Germinal epimutation of Fragile Histidine Triad (FHIT) gene is associated with progression to acute and chronic adult T-cell leukemia diseases

Background: Human T cell Leukemia virus type 1 (HTLV-I) is etiologically linked to adult T cell leukemia/lymphoma (ATL) and an inflammatory neurodegenerative disease called HTLV-I-associated myelopathy or tropical spastic paraparesis (HAM/TSP). The exact genetic or epigenetic events and/or environmental factors that influence the development of ATL, or HAM/TSP diseases are largely unknown. The tumor suppressor gene, Fragile Histidine Triad Diadenosine Triphosphatase (FHIT), is frequently lost in cancer through epigenetic modifications and/or deletion. FHIT is a tumor suppressor acting as genome caretaker by regulating cellular DNA repair. Indeed, FHIT loss leads to replicative stress and accumulation of double DNA strand breaks. Therefore, loss of FHIT expression plays a key role in cellular transformation. Methods: Here, we studied over 400 samples from HTLV-I-infected individuals with ATL, TSP/HAM, or asymptomatic carriers (AC) for FHIT loss and expression. We examined the epigenetic status of FHIT through methylation specific PCR and bisulfite sequencing; and correlated these results to FHIT expression in patient samples. Results: We found that epigenetic alteration of FHIT is specifically found in chronic and acute ATL but is absent in asymptomatic HTLV-I carriers and TSP/HAM patients' samples. Furthermore, the extent of FHIT methylation in ATL patients was quantitatively comparable in virus-infected and virus non-infected cells. We also found that longitudinal HTLV-I carriers that progressed to smoldering ATL and descendants of ATL patients harbor FHIT methylation. Conclusions: These results suggest that germinal epigenetic mutation of FHIT represents a preexisting mark predisposing to the development of ATL diseases. These findings have important clinical implications as patients with acute ATL are rarely cured. Our study suggests an alternative strategy to the current "wait and see approach" in that early screening of HTLV-I-infected individuals for germinal epimutation of FHIT and early treatment may offer significant clinical benefits

Integrated Genetic and Epigenetic Analysis of Adult T-Cell Leukemia/Lymphoma : From Biology to Clinic

