Soutenance de thèse de QUESSADA Julie
Titre de thèse
Hétérogénéité clonale et nouveaux marqueurs dans l'oncogenèse des leucémies aiguës lymphoblastiques T
Clonal heterogeneity and new markers in the oncogenesis of acute T-cell lymphoblastic leukemia
Résumé de la thèse
Les leucémies aiguës lymphoblastiques T (LAL-T) sont des hémopathies malignes agressives et hétérogènes, caractérisées par la dérégulation de multiples oncogènes et suppresseurs de tumeurs. Au cours de ma thèse, nous avons utilisé des modèles murins, des lignées cellulaires, des échantillons de patients et réalisé des analyses multiomiques, incluant du séquençage à haut débit tel que le single-cell RNA-seq (scRNAseq), afin d'explorer les mécanismes de leucémogenèse, de progression et de résistance.
Nous montrons tout d'abord que certains gènes de la famille BEX (BEX1, BEX2, BEX5) présentent une expression ectopique dans les LAL-T, particulièrement dans le sous-groupe TAL1⁺. Afin d'explorer leur rôle fonctionnel, nous avons inactivé, grâce à la technologie CRISPR-Cas9, les gènes BEX1, BEX2 et BEX5, dans la lignée cellulaire Jurkat. Ce triple knockout BEX1/2/5 conduit à une dérégulation de plusieurs gènes cibles de TAL1. Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que les gènes BEX pourraient contribuer à l'oncogenèse des LAL-T humaines en agissant comme cofacteurs au sein du complexe TAL1.
Par ailleurs, notre étude du modèle murin Pten-déficient a révélé une surexpression de Cd9 associée aux cellules tumorales de la rate et non à celles du thymus. CD9 est une protéine membranaire appartenant à la famille des tétraspanines. Notre analyse d'une cohorte humaine de 30 LAL-T montre que l'expression de la protéine CD9 est hétérogène, qu'elle tend à augmenter lors de la rechute et à être plus élevée dans le sous-type moléculaire TAL1⁺. Fonctionnellement, nous montrons que CD9 favorise la migration des cellules leucémiques et module la biogenèse des vésicules extracellulaires, ce qui suggère son implication dans la dissémination et la persistance de la maladie.
Enfin, nous avons investigué l'hétérogénéité intra-tumorale des leucémies aiguës à phénotype mixte lymphoïde T/myéloïde (MPAL T/M) par scRNA-seq. Nous avons tenté d'identifier une signature transcriptomique permettant de distinguer ces leucémies des LAL-T et LAM. L'étude longitudinale met en évidence la persistance et l'évolution de clones lymphoïdes au cours du traitement ou après xénogreffe, soulignant la complexité clonale et la plasticité de ces pathologies.
Dans leur ensemble, mes travaux révèlent de nouveaux acteurs moléculaires (BEX, CD9) dans les LAL-T, affinent la compréhension de l'hétérogénéité clonale dans les MPAL T/M et ouvrent des perspectives pour l'identification de biomarqueurs pronostiques et de nouvelles cibles thérapeutiques dans ces pathologies.
Thesis resume
T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) is an aggressive and heterogeneous group of malignant hematologic disorders, characterized by the deregulation of multiple oncogenes and tumor suppressors. During my thesis, we used mouse models, cell lines, patient samples, and conducted multi-omic analyses—including high-throughput sequencing such as single-cell RNA-seq (scRNA-seq)—to explore mechanisms of leukemogenesis, disease progression, and treatment resistance.
We first show that some genes from the BEX family (BEX1, BEX2, BEX5) are ectopically expressed in T-ALL, particularly in the TAL1⁺ subgroup. To investigate their functional role, we used CRISPR-Cas9 technology to inactivate BEX1, BEX2, and BEX5 in the Jurkat cell line. This BEX1/2/5 triple knockout led to the deregulation of several TAL1 target genes. Overall, our results suggest that BEX genes may contribute to human T-ALL oncogenesis by acting as cofactors within the TAL1 complex.
Additionally, our study of a Pten-deficient mouse model revealed an overexpression of Cd9 specifically in splenic tumor cells, but not in thymic cells. CD9 is a membrane protein belonging to the tetraspanin family. Analysis of a human T-ALL cohort showed heterogeneous CD9 protein expression, with a trend toward increased levels at relapse and higher expression in the TAL1⁺ molecular subtype. Functionally, we demonstrate that CD9 promotes leukemic cell migration and modulates extracellular vesicle biogenesis, suggesting a role in disease dissemination and persistence.
Finally, we characterized intra-tumoral heterogeneity in T lymphoid/Myeloid mixed phenotype acute leukemia (T/M MPAL) using scRNA-seq and sought to identify a transcriptomic signature that distinguishes these leukemias from T-ALL and AML. Longitudinal analyses revealed the persistence and evolution of distinct lymphoid clones during treatment or following xenotransplantation, highlighting the clonal complexity and plasticity of these diseases.
Taken together, my work uncovers novel molecular players (BEX, CD9) in T-ALL, refines our understanding of clonal heterogeneity in T/M MPAL, and opens new possibilities for identifying prognostic biomarkers and therapeutic targets in these pathologies.