Gene expression profiling in MDS and AML: potential and future avenues

Today, the classification systems for myelodysplastic syndromes (MDS) and acute myeloid leukemia (AML) already incorporate cytogenetic and molecular genetic aberrations in an attempt to better reflect disease biology. However, in many MDS/AML patients no genetic aberrations have been identified yet, and even within some cytogenetically well-defined subclasses there is considerable clinical heterogeneity. Recent advances in genomics technologies such as gene expression profiling (GEP) provide powerful tools to further characterize myeloid malignancies at the molecular level, with the goal to refine the MDS/AML classification system, incorporating as yet unknown molecular genetic and epigenetic pathomechanisms, which are likely reflected by aberrant gene expression patterns. In this study, we provide a comprehensive review on how GEP has contributed to a refined molecular taxonomy of MDS and AML with regard to diagnosis, prediction of clinical outcome, discovery of novel subclasses and identification of novel therapeutic targets and novel drugs. As many challenges remain ahead, we discuss the pitfalls of this technology and its potential including future integrative studies with other genomics technologies, which will continue to improve our understanding of malignant transformation in myeloid malignancies and thereby contribute to individualized risk-adapted treatment strategies for MDS and AML patients. Leukemia (2011) 25, 909-920; doi:10.1038/leu.2011.48; published online 29 March 2011

Spontaneous intramedullary apoptosis is present in disorders other than myelodysplasia

Myelodysplastic syndrome (MDS) is a group of hematopoietic disorders characterized by peripheral cytopenias in the presence of normo- or hypercellular dysplastic marrow. It has been suggested that premature intramedullary apoptosis may contribute to this phenomenon. We used terminal dUTP nick-end labeling (TUNEL) of bone marrow biopsy specimens and cytocentrifuge preparations from patients with MDS and a variety of other hematopoietic disorders to determine whether there is increased intramedullary apoptosis in MDS and whether any such effect is specific to MDS. TUNEL labeling of bone marrow from 24 patients with MDS revealed significant positivity in 10 of 11 patients with refractory anemia (RA), five of seven with RA and excess of blasts (RAEB), all three patients with RAEB in transformation (RAEB-t), and all three patients with RA with ring sideroblasts (RARS). The percent of positive cells ranged from 5 to 50% but showed no apparent correlation with morphological subtype. In a series of 29 patients with acute leukemia, 17 showed significant positivity (13 of 13 with myeloid disease: three M1, seven M2, one M3, two M4; four of 16 patients with lymphoid disease: one Burkitt-type lymphoma, two null acute leukemia, and one common acute lymphoid leukemia). Intramedullary apoptosis was associated with myeloid or early committed progenitor cells and was highest in secondary acute myeloid leukemia (AML). Normal bone marrow samples from 12 individuals showed no evidence of apoptosis. Our results suggest that an increased level of intramedullary apoptosis is apparent in both patients with MDS and those with AML; those with secondary AML have the highest levels. The relative absence of such findings in lymphoid malignancy suggests that the apoptotic pathways are different in this lineage.

A critical appraisal of tools available for monitoring epigenetic changes in clinical samples from patients with myeloid malignancies

Research over the past decade has confirmed that epigenetic alterations act in concert with genetic lesions to deregulate gene expression in acute myeloid leukemia and myelodysplastic syndromes. In addition, we now have the capability to pharmaceutically target epigenetic modifications, and there is an urgent need forearly validation of the efficacy of the drugs. Also, an improved understanding of the functionality of epigenetic modifications may further pave the road towards an individualized therapy. Here, we provide the pros and cons of the currently most feasible methods used for characterizing the methylome in clinical samples, and give a brief introduction to novel approaches to sequencing that may revolutionize our abilities to characterize the genomes and epigenomes in acute myeloid leukemia and myelodysplastic syndrome patients.

