identification et ciblage des voies moléculaires associées à la fonction suppresseur de tumeur d'ikaros dans les leucémies aiguës lymphoblastiques

contexte la leucémie aiguë lymphoblastique b (lal-b) affecte les progéniteurs des cellules b. les lal-b, notamment celles exprimant bcr-abl, sont souvent fatales, soulignant la nécessité de nouvelles thérapies. 30% des lal-b (et 80% des cas bcr-abl+) ont des pertes mono-alléliques du gène ikzf1, qui code le facteur de transcription ikaros. ces délétions sont prédictives d'un mauvais pronostic. le mécanisme de suppression tumorale par ikaros reste à élucider. nous avons montré que l'haplo-insuffisance pour ikzf1 accélère la leucémogenèse dans un modèle murin de lal-b induit par bcr-abl. les lal-b déficientes pour ikzf1 ont une signature transcriptomique spécifique, incluant des gènes impliqués dans l'adhésion, la fonction des cellules souches et le métabolisme. nos données montrent aussi un rôle crucial d'ikaros dans la différenciation b, peut-être via une modulation de l'activité polycomb. ces résultats suggèrent un lien entre fonctions d'ikaros dans la différenciation et la suppression tumorale. projet notre hypothèse est qu'ikaros agit comme suppresseur de tumeur dans les lymphocytes b en cours de différenciation dans la moelle osseuse. la perte d'ikaros induit l'activation de gènes, voies oncogéniques qui coopèrent avec bcr-abl dans les cellules prob. nous proposons d'explorer les bases cellulaires et moléculaires de la fonction d'ikaros dans le développement b, la leucémogenèse des lal-b bcr-abl+ chez la souris, et les lal-b humaines. objectifs 1) comprendre pourquoi ikaros est indispensable pour la transition entre stades prob et préb. nous explorerons comment ikaros influence la prolifération et la différenciation des cellules préb, et déterminerons si ikaros contrôle les voies de signalisation en aval du récepteur des cellules préb (prébcr). nous déterminerons si ikaros inhibe la fonction de stat5, un régulateur clé des cellules b normales et leucémiques. nous déterminerons si ikaros module le remodelage de la chromatine dans les cellules prob, et analyserons notamment son rôle dans l'activité de polycomb. l'importance des mécanismes identifiés pour les lal-b sera étudiée dans l'objectif 2. 2) comprendre le rôle d'ikaros dans des modèles murins de lal-b. nous déterminerons si l'inactivation d'ikaros dans les cellules prob est suffisante pour induire une lal-b. nous testerons si les gènes dépendant d'ikaros contrôlent des propriétés importantes des cellules leucémiques comme l'adhésion, la migration et l'invasion. notamment, nous étudierons si la signalisation via igf1r est cruciale pour la leucémie, par des approches in vitro et in vivo. l'effet thérapeutique du ciblage d'igf1r sera testé. 3) comprendre les effets de l'inactivation d'ikzf1 dans les lal-b humaines. nous transposerons les résultats des études murines aux lal-b humaines. nous déterminerons si des signatures similaires caractérisent les lal-b humaines et murines déficientes pour ikzf1. nous évaluerons si le ciblage d'igf1r a un effet thérapeutique dans des systèmes de xéno-transplantation. résultats attendus 1) ces études élucideront la fonction d'ikaros dans le développement b. elles révèleront comment ikaros contrôle des voies clé (signalisations par le prébcr et l'il7), et affecte la dynamique des processus épigénétiques pendant la différenciation. elles éclaireront les fonctions physiologiques dérégulées par la perte d'ikaros dans les lal-b. 2) ces études identifieront les mécanismes par lesquels la perte d'ikaros promeut la leucémogenèse des lal-b murines bcr-abl+. elles révélerons comment les gènes, voies moléculaires dépendantes d'ikaros modifient la biologie des cellules de lal-b. elles détermineront si la voie de l'igf1r promeut la croissance et le maintien des cellules leucémiques déficientes pour ikaros. 3) ces études étendront les connaissances obtenues chez la souris aux lal-b humaines portant des délétions d'ikzf1. elles valideront de nouvelles stratégies thérapeutiques dans des modèles de xénogreffe.

context b cell acute lymphoblastic leukemia (b-all) is a disease of b cell progenitors. b-alls (notably those expressing bcr-abl) are often fatal, highlighting a need for new therapeutic approaches. 30% of b-alls (and 80% of bcr-abl-positive ones) exhibit mono-allelic deletions of the ikzf1 gene which encodes the ikaros transcription factor. ikzf1 deletions are predictive of poor clinical outcome. how ikaros functions as a tumor suppressor is unclear. we have shown that ikzf1 haploinsufficiency accelerates leukemia development in a mouse model of bcr-abl b-all. ikzf1-deficient leukemias exhibit a distinct gene expression signature that includes genes involved in adhesion, stem cell function and metabolism. our data also show that ikaros is required for b cell development, perhaps by modulating the activity of polycomb repressive complexes in these cells. these results suggest a potential link between ikaros function in b cell differentiation and its function as a tumor suppressor. project hypothesis ikaros functions as a tumor suppressor in b cells undergoing differentiation in the bone marrow. ikaros deficiency results in the derepression of pro-oncogenic genes, pathways that cooperate with bcr-abl to accelerate leukemogenesis in large preb cells. we propose to explore the cellular and molecular basis of ikaros function in b cell development in vitro and in vivo, in murine models of bcr-abl b-all, and in human b-all. objectives 1) understand why ikaros is absolutely required for the prob to preb cell transition. we will investigate how ikaros influences prob cell proliferation and differentiation, and ask if ikaros controls signaling pathways downstream of the pre-b cell receptor. we will determine if ikaros antagonizes the function of stat5, a key transcriptional regulator in normal and leukemic b cells. we will determine if ikaros modulates chromatin remodeling in prob cells, and will focus on its role in recruiting polycomb activity. identified pathways will be tested for their relevance to b-all in objective 2. 2) investigate the role of ikaros in murine b cell leukemia models. we will determine if ikaros inactivation in prob cells is sufficient to induce b-all. we will test if ikaros-dependent genes control key aspects of leukemogenesis such as adhesion, migration and invasion. in particular, we will investigate if igf1r-dependent signaling is crucial for leukemia progression, using both in vitro and in vivo approaches. pre-clinical studies targeting this receptor will be assessed. 3) determine the effects of ikaros inactivation in human b-all. we will translate the results from mouse leukemias to human b-all. we will determine if similar gene expression signatures characterize murine and human b-all with ikaros deficiency. we will evaluate, in pre-clinical xeno-transplantation studies, if targeting of igf1r can provide therapeutic benefits in vivo. expected results 1) these studies will elucidate the function of ikaros in b cell development. they will reveal how ikaros controls key pathways (pre-bcr signaling, il7-induced proliferation) and affects dynamic epigenetic processes during differentiation. they will provide important insight into the physiological functions deregulated by ikaros deficiency in b-all. 2) these studies will identify the mechanisms by which ikaros deficiency promotes leukemia in murine bcr-abl b-all. they will reveal how ikaros-dependent genes, pathways modify the biology of b-all cells. they will determine if the igf1r pathway promotes the growth and maintenance of ikaros-deficient leukemias. 3) these studies will apply the knowledge gained from mouse models to the biology of human b-all carrying ikzf1 deletions. they will validate novel clinical strategies in xenograft models.