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MPNST dans le contexte de la neurofibromatose de type 1

Le complexe Polycomb PRC2 : un acteur majeur de la tumorigenèse associée à la NF1

Eric Pasmant

Service de Biochimie et Génétique Moléculaire, GH Cochin-Broca-Hôtel Dieu, AP-HP EA 7331, Université Paris Descartes, Faculté des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques

Rauen KA. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2013;14:355-69

NF1

RASopathies

NF1

20 000 patients / France

Transmission autosomique dominante

Pénétrance complète

SNC

Neurofibrome Plexiforme

MPNST

Nf cutané

+/-‐

+/-‐ +/-‐ +/-‐

+/-‐ +/-‐ +/-‐ +/-‐

+/-‐

+/-‐

+/-‐

+/-‐

+/-‐

-‐/-‐ +/-‐

+/-‐

+/-‐

-‐/-‐

-‐/-‐

-‐/-‐

Neurofibrome

Tumeurs bénignes des gaines nerveuses

MPNST (Malignant Peripheral Nerve Sheath Tumor)

Tumeurs malignes des gaines nerveuses

Cellules de Schwann NF1 -/- Cellules de Schwann NF1 -/-

+/-‐

Inactivation somatique du 2sd allèle

Patient NF1+/-

Mutation germinale de NF1

Base de données

GENOTYPE Centre de référence Maladies Rares

Neurofibromatoses, Pr. Wolkenstein, Hôpital Henri Mondor

PHENOTYPE

561 familles NF1 1083 individus

Neurofibromatose de type 1

Hôpital Cochin, Paris Hôpital E. Herriot, Lyon

Grandes délétions du locus NF1

Recherche Négative

Mutations SPRED1 → Syndrome de Legius

Génotype NF1

Mutations du gène NF1 ~90%

~5% ~4%

~5% Grandes délétions du locus NF1

Pasmant et al. J Med Genet. 2012;49:483-9 Sabbagh et al. Hum Mutat. 2013;34:1510-8

Base de données

GENOTYPE Centre de référence Maladies Rares

Neurofibromatoses, Pr. Wolkenstein, Hôpital Henri Mondor

PHENOTYPE

561 familles NF1 1083 individus

Hôpital Cochin, Paris Hôpital E. Herriot, Lyon


~5% ~4%

~5% Grandes délétions du locus NF1

Mutations intragéniques du gène NF1 Délétions du locus NF1 ( > 1Mb)


~5% ~4%

~5%

Pasmant et al. Hum Mutat. 2010;31:E1506-18

Phénotype plus sévère

•  Susceptibilité accrue aux MPNST •  Difficultés d’apprentissage •  Dysmorphie faciale, Hypercroissance

Délétions du locus NF1 ( > 1Mb) Mutations intragéniques du gène NF1

NF1

RAB11FIP4

CRLF3

CENTA2

C17orf79

NF1-REP-a

NF1-REP-c

SUZ12P

C17orf41C17orf42

RNF135

OMGEVI2BEVI2A

UTP6SUZ12

Délétionrécurrente

•  Absence de corrélation génotype-phénotype

•  Modificateur génétique des neurofibromes : ANRIL


~5% ~4%

~5%



Sabbagh et al. Hum Mol Genet. 2009;18:2768-78 Pasmant et al. J Natl Cancer Inst. 2011;103:1713-22


NF1

RAB11FIP4

CRLF3

CENTA2

C17orf79

NF1-REP-a

NF1-REP-c

SUZ12P

C17orf41C17orf42

RNF135

OMGEVI2BEVI2A

UTP6SUZ12






NF1

RAB11FIP4

CRLF3

CENTA2

C17orf79

NF1-REP-a

NF1-REP-c

SUZ12P

C17orf41C17orf42

RNF135

OMGEVI2BEVI2A

UTP6SUZ12


Le PRC2 catalyse la triméthylation de la lysine 27 de l’histone 3 : H3K27me3

ANRIL est un grand ARN non codant qui interagit avec le PRC2 (Polycomb Repressive Complex 2)