Prognostic significance of combined MN1, ERG, BAALC, and EVI1 (MEBE) expression in patients with myelodysplastic syndromes

Overexpression of MN1, ERG, BAALC, and EVI1 (MEBE) genes in cytogenetically normal acute myeloid leukemia (AML) patients is associated with poor prognosis, but their prognostic effect in patients with myelodysplastic syndromes (MDS) has not been studied systematically. Expression data of the four genes from 140 MDS patients were combined in an additive score, which was validated in an independent patient cohort of 110 MDS patients. A high MEBE score, defined as high expression of at least two of the four genes, predicted a significantly shorter overall survival (OS) (HR 2.29, 95 % CI 1.3-4.09, P?=?.005) and time to AML progression (HR 4.83, 95 % CI 2.01-11.57, P?

Risk of myeloid neoplasms after solid organ transplantation

Solid organ transplant recipients have elevated cancer risks, owing in part to pharmacologic immunosuppression. However, little is known about risks for hematologic malignancies of myeloid origin. We linked the US Scientific Registry of Transplant Recipients with 15 population-based cancer registries to ascertain cancer occurrence among 207 859 solid organ transplants (1987–2009). Solid organ transplant recipients had a significantly elevated risk for myeloid neoplasms, with standardized incidence ratios (SIRs) of 4.6 (95% confidence interval 3.8–5.6; N=101) for myelodysplastic syndromes (MDS), 2.7 (2.2–3.2; N=125) for acute myeloid leukemia (AML), 2.3 (1.6–3.2; N=36) for chronic myeloid leukemia and 7.2 (5.4–9.3; N=57) for polycythemia vera. SIRs were highest among younger individuals and varied by time since transplantation and organ type (Poisson regression P<0.05 for all comparisons). Azathioprine for initial maintenance immunosuppression increased risk for MDS (P=0.0002) and AML (2–5 years after transplantation, P=0.0163). Overall survival following AML/MDS among transplant recipients was inferior to that of similar patients reported to US cancer registries (log-rank P<0.0001). Our novel finding of increased risks for specific myeloid neoplasms after solid organ transplantation supports a role for immune dysfunction in myeloid neoplasm etiology. The increased risks and inferior survival should heighten clinician awareness of myeloid neoplasms during follow-up of transplant recipients.

GM-CSF receptor targeted treatment of primary AML in SCID mice using Diphtheria toxin fused to huGM-CSF

The severe combined immunodeficient (SCID) mouse model may be used to evaluate new approaches for the treatment of acute myeloid leukemia (AML). We have previously demonstrated the killing of SCID mouse leukemia initiating cells by in vitro incubation with human GM-CSF fused to Diphtheria toxin (DT-huGM-CSF). In this report, we show that in vivo treatment with DT-huGM-CSF eliminates AML growth in SCID mice. Seven cases of AML were studied. SCID mice were treated intraperitoneally with the maximally tolerated dose of 75 microg/kg/day for 7 days. Antileukemic efficacy was determined at days 40 and 80 after transplantation, by enumerating the percentages of human cells in SCID bone marrow using flow cytometry and short tandem repeat polymerase chain reaction (STR-PCR) analysis. Four out of seven AML cases were sensitive to in vivo treatment with DT-huGM-CSF at both evaluation time points. In three of these cases, elimination of human cells was demonstrated by flow cytometry and STR-PCR. One AML case showed moderate sensitivity for DT-huGM-CSF, and growth of the two remaining AML cases was not influenced by DT-huGM-CSF. Sensitivity was correlated with GM-CSFR expression. Our data show that DT-huGM-CSF can be used in vivo to reduce growth of AML and warrant further development of DT-huGM-CSF for the treatment of human AML.

c-Met inhibition in a HOXA9/Meis1 model of CN-AML

BACKGROUND: Hematopoiesis is a paradigm for developmental processes, hierarchically organized, with stem cells at its origin. Hematopoietic stem cells (HSCs) replenish progenitor and precursor cells of multiple lineages, which normally differentiate into short-lived mature circulating cells. Hematopoiesis has provided insight into the molecular basis of tissue homeostasis and malignancy. Malignant hematopoiesis, in particular acute myeloid leukemia (AML), results from impaired development or differentiation of HSCs and progenitors. Co-overexpression of HOX and TALE genes, particularly the HOXA cluster and MEIS1, is associated with AML. Clinically relevant models of AML are required to advance drug development for an aging patient cohort.

