Comme TET2 hydroxyle les 5-mC en 5-hmC, l’hypothèse que la perte de l’activité
enzymatique de TET2 induit une augmentation de la méthylation de cytosine et une réduction du taux des 5-hmC dans le génome semble tout à fait normale. Cependant, comment les mutations TET2 modulent la méthylation de l’ADN reste controversé. δes études de la
méthylation du génome de patients atteints d’hémopathies malignes associées à des mutations
de TET2 ont décrit et une hyperméthylation et une hypométhylation selon les régions. Figueroa et al, en adoptant la technique HELP ont trouvé que les progéniteurs CD34+ de
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patients atteints de LAM de novo portant des mutations de TET2 montrent un nombre, relativement faible, de site HpaII hyperméthylés en comparaison avec les cellules CD34+ purifiées à partir de la moelle osseuse de sujets normaux (Figueroa et al. 2010). Néanmoins, il a été reporté que la réduction du taux de 5-hmC chez des patients avec différentes hémopathies myéloïdes malignes étaient associée principalement à une faible
hypométhylation de l’ADN au niveau de la plupart des sites CpG différentiellement méthylés
(Ko et al. 2010). δ’utilisation de la technique « Illumina Infinium 27k methylation array » pour étudier le profil de méthylation de patients atteints de SεD et d’autres hémopathies myéloïdes malignes chroniques mutées pour TET2 suggère que la méthylation globale de l’ADN global n’est pas altérée dans les cellules de moelle osseuse de ces patients (Ko et al. 2010). δ’étude du profil de méthylation de patients présentant des LMMC montre que les patients mutés pour TET2 présentent plus de régions hypométhylées au niveau des sites CpG différentiellement méthylés (Perez et al. 2012). Une étude similaire, sur des patients atteints de LMMC mutés TET2 a révélé, uniquement, deux gènes hyperméthylés, AIM2 et SP140 (Yamazaki et al. 2012). De plus, le knockdown de Tet2 est associé majoritairement à une
diminution des 5-hmC dans le corps des gènes ainsi qu’à une perte des 5-hmC au niveau des
régions exons/introns dans les cellules souches embryonnaires (CSE). Au niveau des promoteurs et des transcription staring site (TSS) le knock down de Tet2 résulte en une augmentation des 5-hmC probablement dûe à une compensation par Tet1 (Huang et al. 2014). Ces différences de variations du profil de méthylation en raison de l’inactivation de TET2 pourraient être dues aux variations génétiques comme la présence de mutations additionnelles
telles que les mutations d’IDH1/2 ou les mutations de DNMT3A, ou bien au contexte de la
maladie (SMD versus LAM) ou encore aux différences entre les approches techniques utilisées et les populations cellulaires utilisées par les différents groupes ou les régions concernées.
III-6-1 Autres mutations affectant les 5-hmC : III-6-1-a IDH1/ IDH2 :
IDH1 et IDH2 sont deux enzymes métaboliques qui métabolisent l’isocitrate en α-KG de façon NADP+ dépendante, au cours du cycle de Krebs. Les mutations de IDH1 ont été initialement détectées dans le glioblastome (Yan et al., 2009), elles ont été ensuite observées
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dans 10% des LAM (Mardis et al., 2009) et dans les NMP (2-5% des cas) et les SMD (3% des cas). Ces mutations touchent principalement le codon R132 de IDH1 et les codons R140
et R172 de IDH2. Les enzymes mutées ont la capacité de transformer l’ α-KG en 2-HG (Ward
et al., 2010), (Dang et al., 2010).
Comme l’α-KG est nécessaire pour la production des 5hmC par les protéines TET (He et al.,
2011), l’accumulation du β-HG inhibe l’activité de TETβ et conduit à une diminution des
5-hmC et à une augmentation consécutive des 5mC au niveau de régions promotrices des gènes cibles. Au cours de l’hématopoïèse, ceci résulte en l’altération de la différenciation et induit une augmentation des CSH et progénitrices (Figueroa et al., 2010a), (Figueroa et al., 2010b), un phénotype similaire à celui observé dans les cas mutés pour TET2.
Chez la souris, le Knock-in conditionnel d’Idh1R132H, dans le compartiment
hématopoïétique, entraine la production de 2-HG, l’expansion du pool des progéniteurs hématopoïétiques, l’altération de la différenciation. De plus, les souris présentent une anémie,
une splénomégalie et une hématopoïèse extramedullaire. δ’étude du profil de méthylation des
progéniteurs hématopoïétiques confirme la tendance vers l’hypermethylation observée dans le génome des patients mutés IDH1 (Sasaki et al., 2012).