Me

K27 27

KMe Me

Me Me Me Me

H3 H3 X

Le PRC2 catalyse la triméthylation de la lysine 27 de l’histone 3 : H3K27me3



•  Susceptibilité accrue aux MPNST


NF1

RAB11FIP4

CRLF3

CENTA2

C17orf79

NF1-REP-a

NF1-REP-c

SUZ12P

C17orf41C17orf42

RNF135

OMGEVI2BEVI2A

UTP6SUZ12


SUZ12

Me

K27 27

KMe Me

Me Me Me Me

H3 H3 X

ANRIL est un grand ARN non codant qui interagit avec le PRC2 (Polycomb Repressive Complex 2)

K27 27

Répression transcriptionnelle

chromatine

chr.17q11.2

CEN TEL

NF1 RAB11FIP4

CRLF3

CENTA2

C17orf79

NF1-REP-a NF1-REP-c

SUZ12P C17orf41 C17orf42

RNF135 OMG EVI2B EVI2A

UTP6 SUZ12

Délé$ons récurrentes du locus NF1

Modification de l’histone

KMe Me

Me Me Me Me

Me

Implication de SUZ12 et du PRC2 dans la tumorigenèse associée à la NF1 ?

H3 H3 X

Approches génomiques

Dr. Nicolas Ortonne, Pr. Karen Leroy Département de Pathologie Hôpital Henri Mondor, Créteil

49 MPNST Pr. Eric Legius

Department of GeneFcs LeuvenUniversity

Belgique Pays de Galles France Pr. Meena Upadhyaya

InsFtute of Medical GeneFcs Cardiff University

CGH-array

Plateforme NGS

Séquençage NGS ciblé

Séquençage ciblé de 14 gènes du PRC2 CGH-array 400K pangénomique

Approches génomiques CGH-array Séquençage NGS ciblé

49 MPNST

Mutations ponctuelles de SUZ12 et EED

MutaFon « tronquante »

MutaFon faux sens

Délétion SUZ12 17q11.2

Délétion EED 11q14.2

EED

SUZ1

2

K27

Me Me Me Me

H3

Approches génomiques CGH-array Séquençage NGS ciblé

49 MPNST

SUZ12 EED

* * * * * * * * * * * * * * * * *

* * *

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

39% des MPNST inac$vés SUZ12 -‐/-‐

14% des MPNST inac$vés EED -‐/-‐

DéléBon homozygote de SUZ12

DéléBon hétérozygote de SUZ12

DéléBon homozygote d’EED

DéléBon hétérozygote d’EED * MutaBon ponctuelle

K27

Me Me Me Me

H3

X X X

MPNST431092 PRC2 sauvage

H3K27Me3 : Signal nucléaire

MPNST466623 SUZ12 muté

Dr. Ortonne, département de Pathologie, Hôpital Henri Mondor

Perte d’H3K27me3 = Biomarqueur de l’inactivation du PRC2

H3K27me3 : perte d’expression

H3K27Me3

H3K27Me3

Capillaires (contrôles)

Thomas DeRaedt - Karen Cichowski Lab Department of Medicine, Harvard Medical School

Tumeur Constitutionnel

Souris transgéniques - Implication du PRC2

en cis

Cichowski et al. Science 1999;286:2172-‐6 Trp53+/- Nf1+/-

Nf1

X X P53

Perte du chromosome

LOH

Nf1

X X P53

Tumeur Constitutionnel en cis



Perte homozygote de Nf1 et Suz12 Suz12+/- Nf1+/- Nf1

Suz12

X X Perte du chromosome

LOH Nf1

Suz12

X X


Nf1

X X P53

Perte du chromosome

LOH

Nf1

X X P53

Trp53+/- Suz12+/- Nf1+/-

Nf1

Suz12

X X

Perte homozygote de Nf1, Trp53 et Suz12 X

P53

Perte du chromosome

LOH Nf1

Suz12

X X

X

P53

Tumeur Constitutionnel


en cis

Perte homozygote de Nf1 et Suz12 Suz12+/- Nf1+/- Nf1

Suz12

X X Perte du chromosome

LOH Nf1

Suz12

X X

Nf1

X X P53

Perte du chromosome

LOH

Nf1

X X P53



Suz12+/-

Nf1+/-

Trp53+/-; Nf1+/-

Trp53+/-; Suz12+/-; Nf1+/-

Suz12+/-; Nf1+/-



La perte de fonction du PRC2 induit une perte de la marque H3K27me3, remplacée par H3K27Ac

