La leucémie aiguë mégacaryocytaire
L’AMKL est un sous-type de LAM caractérisé par des mégacaryoblastes anormaux qui expriment une glycoprotéine de surface spécifique des plaquettes. La biopsie de la moelle osseuse démontre fréquemment une myélofibrose étendue, rendant souvent difficile l’aspiration chez ces patients. La LAM est rare chez les adultes, ne se produisant que chez 1 % des patients atteints de LAM, mais représente entre 4 % et 15 % des cas de LAM chez les enfants. En pédiatrie, la maladie est divisée en deux sous-groupes principaux : le LAM chez les patients atteints du syndrome de Down (DS-AMKL) et le LAM chez les patients sans syndrome de Down (non-DS-AMKL). Le LMA est le type de LAM le plus fréquent chez les enfants atteints du syndrome de Down, et son incidence est 500 fois plus élevée que dans la population générale. Des mutations somatiques de GATA1 sont trouvées dans presque tous les cas de DS-AMKL et précèdent le développement de la leucémie, comme l’indique leur présence chez les patients atteints d’une maladie myéloproliférative transitoire (MTD) pendant la période néonatale. Le non-DS-AMKL pédiatrique est un groupe hétérogène de patients, dont une proportion significative est porteuse d’oncogènes chimériques, notamment des réarrangements des gènes RBM15-MKL1, CBFA2T3-GLIS2, NUP98-KDM5A et MLL.
LeDS-AMKL est associé à un trouble hématologique de la petite enfance, appelé TMD. Dans ce trouble, une population clonale de mégacaryoblastes s’accumule dans le sang périphérique. Ces blastes sont phénotypiquement indiscernables des blastes leucémiques AMKL, et dans la majorité des cas, la rémission est spontanée dans les 3 mois en l’absence de traitement. Dans environ 20 % des cas de TMD, les patients développeront un SMD ou une AMKL. On pense que la TMD trouve son origine in utero, car on a constaté que des mutations de GATA1, la lésion génétique associée à la TMD, étaient présentes à la naissance chez les patients qui souffraient de TMD. Le séquençage de l’exome des TMD a révélé que les mutations non silencieuses dans ces blastes sont principalement limitées au gène GATA1. En revanche, les blastes AMKL sont porteurs d’un plus grand nombre de mutations, avec des lésions supplémentaires dans les gènes épigénétiques et de signalisation des kinases, ce qui entraîne la progression de la maladie. Collectivement, ces résultats appuient un modèle selon lequel les blastes TMD surviennent à la suite de mutations GATA1, acquièrent ce que l’on appelle un premier succès et persistent dans la moelle osseuse. D’autres lésions peuvent alors survenir, fournissant les événements coopératifs nécessaires au développement d’une leucémie complète.
Les protéines GATA sont des facteurs de transcription, dont trois sont exprimés principalement dans les cellules hématopoïétiques (GATA1, GATA2 et GATA3). GATA1 est nécessaire au développement des érythrocytes, des mégacaryocytes, des éosinophiles et des mastocytes. Les mutations détectées chez les patients DS atteints d’AMKL consistent en de courtes délétions, insertions et mutations ponctuelles dans l’exon 2 qui introduisent un codon stop prématuré. Cette protéine mutante plus courte conserve la capacité de se lier à l’ADN et d’interagir avec son cofacteur, mais elle est dépourvue du domaine d’activation transcriptionnelle et présente donc un potentiel de transactivation réduit. GATA1 est capable d’activer des gènes spécifiques de la lignée et de réprimer les gènes de maintien des progéniteurs en fonction des cofacteurs présents. La dérégulation de ces cibles contribue à l’arrêt de la différenciation observé avec le GATA1 tronqué qui n’est plus capable de transactiver la transcription des gènes spécifiques de la lignée. Étant donné que seulement 20 % des TMD évoluent vers la leucémie, quels sont les événements ou altérations ultérieurs qui font passer de l’état préleucémique à celui d’une tumeur maligne entièrement transformée ? Le séquençage de l’exome et le séquençage ciblé de 46 gènes ont permis de répondre à cette question, en identifiant des gènes mutés de manière récurrente dans trois grandes catégories : cohésine, régulateurs épigénétiques et molécules de signalisation. Il s’agit notamment des gènes du complexe cohésine STAG2, RAD21, SMC3, SMC1A, NIPBL et CTCF, des gènes du complexe PRC2 EZH2 et SUZ12, ainsi que des kinases telles que JAK1, JAK2, JAK3, MPL, KRAS et NRAS.
