La fusion ETO2-GLIS2 est l’altération génétique la plus fréquemment retrouvée dans les LAM-M7 de novo, et est associée à un pronostic particulièrement défavorable (178,180,227). Elle résulte d’une inversion du chromosome 16 qui code pour une protéine de fusion exprimant la grande majorité des gènes ETO2 et GLIS2. Plusieurs variants ont été observés, impliquant les exons 10, 11 et 12 de ETO2 et les exons 1, 2 et 3 de GLIS2 (Figure 25).
La fusion ETO2-GLIS2 a été initialement découverte dans des LAM-M7 pédiatriques. Masetti et coll. ont également identifié cette fusion dans d’autres sous-types de LAM M0 à M5 de la classification FAB, excluant les groupes M3 et M6 (227), suggérant que cette fusion n’est pas restreinte au sous-groupe des LAM-M7. Cette altération génétique est associée à un pronostic particulièrement défavorable indépendamment du sous-type de LAM.
Figure 25 : Représentation schématique des gènes ETO2 et GLIS2 et des transcrits de fusion.
Les gènes GLIS2 et ETO2 sont localisés sur le chromosome 16. Il existe plusieurs variants de la fusion ETO2-GLIS2 impliquant les exons 10, 11 et 12 de ETO2 et 1, 2 et 3 de ETO2-GLIS2. La fusion la plus fréquemment retrouvée est la fusion "11-3" indiquée par une étoile rouge.
La fusion ETO2-GLIS2 implique deux régulateurs transcriptionnels.
Le gène ETO2, aussi nommé MTG16 ou CBFA2T3, code une protéine de la famille ETO qui est exprimée dans toutes les cellules hématopoïétiques. ETO2 est un cofacteur transcriptionnel qui interagit avec les facteurs de transcription du complexe Heptad (SCL, RUNX1, GATA…). Une inactivation d'Eto2 chez la souris est associée à une perte de fonction/maintien des HSC (228,229). ETO2 joue aussi un rôle clé dans la régulation de la mégacaryopoïèse (115) en réprimant certains gènes impliqués dans la différenciation terminale (comme GATA1 et
PF4)(230).
GLIS2 est un facteur de transcription de la famille GLI impliqué dans la voie de signalisation Hedgehog. Les patients présentant la fusion ETO2-GLIS2 montrent une signature transcriptionnelle de surexpression des gènes cibles de cette voie (178). GLIS2 est fortement exprimé dans le rein et serait impliqué dans le maintien et l’architecture du rein
(231). Des mutations de GLIS2 sont associées à une fibrose et une atrophie du rein appelée néphronophtisie (232). Une étude récente d'inactivation par shRNA dans une approche de criblage a impliqué GLIS2 dans la régulation de l’hématopoïèse, et plus spécifiquement comme régulateur positif de la capacité de repopulation des progéniteurs hématopoïétiques lors de greffe (233). Indépendamment, l'expression de GLIS2 aurait un effet défavorable sur le processus de reprogrammation cellulaire (234).
Bien que l'expression de la fusion ETO2-GLIS2 conduise à une augmentation de l’autorenouvellement des progéniteurs hématopoïétiques murin in vitro (180), aucun modèle de leucémogenèse in vivo par expression de la fusion ETO2-GLIS2 n'a été rapporté à ce jour.
CONTEXTE ET OBJECTIFS
La fusion ETO2-GLIS2 a été décrite pour la première fois en 2012 par plusieurs laboratoires (178,180). Au sein de notre équipe, l'identification et la caractérisation de cette fusion a été réalisée par une approche combinée de xénogreffe de cellules de patients LAM-M7 et d'analyse génétique par RNAseq (178). Avant le commencement de ma thèse, j'ai participé à ce travail par la caractérisation de la récurrence de la fusion dans une cohorte de 31 patients LAM-M7 de novo pédiatriques en collaboration avec Jean-Pierre Bourquin (Zurich, Suisse). L'identification des patients ETO2-GLIS2+ (26% des LAM7 pédiatriques de novo), pour lesquels nous avions déjà des profils d'expression, a permis de mettre en évidence que la fusion ETO2-GLIS2 est associée à une signature transcriptionnelle distincte des autres LAM7 pédiatriques (235).
La fréquence élevée de la fusion ETO2-GLIS2 au sein des LAM7 pédiatriques de novo, son association avec un mauvais pronostic (180) et la signature transcriptionnelle spécifique constituaient des éléments moteurs pour l'étude des mécanismes de transformation par cette fusion qui étaient inconnus.
Les données fonctionnelles disponibles, détaillées dans l'introduction générale, indiquaient que ETO2 est un cofacteur transcriptionnel qui interagit avec les facteurs de transcription du complexe Heptad, et est impliqué dans le maintien, la prolifération et le devenir des progéniteurs hématopoïétiques. En revanche, aucune donnée n'était disponible pour GLIS2 et dehors de son appartenance à une famille de facteurs de transcription GLI/GLIS/ZIC incluant les facteurs GLI impliqués dans la réponse transcriptionnelle à une stimulation de la voie de signalisation Hedgehog. L'hypothèse était donc que la fusion ETO2-GLIS2 implique deux régulateurs transcriptionnels et entraîne une dérégulation de l'expression génique contribuant à la transformation leucémique.
Notre objectif a donc été de caractériser la signature transcriptionnelle induite par l'expression de la fusion pour identifier ses gènes cibles, de définir les contributions relatives des facteurs ETO2 et GLIS2 et de mieux comprendre les mécanismes moléculaires
à la base de cette dérégulation transcriptionnelle. Les résultats obtenus ont été publiés dans l'Article 1.
D'autre part, les capacités de transformation de la fusion ETO2-GLIS2 n'étaient pas connues. En particulier, les bases cellulaires et/ou moléculaires de l'association spécifique de cette fusion, tout comme d'autres oncogènes de fusion, avec les leucémies pédiatriques restent inexpliquées.
Une autre observation importante, rapportée par l'équipe de F Locatelli, rapidement après son identification, était que la fusion ETO2-GLIS2, initialement découverte chez des enfants diagnostiqués pour une LAM-M7, est également retrouvée dans d’autres sous-types de LAM pédiatriques (LAM-M0 à M5).
Afin d'obtenir des données expérimentales permettant de comprendre les déterminants de la transformation et des phénotypes induits par ETO2-GLIS2, j'ai analysé d'autres échantillons de patients et développé plusieurs approches de modélisation de l'expression de la fusion ETO2-GLIS2 chez la souris. Les résultats de ces approches sont l'objet de l'Article 2 qui est en cours de considération pour publication.