De petits changements dans les cellules, un grand effet

Le lymphome de Hodgkin est l’un des types de lymphomes les plus courants chez les jeunes adultes. Elle se caractérise par la présence de lymphocytes B hypertrophiés, qui ont la particularité de porter à leur surface les marqueurs d’identification de nombreuses autres cellules immunitaires, comme celles trouvées sur les phagocytes, les cellules dendritiques ou les cellules T. Aujourd’hui, une équipe dirigée par Stephan Mathas du Centre de recherche expérimentale et clinique (CREC) a expliqué comment ces changements se produisent dans les cellules et quel impact ils ont. L’ECRC est une institution commune du Centre Max Delbrück et de la Charité—Universitätsmedizin Berlin.

“De nombreux changements moléculaires différents ont été identifiés dans le lymphome hodgkinien classique, mais nous savons peu de choses sur les mutations qui favorisent activement le développement des cellules tumorales”, explique Stephan Mathas, dernier auteur de l’étude publiée dans Communications naturelles.

En collaboration avec des collègues des instituts de génétique humaine du centre médical universitaire d’Ulm (Prof. Reiner Siebert) et de l’Académie polonaise des sciences de Poznan (Dr Maciej Giefing), l’équipe de Mathas a parcouru de grandes quantités de données sur le séquençage et l’expression des gènes dans recherche de mutations activatrices. Dans les lignées cellulaires et plus tard dans les cellules tumorales des patients, ils ont trouvé à plusieurs reprises la même mutation dans le facteur de transcription IRF4 chez environ 15 pour cent des patients.

Fonctionnalité complètement modifiée

“Dans ces cas, au sein d’IRF4, un seul acide aminé a été modifié : IRF4 contient une arginine au lieu d’une cystéine en position 99”, explique Mathas. “En collaboration principalement avec Pierre Cauchy et Constanze Bonifer de Birmingham au Royaume-Uni, nous avons montré que cela change complètement le fonctionnement du facteur de transcription : il ne peut plus se lier à ses sites de liaison habituels à l’ADN, mais se lie à d’autres motifs d’ADN qui sont pas normalement reconnu. Cela modifie fondamentalement la régulation de l’activité des gènes. En conséquence, les lymphocytes B ne peuvent pas se transformer en plasmocytes producteurs d’anticorps.

Puisque cette mutation est fréquente chez les patients hodgkiniens, les chercheurs soupçonnent qu’elle pourrait être avantageuse pour les cellules tumorales. Ils ont donc décidé de générer des cellules B saines capables de produire à la fois l’IRF4 « normal » et modifié, puis d’analyser quels gènes sont régulés par le mutant. Lorsque le mutant IRF4-C99R a été activé, le programme de plasmocytes sains est resté silencieux. Au lieu de cela, cela a entraîné une régulation positive de gènes communément associés au lymphome de Hodgkin, gènes qui, dans leur état sain, ne peuvent pas du tout être activés par l’IRF4.

Activité d’amarrage irrégulière

L’arginine relativement volumineuse du mutant IRF4-C99R ne rentre plus dans les sites d’accueil habituels de l’ADN, mais elle se lie bien à d’autres sites de l’ADN. Cela entraîne l’activation de gènes liés à la maladie.

“Une découverte clé pour nous est qu’une mutation ponctuelle peut entraîner à la fois une perte et une augmentation de la capacité de liaison à l’ADN, et avoir ainsi des conséquences fondamentales sur la fonction des gènes”, explique le Dr Nikolai Schleussner, co-premier auteur de l’étude avec Pierre Cauchy. De tels changements au niveau des sites de liaison à l’ADN sont difficiles à prévoir à l’aide de techniques bioinformatiques. C’est pourquoi, explique Schleussner, il était si important de combiner les travaux expérimentaux avec des analyses bioinformatiques innovantes réalisées par des chercheurs de Birmingham, de Vancouver et du MDC-BIMSB à Berlin.

Une étude précédente réalisée par l’équipe de Mathas et des collaborateurs internationaux, publiée en janvier 2023 dans Immunologie scientifique, avait déjà montré que la modification d’un seul acide aminé dans ce facteur de transcription pouvait avoir de grandes conséquences. Au cours de cette recherche, les scientifiques ont découvert une mutation IRF4 située à seulement quelques acides aminés, provoquant une immunodéficience grave et jusqu’alors inconnue chez les enfants. “Nous pensons avoir décrit un mécanisme qui joue également un rôle clé dans d’autres maladies”, souligne Mathas.

L’étude actuelle suggère qu’il pourrait être possible de bloquer l’activation mal orientée d’un facteur de transcription.

“Aujourd’hui, il est difficile de bloquer directement les facteurs de transcription. Mais maintenant que nous savons où se trouvent les sites de liaison mutants, nous pouvons rechercher des inhibiteurs qui occupent précisément ces poches de liaison à l’ADN tout en laissant intactes les cellules saines”, explique Mathas.