RESULTS: Molecular analysis identified altered gene, microRNA, and protein expression in HOXA9/Meis1 leukemic bone marrow compared to normal controls. A candidate drug screen identified the c-Met inhibitor SU11274 for further analysis. Altered cell cycle status, apoptosis, differentiation, and impaired colony formation were shown for SU11274 in AML cell lines and primary leukemic bone marrow.

CONCLUSIONS: The clonal HOXA9/Meis1 AML model is amenable to drug screening analysis. The data presented indicate that human AML cells respond in a similar manner to the HOXA9/Meis1 cells, indicating pre-clinical relevance of the mouse model.

Polysomy 8 defines a clinico-cytogenetic entity representing a subset of myeloid hematologic malignancies associated with a poor prognosis: report on a cohort of 12 patients and review of 105 published cases.

Tetrasomy, pentasomy, and hexasomy 8 (polysomy 8) are relatively rare compared to trisomy 8. Here we report on a series of 12 patients with acute myeloid leukemia (AML), myelodysplastic syndrome (MDS), or myeloproliferative disorder (MPD) associated with polysomy 8 as detected by conventional cytogenetics and fluorescence in situ hybridization (FISH). In an attempt to better characterize the clinical and hematological profile of this cytogenetic entity, our data were combined with those of 105 published patients. Tetrasomy 8 was the most common presentation of polysomy 8. In 60.7% of patients, polysomy 8 occurred as part of complex changes (16.2% with 11q23 rearrangements). No cryptic MLL rearrangements were found in cases in which polysomy 8 was the only karyotypic change. Our study demonstrates the existence of a polysomy 8 syndrome, which represents a subtype of AML, MDS, and MPD characterized by a high incidence of secondary diseases, myelomonocytic or monocytic involvement in AML and poor overall survival (6 months). Age significantly reduced median survival, but associated cytogenetic abnormalities did not modify it. Cytogenetic results further demonstrate an in vitro preferential growth of the cells with a high level of aneuploidy suggesting a selective advantage for polysomy 8 cells.

Correlations between imatinib pharmacokinetics, pharmacodynamics, adherence, and clinical response in advanced metastatic gastrointestinal stromal tumor (GIST): An emerging role for drug blood level testing?

Imatinib is the standard of care for patients with advanced metastatic gastrointestinal stromal tumors (GIST), and is also approved for adjuvant treatment in patients at substantial risk of relapse. Studies have shown that maximizing benefit from imatinib depends on long-term administration at recommended doses. Pharmacokinetic (PK) and pharmacodynamic factors, adherence, and drug-drug interactions can affect exposure to imatinib and impact clinical outcomes. This article reviews the relevance of these factors to imatinib's clinical activity and response in the context of what has been demonstrated in chronic myelogenous leukemia (CML), and in light of new data correlating imatinib exposure to response in patients with GIST. Because of the wide inter-patient variability in drug exposure with imatinib in both CML and GIST, blood level testing (BLT) may play a role in investigating instances of suboptimal response, unusually severe toxicities, drug-drug interactions, and suspected non-adherence. Published clinical data in CML and in GIST were considered, including data from a PK substudy of the B2222 trial correlating imatinib blood levels with clinical responses in patients with GIST. Imatinib trough plasma levels <1100ng/mL were associated with lower rates of objective response and faster development of progressive disease in patients with GIST. These findings have been supported by other analyses correlating free imatinib (unbound) levels with response. These results suggest a future application for imatinib BLT in predicting and optimizing therapeutic response. Nevertheless, early estimates of threshold imatinib blood levels must be confirmed prospectively in future studies and elaborated for different patient subgroups.

Predicting adverse events in children with fever and chemotherapy-induced neutropenia: the prospective multicenter SPOG 2003 FN study.

