Les leucémies aiguës lymphoblastiques de la lignée B (LAL-B) sont les cancers pédiatriques les plus fréquents. Dans ce type de leucémie, l'une des anomalies génétiques les plus fréquentes est la translocation t(12 ;21) aboutissant à la protéine de fusion ETV6-RUNX1. Cette pathologie est décrite comme un modèle à deux « hits ». Le premier, se produit in utero et génère la protéine de fusion. Le second, correspond à l’acquisition d’anomalies génétiques après la naissance. Ces réarrangements génomiques aberrants ont été décrits comme provenant d’une activité anormale de la recombinasse RAG. Notre travail a consisté dans un premier temps à compléter le modèle de leucémogénèse à plusieurs « hits ». En continuant notre étude des LAL B à translocation ETV6-RUNX1, nous nous sommes concentrés sur le rôle de RUNX1, gène dérégulé dans ce type de leucémie.L’ensemble de nos résultats confirme le rôle prépondérant de RUNX1 dans l’hématopoïèse et la leucémogenèse grâce à sa capacité à s’associer à des protéines aux fonctions différentes et grâce à son implication dans la transcription de gènes clé en hématologie. Nos résultats ouvrent donc de nouvelles perspectives dans la compréhension du contrôle de l’activité transcriptionnelle de RUNX1 et dans son rôle dans les hémopathies malignes. / B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia (B-ALL) is the most common pediatric cancer. In this type of leukemia, one of the most common genetic abnormalities is the ETV6-RUNX1 rearrangement. This malignancy is described as a two "hits" model. The first event occurs mainly in utero and generates the fusion gene ETV6-RUNX1. The second event consists in the acquisition of additional genetic abnormalities after birth. These aberrant genomic modifications have been described as resulting from abnormal activity of the RAG recombinase. Our work consisted initially in completing the leukemogenesis model. In continuing our study of ETV6-RUNX1 B-ALL, we focused on the role of RUNX1, an upregulated gene in this type of leukemia. All results confirm the predominant role of RUNX1 in hematopoiesis and leukemogenesis thanks to its ability to associate with proteins with different functions and its involvement in the transcription of key genes in hematology. Our results therefore open new perspectives in understanding the control of transcriptional activity of RUNX1 and its role in malignant hematology.

Malgré l'amélioration des traitements, environ 20% des patients atteints de leucémie aigue lymphoblastiques (LAL) rechutent dans la moelle osseuse ou dans des sites extra-médullaires tels que les ovaires et les testicules, ce qui est particulièrement fréquent dans les rechutes tardives de LAL-B présentant un remaniement ETV6/RUNX1. Les travaux réalisés par Virginie Gandemer en 2007, ont montré que l'expression de CD9 permettait de distinguer les leucémies ETV6/RUNX1 des autres types de leucémie. Le gène CD9 code pour une protéine de la famille des tétraspanines dont l'expression a été corrélée avec le risque métastatique et la survie des patients. Par ailleurs il a été démontré que la protéine CD9 était impliquée dans le homing et la prise de greffe des cellules souches hématopoïétiques et leucémiques. Nous avons donc émis l'hypothèse qu'à travers ses propriétés fonctionnelles sur la migration et le homing, CD9 pourrait être un acteur clé des rechutes de LAL-B. Le but de ce travail de thèse était donc premièrement de déterminer le mode de régulation de CD9 dans les LAL-B ETV6/RUNX1 et deuxièmement de déterminer les effets de l'expression de CD9 sur la motilité et la prise de greffe des LAL-B. Les analyses préalablement réalisées au laboratoire avaient suggéré que CD9 pouvait être régulé par des miARNs. Nous avons identifié un cluster de 3 miARNs potentiellement impliqués dans la régulation de CD9 dans les LAL-B ETV6/RUNX1. Ces résultats doivent cependant être complétés par d'autres analyses fonctionnellles afin d'être confirmés. Nous avons étudié le rôle de la protéine CD9 dans la dissémination des cellules de LAL-B. Nous avons démontré que CD9 était un régulateur potentiel de l'adhésion et un nouveau facteur impliqué dans la migration et le homing dépendants de CXCR4 en favorisant l'activation