Dans les hémopathies malignes, les mutations de IDH1/2 sont associées à un pronostic défavorable (Tefferi et al., 2012).
Les 2-HG inhibent non seulement la fonction de TETβ, mais aussi d’autres protéines dépendantes de l’α-KG telles que les histones déméthylases induisant ainsi une altération de la déméthylation des histones et une accumulation de la marque répressive di- et tri-méthylation de la lysine (Lu et al., 2012a).
III-6-1-b- Autres :
Le taux des 5-hmC ne dépend pas uniquement du statut d’activation des protéines TET. En effet, les mutations des enzymes métaboliques succinate dehydrogénase (SDH) et fumarate hydratase (FH) entrainent l’accumulation de leurs métabolites respectifs, le succinate et le
fumarate, qui inhibent l’activité de TETβ et réduisent par conséquent le taux des 5-hmC dans
les cancers (Xiao et al. 2012) (Letouze et al. 2013). Comme les 2-HG, ces métabolites peuvent inhiber les histones méthylases et induire une augmentation de la méthylation des
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histones (Letouze et al. 2013). δ’altération de la succinate dehydrogénase est répandue dans
les tumeurs stromales gastrointestestinales (GIST). δ’évaluation par immunohistochimie du taux de 5-hmC dans une cohorte de patients (GIST) chez qui la SDH est inactivée montre l’absence de 5-hmC dans 90% de ces tumeurs (Mason and Hornick 2013). Récemment, des mutations de la sous-unité SDHB de la SDH on été décrites à l’origine des tumeurs de paragangliomes et phéochromocytomes. Des mutations germinales de la FH et des mutations somatiques désactivant le second allèle ont été identifiées dans ces tumeurs induisant la réduction des 5-hmC (Castro-Vega et al. 2014). Il est à noter que les conséquences épigénétiques des mutations de la FH sont similaires à celles observées dans les tumeurs associées à des mutations de la sous unité SDHB suggérant que l’inhibition de TET2 et d’autres déméthylases pourraient avoir des conséquences épigénétiques qui chevauchent. Bien que ces mutations ne soient pas encore détectées dans les hémopathies malignes, il est possible que l’abondance de ces oncométabolites ou d’autres puisse affecter l’activité de
TET2 et la production des 5-hmC. Toutefois, il est important d’explorer les mutations de ces
enzymes et les taux relatifs de succinate et de fumarate dans les hémopathies myéloïdes malignes.
De plus, il a été reporté que les souris déficientes pour Dnmt3a-/- présentent une réduction du taux des 5-hmC dans des régions particulières du génome au niveau des CSHs et superposables aux régions démunies de méthylation (Jeong et al. 2014). Dans les régions présentant une réduction de la méthylation et non pas son absence totale, le taux des 5-hmC était plus élevé. Ainsi, les mutations de DNMT3A qui entrainent une réduction de son activité et par conséquent une réduction de la méthylation, dans la LAM, pourraient affecter la production des 5-hmC en fonction du degré de la méthylation résiduelle et de sa localisation génomique.
Les différents facteurs affectant le taux de 5-hmC sont indiqués dans la figure 6 (Figure 6). De nombreuses études suggèrent que les 5-hmC ne sont pas simplement des produits intermédiaires dans le processus de deméthylation mais peuvent aussi réguler l’expression génique dans la cellule (Wu et al. 2011) (Shen et al. 2013).
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Figure 6: Les différents facteurs affectant le taux des 5-hmC. Le taux de 5-hmC dans la
cellule peut être affecté directement ou indirectement par différents facteurs. Les mutations d’DH1/2 favorisent la conversion de l’isocitrate en β-hydroxyglutarate (2-HG). Les mutations
de la succinate déhydrogénase (SDH) et la fumarate hydratase (FH) entrainent l’accumulation
de leurs substrats respectifs, le succinate et le fumarate. Ces deux derniers en plus du 2-HG sont des métabolites compétiteurs de l’α-KG, nécessaires pour l’activité des TETs. δa déplétion ou l’inactivation de DNεTγA induit indirectement la réduction du taux de 5-hmC suite à la réduction de la méthylation. La vitamine C favorise l’activité des dioxygénases
comme TET2 en permettant le recyclage du FeII. Le miR-29a est capable de diminuer les
5-hmC en régulant l’expression de TET2.