Exploration du rôle oncogénique de la délétion de AHCYL2 dans le lymphome de la zone marginale splénique

Abstract

Lymphomas represent a heterogeneous group of cancers, originating from the malignant transformation of mature lymphocytes. The improvement of patients’ treatment requires a better understanding of molecular mechanisms driving lymphomagenesis. Splenic Marginal Zone Lymphoma (SMZL) is a rare and incurable B cell lymphoma, and the mechanisms responsible for its development are still largely unknown. Among the different cytogenetic abnormalities identified in SMZL patients, the deletion of the long arm of chromosome 7 (7q32) is the most common. Its involvement in lymphomagenesis is not well established but this deletion is specific to SMZL, suggesting that this region might contain one or several tumor suppressor genes, whose deletion might promote SMZL development. From a cohort of SMZL patients, we defined a minimal deleted region of 10,6Mb in the 7q32 region, using aCGH. It includes the smallest common deleted region identified in the literature (2,7Mb) which comprises 38 coding genes. In one patient, who did not present any 7q deletion in conventional cytogenetic, we identified a microdeletion in the 7q32 region altering only one gene: AHCYL2 (S-adenosyl homocysteine hydrolase like 2). This gene encodes a homolog of AHCY, the enzyme involved in the methionine cycle for the hydrolysis of SAH into homocysteine, a precursor of the transsulfuration pathway. These metabolic processes participate directly in the control of oxidative stress and epigenetic regulation. We studied a cohort of 36 SMZL patients (among which ten of them had a 7q deletion). Transcriptomic (RNA-seq), epigenetic (ATAC-seq) and metabolomic analyses were performed in order to identified transcriptomic profiles, chromatin modifications or metabolic alterations that might allow us to differentiate SMZL patients with a 7q deletion from those without any deletion. These analyses confirmed that AHCYL2 is under-expressed in B cells with del7q. However, the data obtained did not help us differentiate two distinct groups by unsupervised principal component analyses, although the del7q patient group seemed to show a more homogenous distribution. The chromatin architecture is also very similar between the two groups. However, the levels of 2 metabolites of the methionine cycle and the transsulfuration pathway (homocysteine and glutathione) were significantly reduced in patients harboring a 7q deletion. By inhibiting AHCYL2’s expression with interference RNA in a fibroblastic model, we confirmed these results by a targeted metabolomic analysis. We also managed to establish a correlation between AHCYL2’s expression and the senescence process. Indeed, AHCYL2’s expression is increased at the transcriptomic and the proteomic levels when cells enter replicative senescence, or when cells are treated with a senescence-inducing drug, such as bleomycin. However, we did not manage to identify a causal link between these two processes. The hypothesis that AHCYL2’s expression might be controlled by the transcription factor p53 has been explored, but we did not successfully confirm it. To conclude, the AHCYL2 gene is a potential tumor suppressor gene, whose inactivation modify the metabolism by altering the level of homocysteine and glutathione. Its function in the regulation of oxidative stress and epigenetic mechanisms remains to be established.Les lymphomes constituent un groupe hétérogène de cancers provenant de la transformation maligne des lymphocytes. L’amélioration de la prise en charge thérapeutique nécessite une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de la lymphomagenèse. Le lymphome de la zone marginale splénique (LZMS) est un lymphome B rare et incurable, dont les mécanismes de développement restent mal connus. Parmi les différentes anomalies cytogénétiques recensées chez les patients, la délétion hétérozygote d’une partie du bras long du chromosome 7 (7q32) est la plus fréquente. Quoique son rôle dans la lymphomagenèse soit mal établi, sa spécificité à ce type de cancer suggère que cette région pourrait contenir un ou plusieurs gènes suppresseurs de tumeur, dont la délétion favoriserait le développement du LZMS. A partir d’une cohorte de patients atteints de LZMS, nous avons cherché à cartographier la région minimale de délétion par des études de CGH-array. Nous avons défini une portion délétée de 10,6Mb, comprenant la région minimale de délétion identifiée par la littérature (2,7Mb) qui contient 38 gènes codants. Chez un patient ne présentant pas de del7q en cytogénétique conventionnelle, nous avons identifié une micro-délétion somatique n’altérant qu'un seul gène de la région minimale de délétion : le gène AHCYL2 (S-adénosyl homocystéine hydrolase like 2). Ce gène est un homologue d’AHCY, une enzyme qui intervient dans le cycle de la méthionine et produit de l’homocystéine, un précurseur de la voie de la transsulfuration. Ces processus métaboliques interviennent directement dans le contrôle du stress oxydatif et les régulations épigénétiques. Nous avons étudié une cohorte de 36 patients atteints de LZMS (dont 10 avec une délétion en 7q). Des analyses transcriptomique (RNA-seq), épigénétique (ATAC-seq) et métabolomique ont été réalisées de manière à identifier des profils transcriptomiques, des modifications de la chromatine ou des altérations métaboliques qui permettraient de différencier les patients possédant une délétion 7q. Ces analyses ont confirmé qu’AHCYL2 est sous-exprimé dans les cellules B avec une del7q. Cependant, les données obtenues n’ont pas permis de ségréger deux groupes distincts par analyses en composantes principale non supervisée, bien que celui des patients del7q semble avoir une répartition plus homogène. De plus, l’architecture chromatinienne est très similaire entre les deux groupes de patients. En revanche, le niveau de deux métabolites du cycle de la méthionine et de la voie de la transsulfuration (l’homocystéine et le glutathion) est significativement diminué chez les patients avec une del7q. En inhibant l’expression d’AHCYL2 dans un modèle fibroblastique, nous avons confirmé ces résultats par une analyse en métabolomes ciblé. Nous avons aussi pu établir l’existence d’une corrélation entre le niveau d’expression d’AHCYL2 et le processus de sénescence. En effet, l’expression d’AHCYL2 augmente au niveau transcriptionnel et protéique lorsque les cellules entrent en sénescence réplicative, ou sont traitées avec un agent inducteur de la sénescence tel que la bléomycine. Cependant, nous n’avons pas pu définir un lien causal entre ces deux processus. L’hypothèse que l’expression d’AHCYL2 serait contrôlée par le facteur de transcription p53 a été explorée, sans que nous réussissions à la confirmer. En conclusion, le gène AHCYL2 est un suppresseur de tumeur potentiel dont l’inactivation modifie le métabolisme en agissant sur le niveau d’homocystéine et de glutathion. Son rôle dans le contrôle du stress oxydatif et les mécanismes épigénétiques reste à établir