Les mastocytes humains (MC) sont des cellules tissulaires d’origine hématopoïétique impliquées dans une série de processus physiologiques et pathologiques. Les recherches sur les MC ont été entravées pendant longtemps en raison de l'accès limité à des populations pures de ces cellules. Nous avons établi une nouvelle lignée humaine de MC, ROSAKIT WT, dont les propriétés sont similaires à celles des MC primaires, constituant un nouvel outil pour la recherche sur les fonctions des MC humains, et permettant le criblage à haut débit de thérapies anti-allergiques. Les MC sont impliqués dans les mastocytoses, où ils s’accumulent pathologiquement dans divers tissus. Bien que la plupart des cas de mastocytoses systémiques (SM) sont chroniques et indolents, les patients atteints de SM avancée (SM agressive; ASM, et leucémie à mastocytes; MCL) ont un mauvais pronostic, car la plupart des thérapies disponibles ne sont pas curatives. Afin de mieux comprendre la physiopathologie des formes avancées de SM et pour trouver de nouvelles approches pour le traitement, nous avons profité de la disponibilité des cellules ROSAKIT WT pour établir un nouveau sous-clone, la lignée cellulaire ROSAKIT D816V, représentant un équivalent des cellules néoplasiques s’accumulant dans les SM. L'utilisation de cette lignée et de cellules des patients nous a permis d’identifier BRD4 comme une nouvelle cible thérapeutique dans les ASM et les MCL. Nous avons démontré que les MC néoplasiques de patients avec ASM expriment des quantités substantielles de BRD4. Fait intéressant, nous avons aussi démontré que les lignées cellulaires HMC-1 et ROSAKIT D816V expriment aussi BRD4, et que leur prolifération est inhibée par un shRNA BRD4-spécifique. En outre, nous avons montré que le médicament JQ1, inhibiteur de BRD4, induit une inhibition de la croissance et une apoptose dose-dépendante dans les mêmes cellules. De plus, nous avons démontré que JQ1 supprime également la prolifération des MC néoplasiques primaires de patients atteints d’ASM ou de MCL à de faibles concentrations. Enfin, nous avons observé que la midostaurine (PKC412) et l’acide rétinoïque tout-trans (ATRA) coopèrent avec JQ1 pour induire des effets inhibiteurs synergiques sur l’inhibition de la survie des mêmes cellules. En conclusion, nos résultats représentent une avancée sur ce qui était précédemment connu sur l’implication de BRD4 dans les mastocytoses et nous ont permis d'identifier cette protéine comme cible thérapeutique prometteuse dans le traitement des formes avancées de SM. / Human mast cells (MCs) are hematopoietic stem cell (HSC)-derived, tissue-resident, multifaceted cells involved in a myriad of physiological and pathological processes. Researches on MCs have been hampered for a long time, due to limited access to pure populations of these cells. We have established a new human MC line, ROSAKIT WT, whose properties are similar to those of primary HSC-derived MCs, providing a novel tool for research on human MC functions, and enabling the high-throughput screening of anti-allergic therapies. Among others, MCs are involved in a group of diseases termed mastocytosis, where they accumulate pathologically in various tissues. Although most cases of systemic mastocytosis (SM) are chronic with an indolent course, patients with advanced SM (aggressive SM; ASM, and mast cell leukemia; MCL) have a reduced life expectancy and a poor prognosis, since most of the therapies already available are not curative. In order to better understand the pathophysiology of advanced SM and to. find new approaches for treatment, we took advantage of the availability of the ROSAKIT WT cells to establish a new subclone, the ROSAKIT D816V cell line, representing a paradigm of the neoplastic cells accumulating in SMUsing these malignant cell line and patients’ cells, we identified the epigenetic reader bromodomain-containing protein-4 (BRD4) as a novel drug target in ASM and MCL. Indeed, we demonstrated that neoplastic MCs from ASM patients expressed substantial amounts of