Epigenomic and 3D-genomic changes in Mantle Cell Lymphoma
Changements épigénomiques et 3D-génomiques dans le lymphome à cellules du manteau
Résumé
Mantle cell lymphoma is an aggressive B cell malignancy with poor prognosis. More than 90% of MCL cases are associated with a recurrent chromosomal translocation t(11;14) that results in the overexpression of cyclin D1 (CCND1), a potent cell-cycle regulator. Nevertheless, CCND1 overexpression alone does not lead to malignancies in animal models. Thus, the development of MCL should be triggered by additional factors, which may guide the development of new therapies once discovered. A chromosomal translocation can trigger large-scale changes in the 3D genome organization, as well as the transcriptional and epigenetic changes in the translocated loci. Here we demonstrated that the translocated CCND1 locus on derivative chr14 is relocated to the nuclear center in MCL cells. This is accompanied by the appearance of a new super-enhancer (SE) inside this locus. Surprisingly, the region around the novel SE was not significantly enriched for the genes upregulated in MCL. Instead, most of the overexpressed genes were located on chr19 in both the MCL cell lines and the B cells from MCL patients. Among these genes, there were many related to lymphoma or other cancers. Using HiC, we detected the presence of an interchromosomal contact between chr11 and chr19, which was further confirmed by 3D-FISH. The contact colocalized with the active RNApolII and formed predominantly with the derivative CCND1 locus. We hypothesize that the deregulated chr19 genes contribute to the MCL oncogenesis, and their upregulation is at least partially explained by the action of an MCL-specific SE inside the CCND1 locus. Thus, inhibiting super-enhancer activity may represent a new treatment strategy for MCL. We tested two substances with such properties, Abemaciclib and Minnelide, in MCL cell lines and the B cells from MCL patients. Minnelide had a strong inhibitory effect on the chromatin landscape of MCL cells, including the novel SE, and was effective against mantle cell lymphoma cells in vitro and in vivo. Our results provide valuable preclinical data and novel insights into the mechanisms of MCL pathogenesis.
Mantle cell lymphoma is an aggressive B cell malignancy with poor prognosis. More than 90% of MCL cases are associated with a recurrent chromosomal translocation t(11;14) that results in the overexpression of cyclin D1 (CCND1), a potent cell-cycle regulator. Le lymphome à cellules du manteau (LM) est une tumeur maligne agressive à cellules B, caractérisée par un mauvais pronostic. Plus de 90 % des cas de LM sont associés à une translocation chromosomique récurrente t(11;14) qui entraîne la surexpression de la cycline D1 (CCND1), un puissant régulateur du cycle cellulaire. Néanmoins, la surexpression de la CCND1 seule ne suffit pas à provoquer des tumeurs malignes dans les modèles animaux. Par conséquent, le développement du LM doit être déclenché par d'autres facteurs, ce qui pourrait guider le développement de nouvelles thérapies une fois ces facteurs découverts. Une translocation chromosomique peut entraîner des modifications à grande échelle dans l'organisation 3D du génome, ainsi que des changements transcriptionnels et épigénétiques dans les loci transloqués. Nous avons démontré que le locus CCND1 participant à la translocation est déplacé vers le centre nucléaire dans les cellules de LM. Cela s'accompagne de l'apparition d'un nouveau super-enhancer (SE) à l'intérieur de ce locus. De manière surprenante, la région autour du nouveau SE n'était pas enrichie avec des gènes surexprimés dans les cellules de LM. En revanche, la plupart des gènes surexprimés dans les cellules de LM étaient situés sur chr19. Parmi ces gènes, beaucoup étaient liés au lymphome ou à d'autres cancers. En utilisant le Hi-C, nous avons détecté la présence d'un contact interchromosomique entre chr11 et chr19, confirmé par 3D-FISH. Ce contact se colocalise avec l'ARN polymérase II active et se forme principalement avec le locus CCND1 dérivé. Nous émettons l'hypothèse que les gènes dérégulés sur chr19 contribuent à l'oncogenèse du LM et que leur régulation est influencée par l'action d'un SE spécifique au LM à l'intérieur du locus CCND1. Ainsi, l'inhibition de l'activité du super-enhancer pourrait représenter une nouvelle stratégie thérapeutique pour le LM. Nous avons testé deux substances possédant de telles propriétés, l'Abemaciclib et le Minnelide, sur des lignées cellulaires de LM et sur les cellules B de patients atteints de LM. Le Minnelide a eu un fort effet inhibiteur sur le chromatine des cellules de LM, y compris le nouveau SE, et a été efficace contre les cellules de lymphome à cellules du manteau in vitro et in vivo. Nos résultats fournissent des données précliniques précieuses et de nouvelles perspectives sur les mécanismes de la pathogenèse du LM.
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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