de RAC1 et les réarrangements de l'actine en réponse au CXCL12. Enfin, nous avons décrit pour la première fois l'influence de CD9 sur la migration et le homing dans les testicules via RAC1. Nos résultats montrent donc que CD9 favorise la dissémination des cellules de LAL-B dans les testicules et suggèrent que cette protéine pourrait constituer un acteur majeur des rechutes tardives de LAL-B dont les mécanismes d'apparitions sont peu connus. / Despite improvements in survival rates, approximately 20% of children suffering from acute lymphoblastic leukemia (B-ALL) present relapses from bone marrow or from B-extramedullary sites, such as the testes or ovaries, particularly in cases of late relapse of ETV6/RUNX1-ALL. Virgine Gandemer showed in 2007, that the expression of CD9, a protein from the tetraspanin superfamily, can be used to distinguish ETV6/RUNX1 lymphoblastic leukemia from other types of ALL. CD9 expression has been correlated with the risk of metastasis and is associated with a poor clinical outcome in various types of cancer. Moreover CD9 has been implicated in hematopoietic and leukemic stem cell homing. We hypothesized, that CD9 protein, through its functional properties on migration and homing, could be a key actor of B-ALL relapses. The purpose of our study was then to investigate, first the transcriptional regulation of CD9 in ETV6/RUNX1 B-ALL and secondly, the effect of CD9 expression on motility and engrafment of B lymphoblasts. The analysis of CD9 transcriptional regulation previously made in the team, suggested that it could be regulated by miRNAs. We identified a cluster of 3 miRNAs potentially implicated in the regulation of CD9 expression in ETV6/RUNX1 B-ALL. This result has to be confirmd by more functional analysis. We investigated the role of CD9 in the dissemination of B-ALL. We identified CD9 as a potential regulator of B-ALL cell adhesion and a new factor involved in CXCR4-mediated migration and homing, through the promotion of actin rearrangement in response to CXCL12. We also characterized the effect of CD9 protein expression on RAC1 activation, which had an impact on blast migration and engraftment. Finally, we described, for the first time, the influence of CD9, mediated by RAC1 signaling, on B-cell chemotactic migration and homing in the testis. Our work provides evidence for an impact of CD9 on the ability of pre-B leukemic cells to disseminate to testes, through its effects on migration and homing, and suggests that CD9 may be a key player in late relapses of B-ALL, which are currently poorly understood.

Les leucémies aiguës lymphoblastiques (LAL) sont le cancer le plus fréquent chez l’enfant et dérivent le plus souvent de précurseurs lymphoïdes B. D’importants progrès thérapeutiques ont permis d’améliorer considérablement le pronostic. Néanmoins, 15 à 20 % des enfants rechutent encore. Ces rechutes peuvent survenir de façon isolée ou combinée dans la moelle osseuse, le site primitif des lymphoblastes, et/ou dans des organes extramédullaires tels que le testicule ou le système nerveux central. Notre équipe a montré que la protéine transmembranaire CD9 jouait un rôle majeur dans la migration des blastes dans ces sites et notamment le testicule, par l’activation de la voie RAC1 en réponse à la stimulation des cellules par le CXCL12. Ici, nous avons mis en évidence qu’un faible niveau d’oxygène, caractéristique commune aux niches médullaire et extramédullaires, régulait positivement l’expression de CD9 aux niveaux transcriptionnel et protéique, via la voie majeure de réponse à l’hypoxie, dépendante du facteur de transcription Hypoxia Inducible Factor 1a (HIF1a). Nous montrons que HIF1a se fixe directement sur le promoteur de CD9 pour induire sa transcription. Nous montrons aussi que la protéine CD9 est essentielle aux propriétés d’adhérence et de migration des blastes dans des conditions de basse oxygénation, et que son action pourrait s’exercer à travers RAC1 comme en normoxie. Nos résultats dans des expériences de xénogreffe à des souris indiquent que la voie HIF1a favorise la dissémination des blastes, possiblement à travers la régulation qu’elle exerce sur CD9. Ainsi, ce travail contribue à mieux comprendre le rôle