BRD4. Interestingly, we then demonstrated that HMC-1 and ROSAKIT D816V cell lines express BRD4, and that their proliferation is inhibited by a BRD4-specific shRNA. Moreover, we showed that the BRD4-targeting drug JQ1 induced a dose-dependent growth inhibition and apoptosis in the same cells. In addition, we demonstrated that JQ1 suppressed also the proliferation of primary neoplastic MCs of patients with ASM or MCL at low concentrations. Finally, we reported that midostaurin (PKC412) and all-trans retinoic acid (ATRA) cooperated with JQ1 in producing synergistic inhibitory effects on the survival of HMC-1 and ROSA cells. Together, our data represent a significant advance over what was previously known on the involvement of BRD4 in mastocytosis and identify this epigenetic reader bromodomain-containing protein as a promising drug target in advanced SM

Les mastocytes (MCs) sont issus des cellules hématopoïétiques multipotentes non engagées, CD34+, et jouent un rôle important dans l’initiation de la réponse immunitaire innée et adaptative, ainsi que dans les réactions allergiques IgE-dépendantes. Les mastocytoses sont des néoplasies myéloïdes caractérisées par une accumulation anormale et l'activation fréquente de mastocytes dans divers organes. Les organes généralement atteints sont la moelle osseuse, la peau, le foie et le tractus gastro-intestinal. Elles sont caractérisées dans l’immense majorité des cas par la présence de mutations acquises de la structure du récepteur KIT (plus particulièrement KIT D816V) qui induisent l’activation constitutive de ce récepteur à activité tyrosine kinase intrinsèque. Le traitement actuel de ces pathologies est décevant car la mutation KIT D816V résiste à la plupart des inhibiteurs de tyrosine kinases (ITKs).Dès le début de ma thèse, nous avons pu établir, à partir de cellules souches hématopoïétiques de sang de cordon humain normal cultivées à long terme en présence de stem cell factor (SCF), une nouvelle lignée mastocytaire humaine stable, dénommée ROSA KIT WT, restant strictement dépendante pour sa survie et sa prolifération du SCF, exprimant le récepteur de haute affinité aux IgE (FcεRI), et présentant un récepteur KIT de structure normale. Cette lignée, facile à cultiver en grandes quantités, permet d’envisager l’étude approfondie des évènements intracellulaires menant à l’activation mastocytaire IgE-dépendante et la mise au point de tests de criblage à haut débit dans le domaine de la thérapeutique anti-allergique et/ou anti-inflammatoire.Par ailleurs, afin de pouvoir étudier le rôle transformant des mutants de KIT retrouvés au cours des mastocytoses, nous avons transfecté les cellules ROSA KIT WT par des vecteurs lentiviraux apportant une construction codant pour le KIT muté en D816V ou le KIT muté Delta 417-419 insY. Nous avons ainsi obtenu deux nouvelles lignées mastocytaires humaines SCF-indépendantes, ROSA KIT D816V et ROSA KIT Delta 417-419 insY, pour lesquelles nous avons montré qu’il existe une activation constitutive de KIT, mais aussi de STAT5 et d’AKT. Ces deux lignées de pourront être utilisées soit pour étudier l’impact des mutations de KIT sur la signalisation intracellulaire, soit pour le criblage molécules à activité antiproliférative potentielle dirigées soit contre KIT muté, soit contre l'une ou l’autre des molécules intracellulaires impliquées dans la transduction du signal KIT muté / Mast cells are cells with ubiquitous tissue distribution, derived from CD34 + multipotent hematopoietic cells. These cells play a fundamental role in the initiation of innate and adaptive immune response and in IgE-dependent allergic reactions or in various inflammatory reactions.Mastocytosis is defined as a myeloproliferative neoplastic disorder, caused by an abnormal accumulation of mast cells in one or more organ systems. Mastocytosis presents in cutaneous and systemic forms. In patients with systemic mastocytosis, the most frequent point mutation is KIT D816V, whereas in pediatric patients, where the disease is usually restricted to the skin, different