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Schleiss C, Carapito R, Fornecker LM, Muller L, Paul N, Tahar O, Pichot A, Tavian M, Nicolae A, Miguet L, Mauvieux L, Herbrecht R, Cianferani S, Freund JN, Carapito C, Maumy-Bertrand M, Bahram S, Bertrand F, Vallat L. Temporal multiomic modeling reveals a B-cell receptor proliferative program in chronic lymphocytic leukemia. Leukemia 2021; 35:1463-1474. [PMID: 33833385 PMCID: PMC8102193 DOI: 10.1038/s41375-021-01221-5] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 1.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/01/2020] [Revised: 02/21/2021] [Accepted: 03/09/2021] [Indexed: 02/02/2023]
Abstract
B-cell receptor (BCR) signaling is crucial for the pathophysiology of most mature B-cell lymphomas/leukemias and has emerged as a therapeutic target whose effectiveness remains limited by the occurrence of mutations. Therefore, deciphering the cellular program activated downstream this pathway has become of paramount importance for the development of innovative therapies. Using an original ex vivo model of BCR-induced proliferation of chronic lymphocytic leukemia cells, we generated 108 temporal transcriptional and proteomic profiles from 1 h up to 4 days after BCR activation. This dataset revealed a structured temporal response composed of 13,065 transcripts and 4027 proteins, comprising a leukemic proliferative signature consisting of 430 genes and 374 proteins. Mathematical modeling of this complex cellular response further highlighted a transcriptional network driven by 14 early genes linked to proteins involved in cell proliferation. This group includes expected genes (EGR1/2, NF-kB) and genes involved in NF-kB signaling modulation (TANK, ROHF) and immune evasion (KMO, IL4I1) that have not yet been associated with leukemic cells proliferation. Our study unveils the BCR-activated proliferative genetic program in primary leukemic cells. This approach combining temporal measurements with modeling allows identifying new putative targets for innovative therapy of lymphoid malignancies and also cancers dependent on ligand-receptor interactions.
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Affiliation(s)
- Cedric Schleiss
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, INSERM UMR-S1109, LabEx Transplantex, Plateforme Genomax, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU) Omicare, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Raphael Carapito
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, INSERM UMR-S1109, LabEx Transplantex, Plateforme Genomax, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU) Omicare, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Laboratoire d'Immunologie, Plateau Technique de Biologie, Pôle de Biologie, Nouvel Hôpital Civil, Strasbourg, France
| | - Luc-Matthieu Fornecker
- Université de Strasbourg, INSERM, IRFAC UMR-S1113, Strasbourg, France
- Service d'Hématologie, Institut de Cancérologie Strasbourg Europe (ICANS), Strasbourg, France
| | - Leslie Muller
- Laboratoire de Spectrométrie de Masse BioOrganique, Université de Strasbourg, CNRS, IPHC, UMR 7178, Strasbourg, France
| | - Nicodème Paul
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, INSERM UMR-S1109, LabEx Transplantex, Plateforme Genomax, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU) Omicare, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Ouria Tahar
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, INSERM UMR-S1109, LabEx Transplantex, Plateforme Genomax, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU) Omicare, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Laboratoire d'Immunologie, Plateau Technique de Biologie, Pôle de Biologie, Nouvel Hôpital Civil, Strasbourg, France
| | - Angelique Pichot
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, INSERM UMR-S1109, LabEx Transplantex, Plateforme Genomax, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU) Omicare, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Manuela Tavian
- Université de Strasbourg, INSERM, IRFAC UMR-S1113, Strasbourg, France
| | - Alina Nicolae
- Université de Strasbourg, INSERM, IRFAC UMR-S1113, Strasbourg, France
| | - Laurent Miguet
- Université de Strasbourg, INSERM, IRFAC UMR-S1113, Strasbourg, France
- Laboratoire d'Hématologie, Pôle de Biologie, Hôpital de Hautepierre, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Laurent Mauvieux
- Université de Strasbourg, INSERM, IRFAC UMR-S1113, Strasbourg, France
- Laboratoire d'Hématologie, Pôle de Biologie, Hôpital de Hautepierre, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Raoul Herbrecht
- Université de Strasbourg, INSERM, IRFAC UMR-S1113, Strasbourg, France
- Service d'Hématologie, Institut de Cancérologie Strasbourg Europe (ICANS), Strasbourg, France
| | - Sarah Cianferani
- Laboratoire de Spectrométrie de Masse BioOrganique, Université de Strasbourg, CNRS, IPHC, UMR 7178, Strasbourg, France
| | - Jean-Noel Freund
- Université de Strasbourg, INSERM, IRFAC UMR-S1113, Strasbourg, France
| | - Christine Carapito
- Laboratoire de Spectrométrie de Masse BioOrganique, Université de Strasbourg, CNRS, IPHC, UMR 7178, Strasbourg, France
| | - Myriam Maumy-Bertrand
- Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU) Omicare, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Institut de Recherche Mathématique Avancée, CNRS UMR 7501, LabEx IRMIA, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Seiamak Bahram
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, INSERM UMR-S1109, LabEx Transplantex, Plateforme Genomax, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU) Omicare, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
- Laboratoire d'Immunologie, Plateau Technique de Biologie, Pôle de Biologie, Nouvel Hôpital Civil, Strasbourg, France
| | - Frederic Bertrand
- Institut de Recherche Mathématique Avancée, CNRS UMR 7501, LabEx IRMIA, Université de Strasbourg, Strasbourg, France.
- Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU) Omicare, Université de Strasbourg, Strasbourg, France.
- Institut Charles Delaunay, ROSAS, M2S, Université de Technologie de Troyes, Troyes, France.
| | - Laurent Vallat
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, INSERM UMR-S1109, LabEx Transplantex, Plateforme Genomax, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.
- Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU) Omicare, Université de Strasbourg, Strasbourg, France.
- Laboratoire d'Immunologie, Plateau Technique de Biologie, Pôle de Biologie, Nouvel Hôpital Civil, Strasbourg, France.
- Université de Strasbourg, INSERM, IRFAC UMR-S1113, Strasbourg, France.
- Laboratoire d'Hématologie, Pôle de Biologie, Hôpital de Hautepierre, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France.
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