Les leucémies/lymphomes à cellules T de l’adulte (Adult T-cell leukemia/Lymphoma, ATL) sont des hémopathies lymphoïdes T CD4+ malignes matures rares, induite par le rétrovirus HTLV-1 (Human T lymphotropic virus type 1). Nous avons étudié différents aspects moléculaires de la lymphomagenèse HTLV-1 induite sur une série rétrospective de patients pris en charge pour un ATL.Nous avons dans un premier temps étudié la marque épigénétique hydroxymethylation (5hmc) de l’ADN, ainsi que les enzymes la régulant sur des cellules primaires d’ATL. Nous avons observé une diminution du taux de 5hmc dans les formes agressives comparativement aux formes indolentes qui corrélait avec une diminution de l’expression de la dioxygénase TET2 et avec la survie des malades. Nous avons également mis en évidence la présence de mutations somatiques du gène TET2 chez moins de 10% des patients et identifié un polymorphisme surreprésenté dans le locus de TET2 chez les patients atteints ATL comparé à des patients chroniquement infectés sains ethniquement appariés.Dans un deuxième temps, nous avons exploité une technique de PCR « ligation médiée » suivie d’un séquençage à haut débit afin d’étudier l’architecture de l’intégration virale comme outil de maladie résiduelle. Nous avons retrouvé une meilleure sensibilité de cette technique pour définir la réponse au traitement par rapport aux critères de réponse actuels ouvrant la voie de son utilisation pour le suivi des patients.Enfin, nous avons étudié le paysage des altérations génomiques sur une cohorte de 60 patients par une approche globale. Nous avons observé des mutations sur 3 voies principales : TCR/NF-KB, trafic cellulaire T et échappement au système immunitaire corroborant les résultats d’une récente étude sur une population de patients japonais. L’analyse par RNAseq a révélé la perturbation systématique de l’expression génique cellulaire induite par l’intégration virale soit par le biais d’un transcrit chimérique partant du LTR 3’ viral soit par un arrêt de la transcription d’un gène cellulaireLe suivi de patients progressant d’une forme indolente à une forme agressive a révélé l’acquisition de mutations activatrices principalement sur la voie de signalisation TCR/NF-KB. Le suivi de patients ayant rechuté après une période de rémission a également révélé l’acquisition de nouvelles mutations.Ces résultats soulignent la spécificité de la lymphomagenèse HTLV-1, qui procède d’une part d’évènements secondaires à l’intégration virale au sein du génome cellulaire, induisant la perturbation de l’expression de gènes cellulaires (premier évènement oncogénique) et d’autre part à l’accumulation d’altérations génomiques secondaires, communs aux autres hémopathies lymphoïdes T et B matures, responsables de la transformation.Adult T cell leukemia/lymphoma (ATL) is a rare and mature T cell malignancy induced by the retrovirus HTLV-1 (Human T-lymphotropic virus type 1) which bears a dismal prognosis. We have studied several molecular aspects of HTLV-1 induced lymphomagenesis on a retrospective cohort of ATL patients.First, we analyzed the global level of the DNA epigenetic mark hydroxymethylation (5hmc) as well as of enzymes implicated in its regulation in primary ATL cells. We observed a reduction of the 5hmc level in aggressive ATL compared to indolent forms with a positive correlation between the reduction of the 5hmc level, the decrease of the TET2 dioxygenase transcript and the patient overall survival. We found that somatic mutations in TET2 were present with a frequency of less than 10% but identified a SNP in TET2 locus whose frequency in ATL patients was higher compared to that of an ethnically matched control population.In a second part, we took advantage of a new technique of ligated mediated PCR followed with high throughput sequencing to analyze the viral integration architecture as a means of minimal residual disease detection. We demonstrate that this technique allows a better definition of the treatment response compared to actual consensus response criteria.Finally, we performed an integrated genomic analysis of a retrospective cohort of 60 ATL patients. We identified alterations targeting the TCR/NFKB signaling pathway, T cell trafficking and immune escape mechanisms, consistent with previous findings described in a Japanese ATL cohort. RNAseq analysis revealed the systematic perturbation of host gene expression secondary to viral integration and proceeding via the viral antisense leading to the production of a virus-host chimeric transcript production or the direct transcription termination of a host gene. Analysis of matched sequential samples of patients progressing from an indolent to an aggressive form revealed in most of the cases the acquisition of mutations affecting the TCR/NF-KB pathway. Analysis of sequential samples from patients who relapsed after a remission period also showed the acquisition of additional genetic alterations.These results underscore the specific nature of HTLV-1 induced lymphomagenesis, which proceeds on the one hand through mechanisms induced by the viral integration in the host genome, and consequent host-gene expression perturbation (viral first oncogenic hit) and on the other hand through secondary oncogenic mutations in various pathways, common to other mature B and T cell lymphoid malignancies

Apports des dérivés lipidiques de l'amphotéricine B dans la prise en charge des infections fongiques

Les formulations lipidiques de l'amphotéricine B sont au nombre de trois : l'amphotéricine B en dispersion colloïdale, l'amphotéricine B en complexe lipidique et l'amphotéricine B liposomale. Ces trois formulations diffèrent par leur composition en lipides et, en conséquence, par leurs caractéristiques physiques et pharmacocinétiques, leur efficacité et leur tolérance. Les études cliniques ont montré de façon générale une amélioration de la tolérance comparativement à l'amphotéricine B désoxycholate, en particulier sur le plan rénal. Cependant si la néphrotoxicité est moindre elle n'est pas nulle. Peu d'études randomisées ont été réalisées avec ces formulations lipidiques. Aucune d'entre elles ne démontre de façon convaincante la supériorité en terme efficacité d'une des formulations lipidiques par rapport à l'amphotéricine B désoxycholate. Récemment une étude en double aveugle, comparant dose standard d'amphotéricine B liposomale (3 mg/kg/j) et dose de charge (10 mg/kg/j pendant 14 jours) relayée par la dose standard, a démontré sans ambiguïté un taux de réponse de 50 % en fin de traitement randomisé et une survie de 72 % à trois mois dans le traitement de première ligne des infections à champignons filamenteux, principalement aspergillaires. Les résultats étaient numériquement inférieurs dans le bras à 10 mg/kg mais la différence n'est pas significative. L'absence de bénéfice d'une haute dose d'amphotéricine B liposomale dans les aspergilloses ne peut cependant pas être extrapolée aux autres infections à champignons filamenteux. La néphrotoxicité de la dose de charge était notablement plus marquée et contre-indique son utilisation en pratique clinique