de CD9 dans la pathogenèse des LAL de l’enfant. / Acute lymphoblastic leukemia (ALL) are the most frequent cancer in children and derive most often from B-cell precursors. Huge therapeutic improvements have allowed to reach high survival rates near 90% at 10 years from diagnosis. However, 15-20% of children still relapse with a significant risk of death. Relapses can occur in bone marrow and/or extramedullary sites such as testis or central nervous system, usually referred as “sanctuary sites”. Our previous work showed that the transmembrane protein CD9 plays a major role in lymphoblasts migration into these sites, especially in testis, through the activation of RAC1 signaling upon blasts stimulation with C-X-C chemokine ligand 12 (CXCl12). Here, we addressed the question of putative common factors shared by bone marrow and extramedullary niches which could upregulate CD9 expression and function. Consequently, we found that low oxygen levels could actually enhance CD9 expression both at mRNA and protein levels. We further determined that Hypoxia Inducible Factor 1a (HIF1a), the master transcription factor involved in hypoxia response, binds directly CD9 promoter to induce its transcription. We also showed that CD9 protein is crucial for leukemic cell adhesion and migration at low oxygen levels, possibly through its action on RAC1 signaling. Mouse xenograft experiments indicate that HIF1a signaling pathway favors ALL cells dissemination, which may involve CD9 as well. The present work increments our understanding of CD9 implication in ALL pathogenesis.

Translocation t(12;21) with the presence of the fusion gene ETV6-RUNX1 (TEL-AML1) is the most common chromosomal aberration found in acute lymphoblastic leukemia in childhood. The occurrence of the ETV6-RUNX1 is associated with excellent prognosis and high sensitivity to the treatment with the enzyme L-asparaginase (ASNase). Resistance to the drug aggravates the outlook of the patient and increases the risk of treatment failure, therefore, the CLIP working group has been for a long time involved in the identification of the mechanism of action of ASNase and the origin of the resistance to it. This thesis follows previous findings of the group and is devoted to the analysis of the importance of ETV6-RUNX1 and signalization and metabolic changes accompanying shifts in the L-asparaginase resistance. In the first part of the thesis, the knockout clones with stable increased resistance to ASNase have been established thanks to the CRISPR/Cas9 system, which created frameshift in the fusion gene. The accomplishment in this regard and removal of the fusion protein was confirmed on the level of DNA, mRNA a protein expression. The presence of other significant chromosomal aberrations affection the sensitivity to ASNase was ruled out by the means of SNP analysis. In the second part of the project, the signalization...

Translocation t(12;21) with the presence of the fusion gene ETV6-RUNX1 (TEL-AML1) is the most common chromosomal aberration found in acute lymphoblastic leukemia in childhood. The occurrence of the ETV6-RUNX1 is associated with excellent prognosis and high sensitivity to the treatment with the enzyme L-asparaginase (ASNase). Resistance to the drug aggravates the outlook of the patient and increases the risk of treatment failure, therefore, the CLIP working group has been for a long time involved in the identification of the mechanism of action of ASNase and the origin of the resistance to it. This thesis follows previous findings of the group and is devoted to the analysis of the importance of ETV6-RUNX1 and signalization and metabolic changes accompanying shifts in the L-asparaginase resistance. In the first part of the thesis, the knockout clones with stable increased resistance to ASNase have been established thanks to the CRISPR/Cas9 system, which created frameshift in the fusion gene. The accomplishment in this regard and removal of the fusion protein was confirmed on the level of DNA, mRNA a protein expression. The presence of other significant chromosomal aberrations affection the sensitivity to ASNase was ruled out by the means of SNP analysis. In the second part of the project, the signalization...