La protéine HOXA9 est surexprimée dans la plupart des cas de leucémie myéloïde aiguë (LMA) et est associée à de mauvais résultats pour les patients. Cependant, HOXA9 est une protéine difficile à cibler thérapeutiquement, c'est pourquoi les chercheurs de l'hôpital de recherche pour enfants St. Jude ont cherché des moyens de l'éteindre indirectement. En utilisant le criblage CRISPR/Cas9, les chercheurs ont identifié RBM5, démontrant un lien de causalité entre l'expression de RBM5 et la prolifération des cellules leucémiques. Ce lien est dû à une nouvelle double fonction de RBM5 en tant que gestionnaire d’ADN et d’ARN dans l’expression des gènes. La recherche a été publiée aujourd'hui dans Biologie du génome.
La surexpression de la protéine HOXA9 est une caractéristique de la LAM, présente dans plus de 70 % des cas, souvent de mauvais pronostic. Bien que cela l'implique en tant que cible médicamenteuse utile, le rôle de la protéine en tant que facteur de transcription l'a laissée « inutilisable » car un médicament qui interfère avec HOXA9 aurait probablement de nombreux autres effets hors cible. Cela a incité les chercheurs à aborder le problème sous un angle différent en étudiant les protéines auxquelles HOXA9 travaille et sur lesquelles il s’appuie pour fonctionner. Chunliang Li, PhD, Département St. Jude de biologie des cellules tumorales, auteur co-correspondant de cet article, est l'un de ces chercheurs. Grâce à ses récents travaux visant à concevoir une stratégie de dépistage CRISPR impartiale pour identifier les cibles de HOXA9, il a découvert un réseau d'opportunités.
« Cela a été un effort continu depuis la création de mon laboratoire en 2017 », a déclaré Li. « Nous avons construit ce système de rapporteur unique au début de 2019, qui est le premier rapporteur représentant authentiquement l'expression de HOXA9 dans ces systèmes de leucémie. »
L’approche de dépistage CRISPR/Cas9 est d’une conception simple et élégante mais incroyablement efficace. Il s’agit d’attacher une étiquette fluorescente au gène HOXA9 et de l’insérer dans des lignées cellulaires leucémiques. Cela permet aux chercheurs de suivre les différences dans les niveaux d’expression en examinant la fluorescence des cellules.
« Nous voulions identifier un régulateur plus ciblable ou nouveau. Nous avons donc mené un criblage CRISPR impartial du génome entier pour cibler tous les gènes exprimés dans les cellules », a déclaré Li. Cela a permis aux chercheurs d’examiner différentes voies par lesquelles HOXA9 a laissé son empreinte fluorescente.
À la surprise des chercheurs, les facteurs d’épissage semblent être la voie la plus représentée.
« Cela nous a surpris car les facteurs d'épissage régulent différentes combinaisons de transcription, mais pas généralement le niveau. Nos données suggèrent que ces protéines contrôlent le niveau d'expression de HOXA9 », a déclaré Li. « Nous avons donc émis l'hypothèse que les facteurs d'épissage auraient peut-être une autre fonction, comme une double fonction. »
La protéine qui s'est démarquée était la protéine de liaison à l'ARN RBM5. Les chercheurs ont découvert que RBM5 est fortement exprimé dans les cellules leucémiques, contrairement à d’autres types de cellules, et que les sites de liaison à l’ADN et à l’ARN sont essentiels à ses fonctions oncogènes. Bien que la famille RBM comprenne des facteurs essentiels d’épissage de l’ARN, leur fonction dans la transcription de l’ADN était inconnue. Pour aborder la régulation transcriptionnelle directe de RBM5/HOXA9, les chercheurs ont généré un système permettant la dégradation aiguë de RBM5.
« Immédiatement après que la protéine RBM5 ait été retirée des cellules, les niveaux d'ARNm de HOXA9 ont été considérablement réduits », a expliqué Li. « Cette réduction s'est produite dès deux heures plus tard, mais n'a pas eu d'impact sur les événements d'épissage de HOXA9. » De plus, les cellules leucémiques privées de leur capacité à produire RBM5 ont été sauvées grâce à la surexpression de HOXA9, démontrant ainsi le lien entre les deux protéines.
Ces résultats incitent Li à explorer la protéine en tant que cible médicamenteuse pour traiter la LMA.
« Nous pensons que RBM5 est un très bon gène de dépendance, qui devrait être une bonne cible sur la base de nos tests fonctionnels », a-t-il déclaré. « Si nous pouvons cibler spécifiquement l'affinité de liaison à l'ADN de ces protéines, nous devrions pouvoir les combiner en synergie avec d'autres thérapies existantes pour cibler la leucémie provoquée par HOXA9. »
Auteurs et financement
Le premier auteur de l'étude est Mengli Zhang, de l'Université de Soochow. L'auteur co-correspondant est Peng Xu, de l'Université de Soochow. Les autres auteurs incluent Judith Hyle, Shaela Wright, Zhenling Liu, Wojciech Rosikiewicz, Beisi Xu et Liusheng He de St. Jude ; Xiaowen Chen. de l'hôpital pour enfants de Shenzhen ; Ye Xin, Yingcai Jin, Jianxiang Zhang, Xue Yang et Xinfeng Chen de l'université de Soochow ; Hong Liu, Nana Ping et Depei Wu du premier hôpital affilié à l'université de Soochow ; et Feiqiu Wen de l'hôpital pour enfants de Shenzhen.
L'étude a été initialement financée par des subventions de l'ALSAC, l'organisation de collecte de fonds et de sensibilisation de St. Jude.
