à la protéine de type sauvage. La liaison du mutant aux promoteurs active la transcription de gènes généralement activés par d'autres facteurs ETS, comme Ets1, entraînant une prolifération accrue dans les modèles de lignées cellulaires et les lymphocytes B primaires de souris. Pour analyser les propriétés du mutant dans des conditions physiologiques, nous avons développé un modèle de souris portant un allèle conditionnel Pu.1 Q226E Knock-In. L'utilisation d'un transgène CD19-Cre induit l'expression de la protéine mutée dans la lignée lymphoïde B. L'analyse du développement précoce des cellules B montre une augmentation de la réponse des cellules pré-B à l'IL-7, entraînant l'amplification de cette population in vivo. La protéine mutante stimule la prolifération cellulaire des lymphocytes B et augmente la différentiation des lymphocytes B en plasmocytes (CD138+). Plus précisément, ce mutant de Pu.1 semble augmenter précocement l'expression des facteurs de transcription spécifiques des plasmocytes, comme Blimp1 et Xbp1, et augmente l'activation de la voie UPR, permettant une différenciation plus importante des cellules B matures en plasmocytes. Ces résultats décrivent un mécanisme de subversion oncogénique de la fonction d’un facteur de transcription suite à la modification subtile de la spécificité de liaison à l'ADN de la protéine, qui affecte la prolifération et la différenciation.