Identification of new prognostic biomarkers in multiple myeloma and evaluation of their biological function

Abstract

Le myélome multiple (MM) est une néoplasie B caractérisée par l'accumulation d'un clone plasmocytaire dans la moelle osseuse. Cette pathologie demeure incurable d'où la nécessité d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. L'utilisation des puces à ADN a permis d'identifier, de nombreux gènes dont l'expression par les cellules de MM est associée à un mauvais ou bon pronostic. La plupart des gènes pronostics identifiés dans le MM codent pour des protéines impliquées dans les processus de réplication, de réparation et de recombinaison de l'ADN. Nous avons voulu aller plus loin dans l'identification et la fonction biologique de ces gènes pronostics. D'une part, nous avons recherché les gènes présentant des pics d'expression très élevés ‘gènes spikés' chez une fraction des patients. Ces gènes sont généralement associés à des évènements oncogéniques. D'autre part, nous avons identifié des gènes pronostics non associés à la machinerie du cycle cellulaire et qui sont fortement exprimés dans des cellules souches pluripotentes ou adultes. L'identification de ces gènes nous a permis de construire un score pronostic très puissant, éliminant les scores pronostics publiés à présent. Un autre aspect majeur est l'élucidation des mécanismes biologiques impliquant ces gènes et qui sont responsables de la résistance aux traitements et/ou de la courte durée de survie des patients, afin de pouvoir les reverser. Nous avons donc évalué le rôle biologique de DEPDC1A un gène fortement exprimée dans les cellules de MM en association avec un mauvais pronostic. Le knockdown conditionnel de DEPDC1A par l'utilisation d'un shRNA, inhibe la croissance des lignées de myélome avec une accumulation des cellules en phase G2/M du cycle cellulaire. Cette accumulation est associée à la phosphosphorylation et à la stabilisation de P53, et à l'accumulation de P21/WAF1. Le knockdown de DEPDC1A résulte également en l'expression de marqueurs de cellules plasmocytaires matures dans les lignées de MM : CD31, CD38, CD138, IL6R, CXCR4, CD9, VLA6. DEPDC1A contrôle donc le cycle cellulaire des plasmocytes tumoraux en interférant avec la voie P53 et bloque leur différenciation. Ces travaux montrent que DEPDC1A pourrait jouer un rôle essentiel dans la croissance des cellules de myélome et pourrait être une cible moléculaire prometteuse pour de nouvelles drogues ou de peptides-vaccins dans le MM.Multiple myeloma (MM) is a B neoplasia characterized by the accumulation of a plasma cell clone in the bone marrow. This disease remains incurable, hence the need to identify new therapeutic targets. The use of DNA microarrays has identified many genes whose expression in MM cells is associated with poor or good prognosis. Most of the genes identified in the MM predictions encode proteins involved in DNA replication, repair and recombinaison processes. We wanted to go further in the identification and biological function of these prognostic genes.First, we looked for genes that have a spike expression, i.e. they are highly expressed in MMCs of a fraction of patients. These genes are generally associated with oncogenic events.On the other hand, we have identified pluripotent and adult stem cell genes unrelated to cell cycle and aberrantly expressed by human multiple myeloma cells in association with poor prognosis. The identification of these genes has allowed us to build a powerful prognostic score, stonger than already published scores.Another major aspect is the elucidation of biological mechanisms involving these genes that are responsible for drug resistance and/or short-term survival of patients, to revert them. We evaluated the biological role of DEPDC1A gene which are highly expressed in MM cells in association with a poor prognosis. The conditional knockdown of DEPDC1A by using an shRNA, inhibits the growth of myeloma cell lines with an accumulation of cells in G2/M phase of cell cycle. This accumulation is associated with phosphosphorylation and stabilization of p53, and accumulation of P21/WAF1. The knockdown of DEPDC1A also results in the expression of mature plasma cell in MM cell lines: CD31, CD38, CD138, IL6R, CXCR4, CD9, VLA6. DEPDC1A therefore controls the cell cycle of plasma cells by interfering with the p53 pathway and blocks their differentiation. This work shows that DEPDC1A could play a role in the growth of myeloma cells and could be a promising molecular target for new drugs or vaccine peptides in MM