t(1;22), qui est observé exclusivement chez les nourrissons atteints d’AMKL, fusionne RBM15 et MKL1. MKL1 est un coactivateur transcriptionnel du facteur de réponse au sérum (SRF), un facteur de transcription qui régule l’expression des gènes impliqués dans la croissance, la prolifération et la différenciation cellulaire, ainsi que des gènes qui contrôlent le cytosquelette d’actine. Dans les cellules non stimulées, MKL1 s’associe aux monomères de G-actine et est retenue dans le cytoplasme. À la suite d’une stimulation et d’une polymérisation de l’actine médiée par Rho, les pools de G-actine sont épuisés et MKL1 se transloque vers le noyau, s’associant à SRF pour activer la transcription des gènes. RBM15 code une protéine contenant trois motifs de reconnaissance de l’ARN N-terminal qui se lient aux acides nucléiques et un domaine C-terminal paralogue et orthologue de Spen (SPOC) qui est supposé interagir avec les complexes corépresseurs SMRT et NCoR, ainsi qu’avec RBPJ, un facteur de transcription en aval de la signalisation Notch. La fusion de MKL1 avec RBM15 dérégule la localisation intracellulaire normale de MKL1 de sorte qu’elle devient constitutivement localisée dans le noyau, ce qui entraîne l’activation du SRF même en l’absence de stimuli. Outre le programme transcriptionnel du SRF, la fusion active également de manière aberrante les cibles transcriptionnelles du RBPJ. Bien qu’il ait été démontré que les deux programmes de transcription sont dérégulés par le gène de fusion, le degré auquel ils contribuent à la transformation n’est toujours pas clair.
Jusqu’à récemment, à l’exception de la fusion RBM15-MKL1, l’étiologie génétique de l’AMKL non-SD était restée insaisissable. Le séquençage du transcriptome d’une petite cohorte a permis d’identifier une inversion cryptique sur le chromosome 16 chez la moitié des patients qui a entraîné la jonction de CBFA2T3, un membre de la famille ETO des corépresseurs nucléaires, à GLIS2, un membre de la famille GLI des facteurs de transcription. Le profil d’expression génétique des cellules AMKL CBFA2T3-GLIS2 était distinct de celui des cellules AMKL dépourvues de ce transcrit chimérique, et d’autres sous-types génétiques de LAM pédiatrique. En outre, le gène de fusion CBFA2T3-GLIS2 conférait un mauvais pronostic, une constatation qui a été confirmée depuis. L’expression de CBFA2T3-GLIS2 dans des cellules hématopoïétiques de drosophile et de murin induit la signalisation de la protéine morphogénique osseuse (BMP), une voie qui n’avait pas été impliquée auparavant dans la LAM, et entraîne une augmentation marquée de la capacité d’auto-renouvellement des progéniteurs hématopoïétiques. Les cellules exprimant CBFA2T3-GLIS2 restent dépendantes des facteurs de croissance in vitro et n’induisent pas de leucémie chez la souris, ce qui est cohérent avec l’exigence de mutations coopératives. Dans l’ensemble, la charge totale de mutations somatiques dans les cas exprimant CBFA2T3-GLIS2 est faible ; cependant, on a constaté que plusieurs d’entre eux portaient des lésions dans un gène Janus kinase (JAK) et/ou une amplification somatique de la région critique du syndrome de Down sur le chromosome 21.
En plus de CBFA2T3-GLIS2, environ 8 % des cas de LAMK pédiatriques non-SD sont porteurs de la fusion NUP98-KDM5A. NUP98, un membre de la famille des nucléoporines ayant une activité de transactivation, fusionné à KDM5A, un doigt PHD se liant à H3K4me3, a été initialement décrit dans la LAM adulte. Lorsqu’il est introduit dans la moelle osseuse murine, cet oncogène de fusion induit un arrêt de la différenciation myéloïde et les souris développent une LAM avec une latence moyenne de 69 jours. Wang et ses collègues ont démontré que cette fusion se lie aux mononucléosomes H3K4me3, ce qui montre que le doigt PHD joue un rôle dans le ciblage de la fusion sur le génome. Il est intéressant de noter que l’analyse des puces à ADN a permis d’identifier plusieurs protéines polycombes portant des marques H3K4me3 qui sont transcriptionnellement régulées à la hausse en réponse à la fusion, tandis que les gènes domestiques avec des marques H3K4me3 constitutives sont restés inchangés. Les cibles polycombiques affectées, confirmées par immunoprécipitation de la chromatine, comprennent des gènes régulés à la hausse dans la leucémie à mutation MLL, tels que HOXA5, HOXA7, HOXA9, HOXA10, MEIS1 et PBX1. De plus, les auteurs démontrent un blocage de la liaison PRC2, le complexe qui antagonise les protéines polycombes par la répression transcriptionnelle des gènes cibles. Par conséquent, la fusion NUP98-KDM5A est capable d’empêcher l’extinction de facteurs de transcription critiques qui jouent un rôle dans le maintien du statut de progéniteur hématopoïétique, de manière similaire aux réarrangements du gène MLL. Il n’est donc peut-être pas surprenant que des événements de fusion MLL-AF9 et MLL-AF10 aient également été détectés dans les LAMK non SD. Comme ces lésions sont également présentes dans d’autres sous-types de LAM, il est probable que d’autres facteurs contribuent au développement de la maladie mégacaryoblastique. Les mutations coopérantes, la cellule cible et le microenvironnement ont tous le potentiel de diriger le lignage pendant le processus de transformation.