1. Clonal hematopoiesis driven by chromosome 1q/MDM4 trisomy defines a canonical route toward leukemia in Fanconi anemia
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Marie Sebert, Stéphanie Gachet, Thierry Leblanc, Alix Rousseau, Olivier Bluteau, Rathana Kim, Raouf Ben Abdelali, Flore Sicre de Fontbrune, Loïc Maillard, Carèle Fedronie, Valentine Murigneux, Léa Bellenger, Naira Naouar, Samuel Quentin, Lucie Hernandez, Nadia Vasquez, Mélanie Da Costa, Pedro H. Prata, Lise Larcher, Marie de Tersant, Matthieu Duchmann, Anna Raimbault, Franck Trimoreau, Odile Fenneteau, Wendy Cuccuini, Nathalie Gachard, Nathalie Auger, Giulia Tueur, Maud Blanluet, Claude Gazin, Michèle Souyri, Francina Langa Vives, Aaron Mendez-Bermudez, Hélène Lapillonne, Etienne Lengline, Emmanuel Raffoux, Pierre Fenaux, Lionel Adès, Edouard Forcade, Charlotte Jubert, Carine Domenech, Marion Strullu, Bénédicte Bruno, Nimrod Buchbinder, Caroline Thomas, Arnaud Petit, Guy Leverger, Gérard Michel, Marina Cavazzana, Eliane Gluckman, Yves Bertrand, Nicolas Boissel, André Baruchel, Jean-Hugues Dalle, Emmanuelle Clappier, Eric Gilson, Ludovic Deriano, Sylvie Chevret, François Sigaux, Gérard Socié, Dominique Stoppa-Lyonnet, Hugues de Thé, Christophe Antoniewski, Dominique Bluteau, Régis Peffault de Latour, Jean Soulier, Institut de Recherche Saint-Louis - Hématologie Immunologie Oncologie (Département de recherche de l’UFR de médecine, ex- Institut Universitaire Hématologie-IUH) (IRSL), Université Paris Cité (UPCité), Hopital Saint-Louis [AP-HP] (AP-HP), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Génomes, biologie cellulaire et thérapeutiques (GenCellDi (U944 / UMR7212)), Collège de France (CdF (institution))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), AP-HP Hôpital universitaire Robert-Debré [Paris], Recherche clinique appliquée à l'hématologie (URP_3518), Intégrité du génome, immunité et cancer - Genome integrity, Immunity and Cancer, Institut Pasteur [Paris] (IP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CHU Limoges, Institut Gustave Roussy (IGR), Unité de génétique et biologie des cancers (U830), Institut Curie [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Hématopoïèse normale et pathologique : émergence, environnement et recherche translationnelle [Paris] ((UMR_S1131 / U1131)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Centre d'Ingénierie génétique murine - Mouse Genetics Engineering Center (CIGM), Institut Pasteur [Paris] (IP), Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement (IRCAN), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), CHU Nice [Cimiez], Hôpital Cimiez [Nice] (CHU), CHU Trousseau [APHP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Hôpitaux universitaires Est parisien [AP-HP], CHU Bordeaux [Bordeaux], Hospices Civils de Lyon (HCL), Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon (UNICANCER/CRCL), Centre Léon Bérard [Lyon]-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille), CHU Rouen, Normandie Université (NU), Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes), Centre d'études et de recherche sur les services de santé et la qualité de vie (CEReSS), Aix Marseille Université (AMU), Hôpital de la Timone [CHU - APHM] (TIMONE), CIC NECKER BT (CIC 1416), Immunologie humaine, physiopathologie & immunothérapie (HIPI (UMR_S_976 / U976)), Collège de France (CdF (institution)), École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL), This study received support from the European Research Council (ERC) Consolidator Grant to J.S. (CEVAL-311660), the FP7 Eurofancolen program (HEALTH-F5-2012-305421), the ANR program PACRI (Projet alliance parisienne des instituts de recherche en cancérologie), the CONECT-AML (Collaborative Network for Children and Teenagers with Acute Myeloid Leukemia) program supported by a grant from the Institut National du Cancer (INCa), Fondation ARC, Ligue nationale contre le cancer, and Laurette Fugain (INCa-ARC-LIGUE_11905) to J.S. and C.A., and the Association Française pour la Maladie de Fanconi (AFMF) grants 'Histoire naturelle de la maladie de Fanconi' to R.P.L. and J.S., 'Modélisation de la transformation leucémique dans la maladie de Fanconi' to D.B., and 'Cribles fonctionnels à haut débit de gènes modificateurs de la maladie de Fanconi' to C.G. M.S. was supported by the AVIESAN-INCa Program 'Formation à la Recherche Translationnelle,' and A.R. by a grant from the Fondation ARC. The work in E.G.’s lab is supported by Fondation ARC and ANR Telochrom. The work in L.D.’s lab is supported by INCa (PLBIO16-181) and ERC (310917)., ANR-11-PHUC-0002,PACRI,Alliance Parisienne des Instituts de Recherche en Cancérologie(2011), European Project: 311660,EC:FP7:ERC,ERC-2012-StG_20111109,CEVAL(2013), and European Project: 305421,EC:FP7:HEALTH,FP7-HEALTH-2012-INNOVATION-1,EUROFANCOLEN(2013)
- Subjects
MDM4 ,Fanconi anemia ,precision medicine ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Genetics ,leukemia ,clonal hematopoiesis ,Molecular Medicine ,Cell Biology ,TP53 ,mutational signature ,genomic instability ,BRCA2 - Abstract
International audience; Fanconi anemia (FA) patients experience chromosome instability, yielding hematopoietic stem/progenitor cell (HSPC) exhaustion and predisposition to poor-prognosis myeloid leukemia. Based on a longitudinal cohort of 335 patients, we performed clinical, genomic, and functional studies in 62 patients with clonal evolution. We found a unique pattern of somatic structural variants and mutations that shares features of BRCA-related cancers, the FA-hallmark being unbalanced, microhomology-mediated translocations driving copy-number alterations. Half the patients developed chromosome 1q gain, driving clonal hematopoiesis through MDM4 trisomy downmodulating p53 signaling later followed by secondary acute myeloid lukemia genomic alterations. Functionally, MDM4 triplication conferred greater fitness to murine and human primary FA HSPCs, rescued inflammation-mediated bone marrow failure, and drove clonal dominance in FA mouse models, while targeting MDM4 impaired leukemia cells in vitro and in vivo. Our results identify a linear route toward secondary leukemogenesis whereby early MDM4-driven downregulation of basal p53 activation plays a pivotal role, opening monitoring and therapeutic prospects.
- Published
- 2023