Activité de l'acide tout-trans-rétinoïque dans les leucémies aigües myéloïdes portant des mutations sur les isocitrate déshydrogénases : combinaisons et perspectives thérapeutiques

• Main Author: Boutzen, Héléna
• Other Authors: Toulouse 3
• Language: fr
• Published: 2015
• Subjects: ATRA; Leucémie; Différenciation
• Online Access: http://www.theses.fr/2015TOU30328

Les leucémies aigües myéloïdes (LAM) sont caractérisées par l'accumulation de blastes leucémiques pour lesquels les programmes de différenciation sont dérégulés. Les mutations des isocitrate déshydrogénases (IDH), présentes chez 15% des patients atteints de LAM à risque cytogénétique intermédiaire, participent à cette dérégulation en induisant la production de R-2-Hydroxyglutarate (R-2-HG), responsable d'une hyperméthylation globale de l'ADN. Nous avons identifié une signature génique spécifique de la mutation IDH1 R132H, caractérisée par une dérégulation des facteurs de transcription clés impliqués dans la différenciation granulocytaire, mais également par la dérégulation de gènes répondeurs à la différenciation induite par l'ATRA. Nous avons montré que la mutation IDH1 R132H sensibilise les lignées cellulaires et blastes d'échantillons primaires de patients à la différenciation induite par l'ATRA, à la fois in vitro et in vivo à des concentrations cliniquement relevantes. De plus, le traitement par une forme perméante du R-2-HG sensibilise la forme IDH1 WT à la différenciation induite par l'ATRA, alors que l'inhibition de la production du R-2-HG réduit de façon significative les effets de l'ATRA dans la lignée HL60 IDH1 R132H. L'ATRA permet de diminuer la viabilité cellulaire et augmenter l'apoptose spécifiquement en présence de la mutation IDH1 R132H, et conduit à une réduction drastique de la formation de colonies en milieu semi-solide. Il réduit également la prise tumorale de la lignée MOLM14 IDH1 R132H xénogreffées dans des souris NOD-Scid-IL2rynull et augmente de façon très significative la survie globale des souris, révélant l'effet potentiellement anti-leucémique de l'ATRA spécifiquement en présence de la mutation IDH1 R132H. Nous avons également mis en évidence un effet synergique entre l'ATRA et le dasatinib, spécifiquement en présence de la mutation IDH1 R132H, à la fois in vitro et in vivo. Pour finir, nous avons montré que la mutation IDH1 R132H réduit la survie de souris xénogreffées par rapport à la forme sauvage, ainsi que la sensibilité in vitro aux chimiothérapies classiquement utilisées pour le traitement des LAM (AraC et Idarubicine). Malgré tout, l'ajout d'ATRA permet d'augmenter l'efficacité des chimiothérapies, spécifiquement en présence de la mutation IDH1 R132H. Pour conclure, cette étude donne un rationnel pour tester ces combinaisons au cours de futurs essais cliniques dans ce sous-groupe de patients. === Acute myeloid leukemia (AML) is characterized by accumulation of malignant blasts with impaired differentiation programs due to recurrent mutations such as isocitrate dehydrogenase (IDH) mutations found in 15% of AML patients. These mutations result in the production of (R)-2-hydroxyglutarate (2-HG), leading to a hypermethylation phenotype that impairs hematopoietic differentiation. Here we identified mutant IDH1-specific gene signatures regulated by key transcription factors involved in myeloid differentiation and responsive to retinoids. Accordingly, we showed that the presence of the IDH1 mutation sensitized AML cell lines and primary patient samples to all-trans retinoic acid (ATRA)-induced differentiation both in vitro and in vivo using clinically achievable doses. Moreover, treatment with a cell-permeable form of 2-HG sensitized wild-type IDH1 AML cells to ATRA-induced myeloid differentiation, while inhibition of 2-HG production significantly diminished ATRA effects in mutant IDH1 cells. ATRA treatment specifically decreased cell viability and induced apoptosis of mutant IDH1 blasts in vitro. ATRA also reduced tumor burden of mutant IDH1 AML cells xenografted in NOD-Scid-IL2rynull mice and highly increased mice overall survival, revealing a potent anti-leukemic effect of ATRA in the presence of IDH1 mutation. Moreover, we showed a synergistic effect between ATRA and dasatinib specifically in the presence of IDH1 R132H mutation, both in vitro and in vivo. Finally, we demonstrated that IDH1 R132H reduces survival of mice xenografted with mutant cell lines compared to the WT, and reduces sensitivity to chemotherapies (AraC and Idarubicine) in vitro. Nevertheless, the association of ATRA to chemotherapies increases their activity specifically in the presence of IDH1 R132H mutation. These therapeutic strategies hold promise for this AML patient subgroup in future clinical studies.