Détection de différents rétrovirus chez des primates non-humains infectés par STLV-1 ou SFV et pathologie viro-induite

Les rétrovirus STLV-1 (Simian T Lymphotropic Virus Type 1) et SFV (Simian Foamy Virus) infectent un grand nombre d'espèces de primates non-humains de l'Ancien Monde. STLV-1 est l'équivalent simien du rétrovirus humain HTLV-1 (Human T-cell Lymphotropic Virus Type 1). Tandis que l'infection par SFV est asymptomatique, STLV-1, comme HTLV-1 est l'agent étiologique de la Leucémie/Lymphome T de l'adulte. L'ATL est une maladie de sombre pronostic avec une médiane de survie de 6 mois dans la forme aiguë. Une lymphocytose associée à une charge provirale (PVL ou nombres de copies du génome viral, intégrées dans la cellule hôte) élevée et à une prolifération monoclonale de cellules infectées constituent des marqueurs de la maladie. Les virus STLV-1 et SFV peuvent être transmis de façon zoonotique du singe à l’homme mais seuls les virus HTLV-1 ont une transmission interhumaine. Il est communément établi que l'ADN proviral de SFV peut être détecté par PCR dans les cellules du sang circulant et dans la salive, tandis que celui de STLV-1 est généralement recherché uniquement dans les cellules mononucléées du sang périphérique. La colonie du centre de primatologie de Rousset comporte des Papio papio suivis depuis plusieurs années. 45 sont infectés par STLV-1, tandis que la prévalence de SFV n'était pas établie avant cette étude. Notre travail visait (1) à étudier la potentielle transmission zoonotique des virus STLV-1 et SFV par morsure en quantifiant la présence de ces virus par PCR en temps réel (STLV-1) ou par nested-PCR (SFV et STLV-1) dans la salive et dans le sang (contrôle), (2) à développer un protocole de traitement des animaux développant un ATL. Résultats : (A) 11 animaux positifs pour SFV et STLV-1 en sérologie ont été testés par PCR en temps réel ou en nested-PCR. SFV a été détecté chez 10 animaux dans le sang et chez 8 animaux dans la salive. STLV-1 a été détecté chez 7 animaux dans les échantillons de cellules issues du sang et dans seulement 2 échantillons de salive. De façon intéressante, ces 2 échantillons provenaient d'animaux ayant une charge provirale très importante. Une seconde étude est actuellement en cours afin de déterminer si la détection de STLV-1 dans des échantillons de salive est corrélée à une PVL importante dans le sang circulant. (B) Une femelle âgée de 11 ans a développé un ATL au cours de notre étude. La NFS indiquait une lymphocytose marquée (10,9 giga/litre) avec une absence d'hypercalcémie. L'anatomo-pathologie du ganglion inguinal révéla une hémopathie maligne avec un marquage CD25 fort. Des lésions de la peau évocatrices de celles retrouvées chez les patients ATL étaient observées. Le diagnostic d'ATL lymphomateux fut posé. Un traitement expérimental associant Combivir (AZT) et viraferon (interféron-alpha) et qui est utilisé chez les patients ATL chronique ou aiguë fut proposé. Après 4 mois de traitement et en absence d'amélioration des symptômes et d'une diminution de la PVL, le singe fut euthanasié. Une PVL élevée était retrouvée dans plusieurs organes : ganglions, rate, poumon et les analyses anatomopathologiques montrent un dysmorphisme marqué des différents tissus lymphoïdes secondaires, confirmant le diagnostique lymphomateux. Les résultats de la clonalité virale dans les différents organes sont actuellement en cours d'analyse. Conclusion : le Papio papio naturellement infecté par SFV et STLV-1 constitue un excellent modèle des infections humaines par ces 2 rétrovirus. [Les auteurs déclarent une contribution égale de Jocelyn Turpin et Sandrine Alais à ce travail.