PURPOSE To develop a score predicting the risk of adverse events (AEs) in pediatric patients with cancer who experience fever and neutropenia (FN) and to evaluate its performance. PATIENTS AND METHODS Pediatric patients with cancer presenting with FN induced by nonmyeloablative chemotherapy were observed in a prospective multicenter study. A score predicting the risk of future AEs (ie, serious medical complication, microbiologically defined infection, radiologically confirmed pneumonia) was developed from a multivariate mixed logistic regression model. Its cross-validated predictive performance was compared with that of published risk prediction rules. Results An AE was reported in 122 (29%) of 423 FN episodes. In 57 episodes (13%), the first AE was known only after reassessment after 8 to 24 hours of inpatient management. Predicting AE at reassessment was better than prediction at presentation with FN. A differential leukocyte count did not increase the predictive performance. The score predicting future AE in 358 episodes without known AE at reassessment used the following four variables: preceding chemotherapy more intensive than acute lymphoblastic leukemia maintenance (weight = 4), hemoglobin > or = 90 g/L (weight = 5), leukocyte count less than 0.3 G/L (weight = 3), and platelet count less than 50 G/L (weight = 3). A score (sum of weights) > or = 9 predicted future AEs. The cross-validated performance of this score exceeded the performance of published risk prediction rules. At an overall sensitivity of 92%, 35% of the episodes were classified as low risk, with a specificity of 45% and a negative predictive value of 93%. CONCLUSION This score, based on four routinely accessible characteristics, accurately identifies pediatric patients with cancer with FN at risk for AEs after reassessment.

Étude des interactions protéiques impliquant NPM-MLF1 dans la leucémie myéloïde aiguë.

Différentes translocations génomiques sont fréquemment associées à l'apparition de leucémies myéloïdes aiguës (LMA). Ces translocations génomiques résultent de l’assemblage de deux gènes conduisant à la production d'une protéine de fusion. C'est le cas de la translocation t (3; 5) (q25.1; q34) impliquant le suppresseur tumoral NPM et l'oncogène MLF1 donnant naissance à la protéine de fusion NPM-MLF1. Généralement, les gènes impliqués dans ces translocations contrôlent la croissance cellulaire, la différenciation ou la survie cellulaire. Cependant, pour NPM-MLF1 les causes du gain ou de la perte de fonction associée à la translocation demeurent inconnues car nous ne savons pas comment cette translocation peut favoriser ou participer à l'avènement de la LMA. Le but de ce travail est d’analyser le rôle de NPM-MLF1 dans le cancer et d’examiner comment son activité contribue à la leucémie en faisant des études d’interactions protéine/protéine. En effet, l’étude de la fonction d’une protéine implique souvent de connaître ses partenaires d’interactions. Pour ce faire, la technique de double hybride dans la souche de levure AH109 a été utilisée. Tout d’abord, les ADN complémentaires (ADNc) de MLF1, NPM1 et de NPM-MLF1, MLF1-Like (une partie de MLF1 de l’acide aminé 94 à 157) normaux et mutés du domaine MTG8-Like constitué des acides aminés (a.a.) 151 à 164 de MLF1 (excepté NPM) ont été clonés dans un vecteur d'expression de levure pGBKT7. Les ADNc de GFI-1, mSin3A, PLZF, HDAC1 et HDAC3 ont été clonés dans le plasmide pGADT7 de façon à créer des protéines de fusion synthétiques avec le domaine de liaison à l'ADN et de trans-activation de la protéine GAL4. Le plasmide pGBKT7 possède un gène TRP1 et pGADT7 un gène LEU2 qui permettent la sélection des clones insérés dans la levure. Aussi, le pGBKT7 a un épitope c-myc et pGADT7 un épitope HA qui permet de voir l’expression des protéines par buvardage de type Western. Après la transformation des levures les interactions protéine/protéine ont été observées en vérifiant l’expression des gènes rapporteurs HIS3, LacZ, MEL1, ADE2 de la levure en utilisant des milieux de sélection YPD/-Leu/-Trp, YPD/-Leu/-Trp/-His, YPD/-Leu/-Trp/-His/-Ade, YPD/-Leu/-Trp/+ X-Gal, YPD/-Leu/-Trp/ + X-α-Gal. Ensuite, les interactions trouvées par double-hybride ont été vérifiées dans les cellules érythroleucémiques K562 par immuno-précipitation (IP) de protéines suivies de buvardages Westerns avec les anticorps appropriés. NPM-MLF1, MLF1, MTG8, MLF1-Like surexprimés dans les cellules K562 ont été clonés dans le plasmide pOZ-FH-N. pOZ-FH-N possède un récepteur IL-2 qui permet de sélectionner les cellules qui l’expriment ainsi qu’un tag Flag-HA qui permet de voir l’expression des protéines par buvardage-Western. Les résultats du double-hybride suggèrent une interaction faible de NPM-MLF1 avec HDAC1, HDAC3 et mSin3A ainsi qu’une interaction qui semble plus évidente entre NPM-MLF1 et PLZF, GFI-1. NPM interagit avec GFI-1 et mSin3A. Aussi, MLF1 et MLF1-Like interagissent avec HDAC1, HDAC3, GFI-1, PLZF mais pas avec mSin3A. Les IP suggèrent que NPM-MLF1 interagit avec HDAC1, HDAC3, mSin3A et PLZF. MLF1 et MLF1-Like interagissent avec HDAC1, HDAC3 et mSin3A. L’interaction de NPM-MLF1 avec GFI-1, MLF1 et MLF1-Like avec PLZF et GFI-1 n’a pas encore été vérifiée par IP. Ainsi, nos observations permettent de suggérer que NPM-MF1, MLF1 et NPM pourraient jouer un rôle dans la transcription et la régulation de l’expression de certains gènes importants dans l’hématopoïèse et une variété de processus cellulaires parce qu’ils interagissent avec différents corépresseurs. En déterminant les partenaires protéiques de MLF1, NPM et NPM-MLF1, leurs fonctions et comment NPM-MLF1 influence et modifie le fonctionnement cellulaire normal; il sera possible de renverser le processus de LMA favorisé par la t (3; 5) NPM-MLF1 par la technologie d’interférence à l’ARN.

