Soutenance de thèse de COLLIN Mélanie
Titre de thèse
Identification des mécanismes de réponse aux inhibiteurs de la signalisation du BCR dans le lymphome folliculaire pour améliorer le ciblage thérapeutique
Identification of response mechanisms to BCR signaling inhibitors in follicular lymphoma to improve therapeutic targeting
Résumé de la thèse
Le Lymphome Folliculaire (FL), second lymphome le plus fréquent de l'adulte, est une hémopathie lymphoïde B du centre germinatif (GC) caractérisée par une évolution clinique indolente. Malgré d'énormes progrès thérapeutiques et une survie globale supérieure à 15 ans, le FL reste une maladie incurable qui évolue en cycles successifs de rechute/rémission devenant progressivement résistante aux thérapies. Des études démontrent que les FL en rechute ont une addiction oncogénique à une signalisation tonique du récepteur aux cellules B (BCR) engageant exclusivement la voie SYK/PI3K/AKT/mTOR offrant de facto un rationnel biologique au ciblage de cette voie par des inhibiteurs de kinases ciblant SYK et PI3K. Cependant, les essais cliniques utilisant ces inhibiteurs ont globalement échoué à produire des réponses durables dans le FL suggérant l'existence de résistances acquises ou induites quasi-inévitables. En particulier, ces dernières années, l'utilisation des inhibiteurs de PI3K a été marquée par des toxicités sévères précipitant leur retrait de la clinique. Jusqu'à présent, les mécanismes par lesquels les cellules tumorales FL répondent aux inhibiteurs de la signalisation tonique du BCR, ainsi que les stratégies de compensation mises en place à des fins oncogéniques pour en contourner les effets, restent encore largement inexplorés.
Dans ce contexte, nous avons déployé des criblages pan-génomiques CRISPR/Cas9 sur un vaste panel de lignées cellulaires humaines de FL, afin d'identifier de manière exhaustive les gènes qui sous-tendent la résistance ou la sensibilité aux inhibiteurs de SYK (PRT060318) et PI3K (copanlisib).
Notre analyse multi-lignées a révélé le complexe d'ubiquitination KCTD5/CUL3 dont la perte confère systématiquement une résistance aux deux classes d'inhibiteurs. En combinant des approches intégratives complémentaires, l'édition génomique par CRISPR couplée à la transcriptomique en cellules uniques, et la spectrométrie de masse, nous avons montré que le complexe KCTD5/CUL3 exerce des fonctions analogues à celles de PTEN, un régulateur négatif canonique de la voie PI3K/AKT, mettant en évidence un nouveau mode de régulation putatif de la signalisation tonique du BCR par KCTD5/CUL3.
Grâce aux criblages CRISPR/Cas9, nous avons également mis en évidence plusieurs vulnérabilités spécifiques aux cellules FL, dont l'inhibition, combinée à celle de l'inhibiteur de PI3K, s'avère délétère pour la survie des cellules de FL. Ces résultats ouvrent la voie à de nouvelles stratégies combinatoires, susceptibles d'apporter un bénéfice clinique significatif dans la prise en charge des formes agressives de FL en rechute/réfractaires.
Thesis resume
Follicular lymphoma (FL) is a disseminated B-cell neoplasia of the germinal center (GC) characterized by an indolent clinical course. Despite major therapeutic advances and an overall survival beyond 15 years, FL remains incurable as most patients undergo a relapse/remitting period that ultimately leads to treatment resistance. Previous studies have revealed that relapsed FL are particularly dependent on tonic B-cell receptor (BCR) signaling, predominantly through the SYK/PI3K/AKT/mTOR pathway, which provides a compelling rationale for targeting SYK and PI3K with kinase inhibitors. However, clinical trials using these inhibitors have generally failed to produce long-lasting responses in FL patients, suggesting the existence of acquired or induced resistance. In particular, the clinical use of PI3K inhibitors has been associated with severe toxicities that led to their withdrawal. The mechanisms by which FL tumor cells respond to inhibitors of tonic BCR signaling, and the compensatory oncogenic strategies that allow them to bypass these effects, remain largely unexplored to date.
To address this, we performed genome-wide CRISPR/Cas9 screening in human FL cell lines to systematically identify genes mediating resistance or sensitivity to SYK (PRT060318) and PI3K (copanlisib) inhibitors.
Through multi-lineage analysis, we discovered that loss of the KCTD5/CUL3 ubiquitination complex consistently confers resistance to both classes of inhibitor. Integrating complementary approaches; namely, CRISPR-based genome editing combined with single-cell transcriptomics and mass spectrometry, our findings show that the KCTD5/CUL3 complex functions analogously to PTEN, a canonical negative regulator of the PI3K/AKT pathway, thereby uncovering a novel putative mechanism in the regulation of tonic BCR signaling.
In addition, our CRISPR/Cas9 screens identified several FL-specific vulnerabilities that synergized in combination with PI3K blockade to severely reduce FL cell survival. Together, these findings highlight novel combinatorial strategies that may provide significant clinical benefit for patients with aggressive relapsed/refractory FL.