KIT defects have been detected, mostly in the extracellular portion of KIT.In a primary culture of mast cells made from precursors of one cord blood, we have successfully isolated a new human mast cell line called ROSA KIT WT with a phenotype and reactivity comparable to those of normal mast cells. This cell line is dependent on SCF for growth and expresses the KIT receptor wild. It is easy to grow in large quantities, to freeze and to activate by IgE-anti IgE couple or a couple of allergen and corresponding specific IgE. This cell line can be used to study pathophysiologic mechanisms of allergy and to develop and use high-throughput screening tests of molecules in search of anti-allergic properties.In addition, we transfected these cells by lentiviral vectors providing constructs encoding the mutated KIT D816V or the mutated KIT Delta 417-419 insY, two KIT abnormalities encountered in the course of mastocytosis. This allowed us to establish two new cell lines independent of SCF for proliferation, ROSA KIT D816V and ROSA KIT Delta417-419 insY, which are particularly easy to grow in large quantities, and whose phenotype is similar to that of abnormal mast cells during mastocytosis. These two cell lines can be used for pathophysiologic studies on mastocytosis and for high throughput screening of molecules in search of antiproliferative effects specifically directed against the mutated KIT or against one or other of the intracellular molecules involved in signal transduction induced by mutant KIT.

Les mastocytes (MCs) sont issus des cellules hématopoïétiques multipotentes non engagées, CD34+, et jouent un rôle important dans l'initiation de la réponse immunitaire innée et adaptative, ainsi que dans les réactions allergiques IgE-dépendantes. Les mastocytoses sont des néoplasies myéloïdes caractérisées par une accumulation anormale et l'activation fréquente de mastocytes dans divers organes. Les organes généralement atteints sont la moelle osseuse, la peau, le foie et le tractus gastro-intestinal. Elles sont caractérisées dans l'immense majorité des cas par la présence de mutations acquises de la structure du récepteur KIT (plus particulièrement KIT D816V) qui induisent l'activation constitutive de ce récepteur à activité tyrosine kinase intrinsèque. Le traitement actuel de ces pathologies est décevant car la mutation KIT D816V résiste à la plupart des inhibiteurs de tyrosine kinases (ITKs).Dès le début de ma thèse, nous avons pu établir, à partir de cellules souches hématopoïétiques de sang de cordon humain normal cultivées à long terme en présence de stem cell factor (SCF), une nouvelle lignée mastocytaire humaine stable, dénommée ROSA KIT WT, restant strictement dépendante pour sa survie et sa prolifération du SCF, exprimant le récepteur de haute affinité aux IgE (FcεRI), et présentant un récepteur KIT de structure normale. Cette lignée, facile à cultiver en grandes quantités, permet d'envisager l'étude approfondie des évènements intracellulaires menant à l'activation mastocytaire IgE-dépendante et la mise au point de tests de criblage à haut débit dans le domaine de la thérapeutique anti-allergique et/ou anti-inflammatoire.Par ailleurs, afin de pouvoir étudier le rôle transformant des mutants de KIT retrouvés au cours des mastocytoses, nous avons transfecté les cellules ROSA KIT WT par des vecteurs lentiviraux apportant une construction codant pour le KIT muté en D816V ou le KIT muté Delta 417-419 insY. Nous avons ainsi obtenu deux nouvelles lignées mastocytaires humaines SCF-indépendantes, ROSA KIT D816V et ROSA KIT Delta 417-419 insY, pour lesquelles nous avons montré qu'il existe une activation constitutive de KIT, mais aussi de STAT5 et d'AKT. Ces deux lignées de pourront être utilisées soit pour étudier l'impact des mutations de KIT sur la signalisation intracellulaire, soit pour le criblage molécules à activité antiproliférative potentielle dirigées soit contre KIT muté, soit contre l'une ou l'autre des molécules intracellulaires impliquées dans la transduction du signal KIT muté