Pharmacogénétique du DHFR chez les enfants leucémiques

Le dihydrofolate réductase (DHFR) est la principale cible du méthotrexate, un important composant du traitement de la leucémie lymphoblastique aiguë (LLA). Une association des polymorphismes du promoteur de DHFR avec l’issue de la LLA a été mise en évidence au laboratoire. Une survie sans événement (EFS) réduite corrélait avec les allèles A -317 et C -1610, et l’haplotype *1, défini par ces allèles. L’haplotype *1 était aussi associé à une expression élevée du DHFR. Dans cette étude, nous étendons l’analyse à la région régulatrice adjacente, d’environ 400 pb, correspondant au transcrit mineur non-codant du DHFR, qui joue un rôle essentiel dans la régulation de la transcription au niveau du promoteur majeur. Six polymorphismes ont été identifiés, parmi lesquels 5 étaient des SNPs et un polymorphisme de longueur composé d’un nombre variable d’éléments de 9 pb et d’une insertion/délétion de 9 pb. L’analyse d’haplotype, incluant tous les polymorphismes promoteurs, a révélé une diversification de l’haploytpe *1 en 5 sous-types (*1a à *1e). Les variations du promoteur majeur et les sous-types de l’haplotype *1 ont été par la suite analysés pour l’association avec l’issue de LLA. Un EFS réduit corrélait avec l’allèle A du polymorphisme G308A (p=0,02) et avec l’haplotype *1 (p=0,01). Des niveaux élevées d’ARNm étaient trouvés chez les porteurs de l’haplotype *1b (p=0,005) et pas pour les autres sous-types de l’haplotype *1. Alors, la mauvaise issue de LLA associée avec l'haplotype *1 est en effet déterminée par le sous-type *1b. Cette étude donne un nouvel aperçu des polymorphismes régulateurs du DHFR définissant plus précisément les variations du DHFR prédisposant un événement.

