Conséquences fonctionnelles des mutations du gène SF3B1 dans les syndromes myélodysplasiques avec sidéroblastes en couronne
Functional consequences of SF3B1 mutations in myelodysplastic syndromes with ring sideroblasts
par Sabrina BONDU sous la direction de Michaëla FONTENAY
Thèse de doctorat en Hématologie et oncologie
ED 561 Hématologie, Oncogenèse et Biothérapies

Soutenue le Thursday 28 February 2019 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Cellules souches hématopoïétiques
  • Mutation (biologie)
  • Syndrome myélodysplasique

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Mots clés
SMD-SC, SF3B1, Épissage, Érythroferrone, Réplication et réparation de l'ADN
Resumé
Les syndromes myélodysplasiques (SMD) avec sidéroblastes en couronne (SMD-SC) sont des pathologies clonales de la cellule souche hématopoïétique caractérisées par une érythropoïèse inefficace et une surcharge mitochondriale et systémique en fer. Le gène SF3B1 est muté chez 90% des patients porteurs d'un SMD-SC. Il code pour un facteur d'épissage appartenant au complexe U2 du spliceosome. L'interaction de SF3B1 avec l'intron au niveau du site de branchement permet le recrutement d'U2. SF3B1 s'associe aussi avec la chromatine et sa dynamique de distribution dans le noyau est sous le contrôle de diverses protéines de réparation de l'ADN, telles FANCD2, FANCI, et BRCA1. Les conséquences fonctionnelles des mutations du gène SF3B1 (SF3B1MUT) dans les SMD-SC sont mal connues. Lors de ma thèse, je me suis intéressée aux anomalies d'épissage générées en aval des mutations de SF3B1 dans les cellules des patients porteurs d'un SMD. En accord avec les précédentes analyses de séquençage de l'ARN dans les pathologies SF3B1MUT, les mutations de SF3B1 sont associées à une utilisation préférentielle de sites accepteurs alternatifs dans les cellules mononucléées (CMN) de SMD. Nous avons identifié la surexpression d'un transcrit alternatif de l'érythroferrone (ERFE) dans les CMN et érythroblastes en culture SF3B1MUT. ERFE est une hormone sécrétée par les érythroblastes qui régule l'expression hépatique de l'hepcidine, cette dernière limitant la biodisponibilité du fer dans le plasma. Le transcrit alternatif d'ERFE (ERFE+12) n'est retrouvé que dans les cellules érythroïdes SF3B1MUT et son expression reflète l'érythropoïèse clonale induite par les mutations de SF3B1. ERFE+12 est traduit en un variant protéique fonctionnel. L'augmentation des concentrations des protéines ERFE canonique et alternative dans le plasma des patients SMD SF3B1MUT est corrélée à la diminution des taux d'hepcidine, et explique le développement précoce d'une surcharge systémique en fer. J'ai ensuite caractérisé les processus de réplication et de réparation de l'ADN dans les érythroblastes primaires humains SF3B1MUT et dans la lignée érythroïde murine G1E-ER4 CRISPR-Cas9 Sf3b1K700E. Nos expériences démontrent que les mutations de SF3B1 confèrent un avantage de prolifération aux précurseurs érythroïdes immatures en augmentant leur dynamique de réplication de l'ADN, via l'accélération de la progression des fourches. L'augmentation de la vitesse des fourches de réplication s'accompagne d'une exposition d'ADN simple-brin recouvert par la protéine p-RPA32, mais ne conduit pas à la formation de cassures double-brin de l'ADN. Les mutations de SF3B1 contribuent donc à accroître de façon inadéquate le compartiment des cellules érythroïdes immatures dans la moelle osseuse des patients SMD-SC. Nos prochains travaux viseront à déterminer par quels mécanismes les fourches de réplication sont accélérées, notamment avec l'exploration des intermédiaires de transcription R-loops.