Cis-perturbation of cancer drivers by the HTLV-1/BLV proviruses is an early determinant of leukemogenesis

Human T-cell leukaemia virus type-1 (HTLV-1) and bovine leukaemia virus (BLV) infect T- and B-lymphocytes, respectively, provoking a polyclonal expansion that will evolve into an aggressive monoclonal leukaemia in ∼5% of individuals following a protracted latency period. It is generally assumed that early oncogenic changes are largely dependent on virus-encoded products, especially TAX and HBZ, while progression to acute leukaemia/lymphoma involves somatic mutations, yet that both are independent of proviral integration site that has been found to be very variable between tumours. Here, we show that HTLV-1/BLV proviruses are integrated near cancer drivers which they affect either by provirus-dependent transcription termination or as a result of viral antisense RNA-dependent cis-perturbation. The same pattern is observed at polyclonal non-malignant stages, indicating that provirus-dependent host gene perturbation contributes to the initial selection of the multiple clones characterizing the asymptomatic stage, requiring additional alterations in the clone that will evolve into full-blown leukaemia/lymphoma.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Traitement d’un lymphome agressif chez un babouin naturellement infecté par STLV-1

L’infection par le virus T Lymphotrope Humain de Type 1 (HTLV-1) est associée à une lymphoprolifération maligne nommée Leucémie/Lymphome T de l’adulte (ATLL). STLV-1 est l’homologue simien de HTLV-1 et cause aussi des ATLL chez les primates non humains. Au cours du contrôle sanitaire annuel dans notre colonie de Papio anubis naturellement infectés par STLV-1 (n=45), une femelle de 9 ans fut identifiée comme présentant des troubles respiratoires, un amaigrissement prononcé, un nombre de lymphocytes supérieur à 1010/L, des métastases pulmonaires et des lésions de la peau, similaires à celles qui sont observées chez les patients souffrant d’ATLL. Ces symptômes étaient donc évocateurs d’une maladie hématologique provoquée par l’infection à STLV-1. Ce diagnostic fut confirmé par la présence d’une lymphoprolifération massive dans la biopsie d’un ganglion inguinal et par la présence de lymphocytes présentant un noyau typique en "trèfle", caractéristique des cellules ATL, dans les frottis sanguins. Comme chez les patients souffrant d’ATLL, l’animal a reçu une combinaison d’AZT (Combivir) et d’interféron alpha (viraféron, 50 μg/semaine) pendant quatre mois. La charge provirale (PVL) fut mesurée de manière hebdomadaire. En l’absence d’amélioration des symptômes cliniques, et puisque seule une très faible diminution de la charge provirale était observée, l’animal fut euthanasié. Des analyses histologiques furent réalisées et la charge provirale mesurée dans 25 organes différents. Tous les organes lymphoïdes montraient des infiltrats lymphocytaires CD3+, CD25+. D’autre part, des cellules anormales furent trouvées dans les poumons et le foie. Grâce à des techniques d’immunohistochimie, nous avons détecté des cellules positives pour le transactivateur viral Tax dans la rate, les poumons, les ganglions mésentériques, axillaires, inguinaux et lymphatiques. Tous les organes testés en PCR étaient positifs pour le virus. La PVL la plus élevée fut mesurée dans les ganglions lymphatiques, la rate et les poumons. Enfin, l’indice d’oligoclonalité et la diversité clonale ont été analysés dans les cellules mononucléées du sang périphérique au cours du traitement, et dans différents organes obtenus après autopsie. En conclusion, les primates non-humains infectés naturellement par STLV-1 représentent un modèle unique permettant d’étudier la pathogenèse rétrovirale et l’évaluation de nouveaux traitements.Nous remercions l’INSERM, l’Ecole Normale Supérieure de Lyon, la Ligue Contre le Cancer (programme « équipe labellisée »), l’Association pour la Recherche sur le Cancer et la région Rhône Alpes programme ARC1