Rachel Petermann, Bruno Cassinat, Mathieu Vieira, Marie Cambot, William Vainchenker, Monika Wittner, Isabelle Plo, Philippe Dessen, Hana Raslova, Mira El Khoury, Najet Debili, Francesca Basso-Valentina, Valérie Edmond, Iléana Antony-Debré, Salwa BenAbdoulahab, Brahim Arkoun, Stefania Mazzi, Philippe Rameau, Virginie Dufour, Hématopoïèse normale et pathologique (U1170 Inserm), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Cellules souches hématopoïétiques et développement des hémopathies myéloïdes (CSHMyelo), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay, Plateforme de Bioinformatique [Gustave Roussy], Analyse moléculaire, modélisation et imagerie de la maladie cancéreuse (AMMICa), Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Jacques Monod (IJM (UMR_7592)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Microbiologie : Risques Infectieux, Université de Rennes (UR)-CHU Pontchaillou [Rennes]-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Université de Rennes - UFR d'Odontologie (UR Odontologie), Université de Rennes (UR)-Université de Rennes (UR), Biologie Intégrée du Globule Rouge (BIGR (UMR_S_1134 / U1134)), Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pointe-à-Pitre/Abymes [Guadeloupe] -Université des Antilles (UA)-Université Paris Cité (UPCité), Gamétogenèse et Qualité du Gamète - ULR 4308 (GQG), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Lille, Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS), Service de Biologie Cellulaire [Saint-Louis], Hopital Saint-Louis [AP-HP] (AP-HP), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Université de Paris (UP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CHU Pontchaillou [Rennes]-Faculté de Chirurgie Dentaire de Rennes-Faculté d'Odontologie-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), and Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pointe-à-Pitre/Abymes [Guadeloupe] -Université des Antilles (UA)-Université de Paris (UP)
EZH2, the enzymatic component of PRC2, has been identified as a key factor in hematopoiesis. EZH2 loss-of-function mutations have been found in myeloproliferative neoplasms, particularly in myelofibrosis, but the precise function of EZH2 in megakaryopoiesis is not fully delineated. Here, we show that EZH2 inhibition by small molecules and short hairpin RNA induces megakaryocyte (MK) commitment by accelerating lineage marker acquisition without change in proliferation. Later in differentiation, EZH2 inhibition blocks proliferation and polyploidization and decreases proplatelet formation. EZH2 inhibitors similarly reduce MK polyploidization and proplatelet formation in vitro and platelet levels in vivo in a JAK2V617F background. In transcriptome profiling, the defect in proplatelet formation was associated with an aberrant actin cytoskeleton regulation pathway, whereas polyploidization was associated with an inhibition of expression of genes involved in DNA replication and repair and an upregulation of cyclin-dependent kinase inhibitors, particularly CDKN1A and CDKN2D. The knockdown of CDKN1A and to a lesser extent CDKN2D could partially rescue the percentage of polyploid MKs. Moreover, H3K27me3 and EZH2 chromatin immunoprecipitation assays revealed that CDKN1A is a direct EZH2 target and CDKN2D expression is not directly regulated by EZH2, suggesting that EZH2 controls MK polyploidization directly through CDKN1A and indirectly through CDKN2D.