Systèmes vésiculaires colloïdaux pour la vectorisation de la 1-β-D-arabinofuranosylcytosine

La 1-β-D-arabinofuranosylcytosine (ara-C) demeure l’agent anticancéreux principalement utilisé dans le traitement de la leucémie myéloblastique aiguë (LMA), malgré sa dégradation et son élimination rapide après une administration parentérale. Son encapsulation dans des vecteurs pharmaceutiques, majoritairement des liposomes, a permis de surmonter ces inconvénients. L’objectif général de ce projet de doctorat était de développer deux systèmes à libération prolongée, à base de phospholipides, de cholestérol et de poly(éthylène glycol) (PEG) afin d’encapsuler l’ara-C et ultimement, d’améliorer son efficacité dans le traitement de la LMA. Des Sphérulites® (vésicules multilamellaires d’un type particulier) ont d’abord été étudiées pour leur forte capacité d’encapsulation, due à leur mode de préparation. Par la suite, une formulation liposomale capable, d’une part de cibler spécifiquement les cellules leucémiques et, d’autre part, de promouvoir la libération intracellulaire de l’ara-C grâce à sa sensibilité au pH, a été mise au point. Les deux formulations se devaient d’avoir un faible diamètre, une stabilité en présence de fluides biologiques et des temps de circulation prolongés chez l’animal. Une préparation de Sphérulites®, composée de Phospholipon 90G, de Solutol HS15 et de cholestérol, a permis d’obtenir des vésicules de 300 nm de diamètre. Un dérivé lipidique de PEG a pu être fixé à leur surface, sans modifier la disposition concentrique des lamelles, ni changer leur stabilité. Les Sphérulites® PEGylées ont été chargées d’ara-C et injectées chez le rat par la voie intraveineuse. Elles ont démontré des temps de circulation significativement prolongés comparativement aux Sphérulites® sans PEG. Cependant, l’ara-C s’est retrouvée éliminée de la circulation sanguine très rapidement, révélant une libération précoce du principe actif à partir de ces vésicules. Les liposomes sensibles au pH (~150 nm) ont été obtenus suite à l’insertion d’un copolymère à base de dioctadécyle, de N-isopropylacrylamide (NIPAM) et d’acide méthacrylique. L’anticorps anti-CD33, soit complet soit son fragment Fab’, a été fixé à la surface des liposomes afin de cibler les cellules leucémiques. Les essais in vitro ont démontré la spécificité de la formulation pour différentes cellules leucémiques (CD33+), sa stabilité en présence de protéines plasmatiques et la libération intracellulaire d’un marqueur fluorescent et de l’ara-C. Enfin, des études menées chez la souris saine et immunodéprimée inoculée de cellules HL60 ont montré que la formulation exposant le fragment Fab’ possédait un profil pharmacocinétique et une biodistribution semblables à ceux des liposomes contrôles non-ciblés. L’encapsulation de l’ara-C a permis d’améliorer grandement ses temps de circulation après une administration intraveineuse. Cependant, bien que les immunoliposomes ont permis de prolonger la survie des souris leucémiques comparativement à l’ara-C libre, l’addition du polymère sensible au pH n’a pas permis d’apporter de réel avantage à la formulation lorsque administrée in vivo. Les résultats obtenus dans ce travail de thèse ont, dans un premier temps, mis en évidence que les Sphérulites® pourraient s’avérer utiles dans la vectorisation d’agents anticancéreux si leur capacité à retenir le principe actif in vivo était améliorée. Dans un second temps, les données présentées avec les immunoliposomes suggèrent qu’ils pourraient apporter un bénéfice notable dans le traitement de la LMA.

Les polymorphismes des gènes encodant les protéines apoptotiques Bim et Bax : leur rôle dans la réponse thérapeutique chez les enfants ayant la leucémie lymphoblastique aiguë