K27me3 K27me3 K27me3 X K27Ac K27Ac K27Ac

BRD4

Trp53+/-‐;Nf1+/-‐ MPNST

Trp53+/-‐;Nf1+/-‐;Suz12+/-‐

Souris transgéniques - Rationnel thérapeutique

Pasini et al. Characterization of an antagonistic switch between histone H3 lysine 27 methylation and acetylation in the transcriptional regulation of Polycomb group target genes. Nucleic acids research 2010;38, 4958-4969


BRD4

La marque H3K27Ac est lue par des protéines à bromodomaines BET (bromodomain and extraterminal), dont BRD4


Filippakopoulos et al. Nature 2010;468:1067-73


Jun Qi


BRD4

K27Ac K27Ac K27Ac

BRD4

La marque H3K27Ac est lue par des protéines à bromodomaines BET (bromodomain and extraterminal), dont BRD4

Des inhibiteurs pharmacologiques compétitifs peuvent cibler les bromodomaines

BRD4

JQ1 empêche la liaison de BRD4 à H3K27Ac Filippakopoulos et al. Nature 2010;468:1067-73

X X JQ1



K27Ac K27Ac K27Ac

BRD4 X X JQ1

Trp53+/-; Suz12+/-; Nf1+/-

De Raedt T, Beert E, Pasmant E, Luscan A, Brems H, Ortonne N, Helin K, Mautner V, Kehrer-Sawatzki H, Clapp W, Bradner J, Vidaud M, Upadhyaya M, Legius E. Cichowski K. PRC2 loss amplifies Ras driven transcription and confers sensitivity to BRD4-based therapies. Nature 2014 In Press

Souris transgéniques - Approche thérapeutique

JARID2

EZH1 EZH2 AEBP2 PCL

SUZ12 EED RbAp46/48

•  Le complexe PCRC2 est un acteur majeur de la tumorigenèse associée à la NF1

•  L’association d’un anti-MEK et d’un anti-BRD constitue une nouvelle épi-thérapie validée chez les souris transgéniques Suz12+/-; Nf1+/-

•  La marque H3K27me3 constitue un biomarqueur pour l’initiation thérapeutique et le suivi du traitement ►Confirmation sur une grande cohorte de MPNST

•  Le modèle de la coopération entre les anomalies de la voie RAS-MAPK et du PRC2 pourrait s’appliquer à d’autres types tumoraux

Conclusion

Collaborations internationales : - Groupe d’Eric Legius Department of Human Genetics, Catholic University Leuven, Belgium - Groupe de Karen Cichowski Thomas De Raedt Harvard Medical School, Boston, USA - Groupe de Meena Upadhyaya Institute of Medical Genetics, Cardiff University, Cardiff, UK - Groupe de Victor Mautner University Medical Centre, Hamburg-Eppendorf, Germany

Hôpital Cochin, Paris : D. Vidaud, E. Pasmant, B. Parfait, A. Luscan, M. Vidaud Hôpital Mondor, Créteil : P. Wolkenstein, L. Allanore, N. Ortonne, S. Ferkal, K. Leroy

Armelle Luscan (Doctorante) Eric Pasmant (MCU-PH) Michel Vidaud (PU-PH) Dominique Vidaud (MCU-PH) Ivan Bièche (MCU-PH) Béatrice Parfait (MCU-PH) Ingrid Laurendeau (IE)

Association Neurofibromatoses et Recklinghausen Ligue Française Contre les Neurofibromatoses PHRC Ligue contre le Cancer Fondation ARC pour la recherche sur le cancer

Remerciements

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