Study of rare mutations of the TPO receptor, MPL, in sporadic and hereditary thrombocytosis

Abstract

Les thrombocytoses correspondent à une élévation du taux de plaquettes au-delà de 450x109/L et sont soit réactionnelles dans la plupart des cas, soit primitives quand il existe une altération génétique sur la voie de la production plaquettaire. Dans ce dernier cas il est habituel de distinguer les thrombocytoses sporadiques des thrombocytoses familiales, qui partagent néanmoins un mécanisme physiopathologique commun à l’image de la mutation MPLS505N résultant en une activation constitutive du récepteur. En effet les thrombocytémies essentielles (TE), les plus fréquentes, présentent une mutation activatrice dans 85% des cas soit de JAK2, de CALR ou MPL. Les thrombocytoses héréditaires quant à elles peuvent être la conséquence de mutations de MPL, de JAK2 ou de la TPO. Nous avons étudié dans un premier temps la mutation MPLP106L décrite chez une famille saoudienne mais dont le mécanisme physiopathologique aboutissant à la thrombocytose était mal compris. En effet les sujets homozygotes présentent une thrombocytose importante et de manière paradoxale un taux de TPO élevé. Nous avons pu montrer qu’il s’agit d’un récepteur fonctionnel sans autonomie de croissance mais qu’il existe un défaut de trafic cellulaire, MPL restant bloqué dans le réticulum endoplasmique et étant adressé faiblement à la membrane. Néanmoins l’expression membranaire de MPL est moins diminuée à la surface des cellules immatures par rapport aux cellules matures expliquant un découplage entre la fonction de prolifération (mégacaryocytes) et de clearance de la TPO (plaquettes). Nous avons également étudié les TE triples négatives pouvant correspondre potentiellement à des mutations de MPL liées à un défaut de trafic cellulaire comme pour MPLP106L. Grâce à un séquençage à haut débit de l’exome entier, nous avons pu mettre en évidence de nouvelles mutations récurrentes comme MPLS204P ou Y591N qui sont des mutations faiblement activatrices ne donnant pas de croissance autonome mais n’altérant pas le trafic cellulaire et nécessitant la présence éventuellement d’autres mutations pour déclencher une thrombocytose.Thrombocytosis is defined as a platelet count exceeding 450x109/L and generally either is a reactive process or is caused by genetic alteration on the way of platelet production. In the latter case sporadic thrombocytosis are usually distinguished from familial thrombocytosis, the boundaries between these two cases becoming less sharp since the mutation first described in familial thrombocytosis (MPLS505N) is also found in sporadic cases. Essential thrombocythemia (ET), the most frequent, sporadic thrombocytosis have an activating mutation in 85% of cases in either JAK2, MPL or CALR genes. Hereditary thrombocytosis may be the result of mutations of MPL, JAK2 or TPO. We studied initially MPLP106L already described in a Saudi family in which the pathophysiologic mechanism leading to thrombocytosis was misunderstood. Indeed homozygous patients exhibit significant thrombocytosis and paradoxically high TPO plasma level. We have shown that MPLP106L is a functional receptor without spontaneous growth but with a trafficking defect and a low cell surface expression. Nevertheless membrane expression of MPL is less reduced on immature cell surface compared to mature cells, explaining an uncoupling between proliferation (megakaryocyte precursors) and TPO clearance (platelets) functions. We also studied triple negative ET, to find potentially MPL mutations linked to a trafficking defect like MPLP106L. Thanks to Whole Exome Sequencing we were able to decipher new MPL mutations as MPLS204P or Y591N, which are weakly activating mutations without autonomous growth and the absence of trafficking defect and requiring the presence of other mutations in most cases to trigger thrombocytosis