INTRODUCTION Des réponses thérapeutiques variables aux glucocorticoïdes (GCs) sont observées parmi les patients atteints de la leucémie lymphoblastique aiguë (LLA). Les protéines Bax et Bim ont déjà montré un rôle important dans l’apoptose des cellules leucémiques. L’expression de Bax était plus basse chez les patients leucémiques résistants au médicament, de même une sensibilité diminuée aux GCs a été associée avec une expression réduite de Bim. La différence dans l’expression pourrait être due à des polymorphismes présents dans ces gènes et donc être associés avec la résistance aux GCs. MÉTHODE Dix-huit polymorphismes en régions régulatrices, 2 polymorphismes exoniques et 7 polymorphismes en région 3’UTR de ces gènes ont été analysés chez les témoins (n=50) et ont permis de déterminer un nombre minimal de polymorphismes suffisants pour définir les haplotypes (tagSNPs). Ces 8 polymorphismes ont ensuite été génotypés chez 286 enfants atteints de la LLA et ont été testés pour l’issue de la maladie par l’analyse de survie. RÉSULTATS Une survie sans évènement et une survie sans rechute diminuées ont été observées pour l’haplotype 3 (p=0,03 et p=0,02). Une survie globale diminuée a été associée avec l’homozygotie pour l’allèle exonique T298C>T (p=0,03), de même que pour les haplotypes 1 et 4 (p=0,04 et p=0,02) du gène Bim. CONCLUSION Les polymorphismes ont été associés avec une survie diminuée chez des enfants atteints de LLA. Il reste à tester d’autres polymorphismes présents dans ces deux gènes ainsi qu’à définir leurs fonctions afin de comprendre leurs rôles dans la réponse aux GCs.

Mécanisme de leucémogénèse par les oncogènes SCL et LMO1

La leucémie lymphoïde représente 30% de tous les cancers chez l’enfant. SCL (« Stem cell leukemia ») et LMO1/2 (« LIM only protein ») sont les oncogènes les plus fréquemment activés dans les leucémies aiguës des cellules T chez l'enfant (T-ALL). L’expression ectopique de ces deux oncoprotéines dans le thymus de souris transgéniques induit un blocage de la différenciation des cellules T suivie d’une leucémie agressive qui reproduit la maladie humaine. Afin de définir les voies génétiques qui collaborent avec ces oncogènes pour induire des leucémies T-ALL, nous avons utilisé plusieurs approches. Par une approche de gène candidat, nous avons premièrement identifié le pTalpha, un gène crucial pour la différenciation des cellules T, comme cible directe des hétérodimères E2AHEB dans les thymocytes immatures. De plus, nous avons montré que pendant la différenciation normale des thymocytes, SCL inhibe la fonction E2A et HEB et qu’un dosage entre les protéines E2A, HEB et SCL détermine l’expression du pTalpha. Deuxièmement, par l’utilisation d’une approche globale et fonctionnelle, nous avons identifié de nouveaux gènes cibles des facteurs de transcription E2A et HEB et montré que SCL et LMO1 affectent la différenciation thymocytaire au stade préleucémique en inhibant globalement l’activité transcriptionnelle des protéines E par un mécanisme dépendant de la liaison à l’ADN. De plus, nous avons découvert que les oncogènes SCL et LMO1 sont soit incapables d’inhiber totalement l’activité suppresseur de tumeur des protéines E ou agissent par une voie d’induction de la leucémie différente de la perte de fonction des protéines E. Troisièmement, nous avons trouvé que Notch1, un gène retrouvé activé dans la majorité des leucémies T-ALL chez l’enfant, opère dans la même voie génétique que le pré-TCR pour collaborer avec les oncogènes SCL et LMO1 lors du processus de leucémogénèse. De plus, cette collaboration entre des facteurs de transcription oncogéniques et des voies de signalisation normales et importantes pour la détermination de la destinée cellulaire pourraient expliquer la transformation spécifique à un type cellulaire. Quatrièmement, nous avons trouvé que les oncogènes SCL et LMO1 sont des inducteurs de sénescence au stade préleucémique. De plus, la délétion du locus INK4A/ARF, un évènement retrouvé dans la majorité des leucémies pédiatriques T-ALL associées avec une activation de SCL, collabore aves les oncogènes SCL et LMO1 dans l’induction de la leucémie. Cette collaboration entre la perte de régulateurs de la sénescence suggère qu’un contournement de la réponse de sénescence pourrait être nécessaire à la transformation. Finalement, nous avons aussi montré que l’interaction directe entre les protéines SCL et LMO1 est critique pour l’induction de la leucémie. Ces études ont donc permis d’identifier des évènements collaborateurs, ainsi que des propriétés cellulaires affectées par les oncogènes associés avec la leucémie et de façon plus générale dans le développement du cancer.