Frederic Davi, Malina Xiao, Thomas Denèfle, Philippe Karoyan, Eva Lardé, Florence Nguyen-Khac, Santos A. Susin, Elise Chapiro, H. Merle-Beral, Damien Roos-Weil, Fariba Nemati, Karim Maloum, Didier Decaudin, Elodie Pramil, Magali Le Garff-Tavernier, Marika Sarfati, Linda Herbi Bastian, Centre de Recherche des Cordeliers (CRC (UMR_S_1138 / U1138)), École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), Sorbonne Université (SU), Université Sorbonne Paris Cité (USPC), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Laboratoire des biomolécules (LBM UMR 7203), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Chimie Moléculaire de Paris Centre (FR 2769), Institut de Chimie du CNRS (INC)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut Curie [Paris], Service d'Hématologie Biologique [CHU Pitié-Salpêtrière], CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Service d'Hématologie clinique [CHU Pitié-Salpêtrière], Centre Hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM), Université de Montréal (UdeM), École pratique des hautes études (EPHE)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), Chimie Moléculaire de Paris Centre (FR 2769), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris- Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)-ESPCI ParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris- Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)-ESPCI ParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Chimie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Curie, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-CHU Pitié-Salpêtrière [APHP], and Service d'Hématologie Clinique [CHU Pitié-Salpêtrière]
International audience; Chronic lymphocytic leukemia (CLL), the most common adulthood leukemia in Western countries, is a very heterogeneous disease characterized by a peripheral accumulation of abnormal CD5+ B lymphocytes in the immune system. Despite new therapeutic developments, there remains an unmet medical need for CLL. Here, we demonstrate that the use of N-methylated thrombospondin-1 (TSP-1)-derived peptides is an efficient way to kill the malignant CLL cells, including those from high-risk individuals with poor clinical prognosis, del11q, del17p, 2p gain, or complex karyotype. PKT16, our hit N-methylated peptide, triggers the elimination of the leukemic cells, sparing the nontumor cells, including the hematopoietic precursors, and reduces the in vivo tumor burden of a CLL-xenograft mice model. A complementary analysis underscores the improved cytotoxic efficiency of PKT16 compared with the previously described TSP-1-derived probes, such as PKHB1. PKT16 elicits an original caspase-independent programmed necrotic mode of cell death, different from necroptosis or ferroptosis, implicating an intracellular Ca2+ deregulation that provokes mitochondrial damage, cell cycle arrest, and the specific death of the malignant CLL cells. The activation of the Gαi proteins and the subsequent drop of cyclic adenosine monophosphate levels and protein kinase A activity regulate this cytotoxic cascade. Remarkably, PKT16 induces the molecular hallmarks of immunogenic cell death, as defined by the calreticulin plasma membrane exposure and the release of adenosine triphosphate and high-mobility group box 1 protein from the dying CLL cells. Thus, PKT16 appears to be able to stimulate an anticancer in vivo immune response. Collectively, our results pave the way toward the development of an efficient strategy against CLL.