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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