Etude des longs ARNs non codants dans les leucémies aiguës myéloïdes : relevance clinique et caractérisation fonctionnelle
Institution:
Toulouse 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Long noncoding RNAs (lncRNAs) are defined as transcripts longer than 200 nucleotides without protein-coding potential. Long considered as useless, their recent study has demonstrated that lncRNAs have important roles in gene expression regulation. Cumulative evidence points toward the implication for lncRNAs deregulation in tumorigenesis. In this study, we sought to evaluate specific lncRNAs expression profiles among cytogenetically normal AML patients (CN-AML), their involvement in this pathology being barely referenced. The RNA sequencing that we performed on forty CN-AML patients allowed us to highlight a minimal set of 12 differentially expressed lncRNAs in AML patients bearing the mutation in the Nucleophosmin gene (NPM1). These results were confirmed by RT-qPCR (Fluidigm) on a validation set of 134 CN-AML patients. Among these, we identified one putative biomarker, the lncRNA XLOC_109948, whose low expression indicates a good prognosis, especially for NPM1-mutated patients. Consistently, the downregulation of XLOC_109948 using GapmeRs in a NPM1-mutated AML cell line enhances apoptosis of these cells treated with aracytine, suggesting the role of XLOC_109948 in drug sensitivity. We also functionally characterized another lncRNA of the NPM1 signature, that we named LONA (lncRNA overexpressed in NPM1-mutated AML patients). On one hand, we observed that the mutation of NPM1 leads to a nuclear delocalization of LONA lncRNA, which consequently modulates its cellular functions. Loss and gain of functions strategies allowed us to show that LONA seems to have oncogenic effects in a NPM1 mutated AML context, where it is implicated in vitro in myeloid differentiation and in vivo cellular growth processes by regulating the expression of master genes such as THSB1, ASB2, and MAFB. At the contrary, the deregulation of LONA lncRNA in a NPM1 wild type AML context leads to opposite and tumor suppressor effects, suggesting a different regulation depending on the mutational status of NPM1. On the other hand, the LONA’s genomic locus is located on chromosome 6, within a cluster of histone coding genes. In NPM1 mutated AML patients, we observed that the expression of LONA inversely correlates with the expression of some neighboring histones genes. Consistently, the downregulation of LONA lncRNA by using GapmeRs in a NPM1 mutated AML cell line leads to the upregulation of some proximal histones genes of the cluster. By RNA immunoprecipitation, we showed that LONA interacts with the Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2), suggesting its contribution to epigenetic regulation of histone genes transcription and chromatin remodeling. More preliminary, we also think that LONA could regulate the maturation step of histone messengers by sequestrating, as a molecular sponge, the snRNA U7, a small regulatory RNA implicated in the maturation of histone messengers 3’ ends. Altogether, these data suggest that lncRNAs could be considered as strong prognostic biomarkers and emerged as key players in the pathogenesis of Acute Myeloid Leukemia.
Abstract FR:
Les longs ARNs non codants (lncRNAs) sont définis comme des transcrits ayant une taille supérieure à 200 nucléotides et dépourvus de potentiel codant. Longtemps considérés comme inutiles, leur étude récente a démontré qu’ils jouent un rôle important dans l’expression de nos gènes. On compte d’ailleurs de plus en plus d’exemples de ces lncRNAs dérégulés dans les cancers. Notre étude visait à évaluer l’existence de profils d’expression particuliers de lncRNAs au sein des leucémies aiguës myéloïdes à caryotype normal (LAM-CN), dont l’implication dans cette pathologie n’est que peu décrite. Le séquençage des ARNs que l’on a effectué sur une cohorte de 40 patients atteints de LAM-CN nous a permis de faire ressortir une signature minimale de 12 lncRNAs différentiellement exprimés chez les patients porteurs de la mutation dans le gène de la nucléophosmine (NPM1). Ces résultats ont été validés par RT-qPCR (Fluidigm) sur une cohorte indépendante composée de 134 nouveaux patients atteints de LAM-CN. Parmi cette signature, nous avons identifié un biomarqueur potentiel, le XLOC_109948, dont la faible expression est associée à un bon pronostic, particulièrement chez les patients NPM1 mutés. De plus, l’inhibition de ce lncRNA par transfection transitoire de gapmeRs dans une lignée cellulaire de LAM NPM1 muté augmente l’apoptose de ces cellules traitées à l’aracytine, suggérant un rôle du XLOC_109948 dans la sensibilité au traitement. Nous avons également caractérisé un autre lncRNA de la signature NPM1, baptisé LONA (LncRNA Overexpressed in NPM1-Mutated AML patients). Nous avons remarqué d’une part, que la mutation NPM1 induit une délocalisation nucléaire du lncRNA LONA, ce qui impacte ses fonctions cellulaires. Des stratégies perte et gain de fonctions ont montré que LONA aurait un rôle oncogénique en contexte de LAM NPM1 muté où il est impliqué in vitro et in vivo dans les processus de différentiation myéloïde et de croissance cellulaire en régulant l’expression de gènes cruciaux tels que THBS1, ASB2 ou MAFB. A l’inverse, la dérégulation de LONA en contexte de LAM NPM1 sauvage induit des effets opposés et suppresseurs de tumeurs, suggérant des régulations différentes en fonction du statut mutationnel de NPM1. D’autre part, le locus du lncRNA LONA est situé sur le chromosome 6 humain, au sein du cluster HIST1 codant des gènes des histones canoniques. Chez les patients NPM1 muté, l’expression du lncRNA LONA est inversement corrélée à celle de gènes voisins codant des histones. De manière cohérente, la diminution du lncRNA LONA dans notre lignée de LAM NPM1 muté est associée à une augmentation de l’expression de certaines des histones proximales du cluster. Par immunoprécipitation d’ARN, nous avons montré que LONA interagit avec le complexe de répression Polycomb (PRC2), suggérant sa contribution dans les régulations épigénétiques de la transcription des histones. De manière plus préliminaire, le lncRNA LONA pourrait également réguler l’étape de maturation des messagers des histones canoniques, en séquestrant telle une éponge moléculaire le snRNA U7, un petit ARN régulateur impliqué dans la maturation des extrémités 3’ des ARNs messagers des histones. L’ensemble de ces données suggère que les lncRNAs pourraient être considérés comme des biomarqueurs potentiels robustes, et apparaissent comme des acteurs clés dans le développement des leucémies aiguës myéloïdes.