Régulation de la télomérase dans les cellules hématopoïétiques normales et leucémiques
Institution:
Toulouse 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Human telomerase is a ribonucleoprotein DNA polymerase comprising a catalytic protein subunit, telomerase reverse transcriptase (hTERT), which represents the rate-limiting state in telomerase activity, and a RNA template (hTR). The primary defined function of telomerase is to elongate telomere at the end of chromosomes and allow cells to bypass replicative senescence. Recently, other important cellular functions have been attributed to telomerase, including cell proliferation, genetic stability, protection against apoptosis and cell differentiation. HTERT is highly expressed in cancer cells including acute myeloid leukaemia (AML), and in proliferative tissues such as haematopoietic cells. Previous studies have indicated that telomerase activity is low in primitive haematopoietic cells, but increases upon stimulation with a mixture of cytokines in parallel to cell expansion, and then declines progressively during differentiation. These observations suggest a function for telomerase in haematopoiesis. The aim of our study was to assess hTERT regulation by HGF in normal and leukemic cells. In the first part of the study, we showed that in AML cells, treatment with TNF-α induces a decrease in hTERT gene transcription through a ceramide/JNK pathway, and that coincubation with GM-CSF can inhibit the effect of TNF-α. Interestingly, in normal haematopoietic progenitors, TNF-α also down-regulate hTERT gene expression alongside with a decrease in proliferation and an increase in differentiation. In the second part of the study, we investigated whether hTERT can be regulated during erythropoiesis, by erythropoietin (EPO) and TGF-β, wich are respectively the major positive and negative regulators of erythropoiesis. As a result, we demonstrated that EPO can stimulate hTERT transcription through a JAK2/STAT5/c-myc pathway, and that TGF-β counteracts this effect through Smad3 activation. Moreover, hTERT inhibition by ectopic expression of a dominant negative, reveals that EPO-mediated hTERT regulation serves neither for the proliferative response to EPO, nor to enhance cell survival, but can play a role in long term erythroid expansion. In conclusion, the compiled results produced clearly suggest that telomerase can be regulated by haematopoietic cytokines, and that all events leading to inhibition of hTERT expression may potentially alter haematopoiesis and lead to medullar insufficiency found in myelodysplastic syndromes for instance.
Abstract FR:
La télomérase est une transcriptase inverse constituée d'une sous-unité catalytique hTERT, facteur limitant de l'activité télomérase, et d'une sous-unité ribonucléique hTR. Sa fonction primordiale est de compenser l'érosion des télomères lors des divisions cellulaires. Cette enzyme est fortement exprimée dans la plupart des cellules tumorales dont les leucémies aiguës myéloïdes (LAM) ainsi que dans les cellules à renouvellement rapide comme les cellules de l'hématopoïèse. L'objectif de notre travail était d'étudier les voies de régulation de hTERT par les facteurs de croissance et les cytokines inhibitrices de l'hématopoïèse dans les cellules normales et leucémiques. Nous avons montré ainsi que le TNF-alpha inhibe dans des cellules de LAM, la transcription du gène hTERT en activant une voie céramide/JNK. Le GM-CSF permet de bloquer cette inhibition. De plus, le TNF-alpha régule négativement hTERT dans les progéniteurs hématopoïétiques normaux avec une diminution de la prolifération et une accélération de la différenciation. De même, au cours de l'érythropoïèse, l'EPO active transcriptionnellement hTERT via la voie JAK2/STAT5/c-myc. Le TGF-alpha active Smad3 et bloque cette activation. De plus, l'inhibition de hTERT par expression d'un dominant négatif a révélé que cette enzyme ne joue pas de rôle direct dans la prolifération induite par l'EPO ou la protection contre l'apoptose, mais permet l'expansion cellulaire à long terme. L'ensemble de nos résultats suggère que la télomérase peut être régulée par les cytokines de l'hématopoïèse, et que tout événement conduisant à la répression de l'expression de cette enzyme devrait induire de profondes altérations de l'hématopoïèse.