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HSP70 sequestration by free α-globin promotes ineffective erythropoiesis in β-thalassaemia

Authors :
Michael Dussiot
Carmen Garrido
Yves Beuzard
Samuel Demarest
Geneviève Courtois
Isaure Chauvot de Beauchêne
Stany Chretien
Philippe Leboulch
Olivier Hermine
Zakia Belaid-Choucair
Ivan Moura
Thiago Trovati Maciel
Adonis Hazoumé
Michaela Fontenay
Véronique Baudin-Creuza
Margaux Sevin
Luba Tchertanov
Jean-Antoine Ribeil
Jean-Benoît Arlet
Christian Auclair
Flavia Guillem
Guillaume Marcion
Renaud Seigneuric
Olivier Negre
Imagine - Institut des maladies génétiques (IMAGINE - U1163)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut des Maladies Emergentes et des Thérapies Innovantes (IMETI)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Lipides - Nutrition - Cancer (U866) (LNC)
Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Ecole Nationale Supérieure de Biologie Appliquée à la Nutrition et à l'Alimentation de Dijon (ENSBANA)
Immunopathologie rénale, récepteurs et inflammation
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Laboratoire de Biologie et de Pharmacologie Appliquée (LBPA)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)
Thérapie génique et contrôle de l'expansion cellulaire (UMR E007)
Pathologie de la polymérisation des protéines. Substitut du sang et pathologie moléculaire du globule rouge
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-IFR93-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016))
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Necker Enfants-Malades (INEM - UM 111 (UMR 8253 / U1151))
Centre Régional de Lutte contre le cancer Georges-François Leclerc [Dijon] (UNICANCER/CRLCC-CGFL)
UNICANCER
Imagine - Institut des maladies génétiques ( IMAGINE - U1163 )
Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Institut des Maladies Emergentes et des Thérapies Innovantes ( IMETI )
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay
Lipides - Nutrition - Cancer (U866) ( LNC )
Université de Bourgogne ( UB ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Ecole Nationale Supérieure de Biologie Appliquée à la Nutrition et à l'Alimentation de Dijon ( ENSBANA )
Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM )
Laboratoire de Biologie et de Pharmacologie Appliquée ( LBPA )
École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Thérapie génique et contrôle de l'expansion cellulaire ( UMR E007 )
Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay
Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -IFR93-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM )
Institut Cochin ( UM3 (UMR 8104 / U1016) )
Institut Necker Enfants-Malades ( INEM - UM 111 (UMR 8253 / U1151) )
Centre Régional de Lutte contre le cancer - Centre Georges-François Leclerc ( CRLCC - CGFL )
École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 )
Institut Necker Enfants-Malades (INEM) ( INEM - UM 111 (UMR 8253 / U1151) )
Source :
Nature, Nature, Nature Publishing Group, 2014, ⟨10.1038/nature13614⟩, Nature, Nature Publishing Group, 2014, 〈10.1038/nature13614〉, Nature, 2014, ⟨10.1038/nature13614⟩
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

Abstract

International audience; β-Thalassaemia major (β-TM) is an inherited haemoglobinopathy caused by a quantitative defect in the synthesis of β-globin chains of haemoglobin, leading to the accumulation of free α-globin chains that form toxic aggregates. Despite extensive knowledge of the molecular defects causing β-TM, little is known of the mechanisms responsible for the ineffective erythropoiesis observed in the condition, which is characterized by accelerated erythroid differentiation, maturation arrest and apoptosis at the polychromatophilic stage. We have previously demonstrated that normal human erythroid maturation requires a transient activation of caspase-3 at the later stages of maturation. Although erythroid transcription factor GATA-1, the master transcriptional factor of erythropoiesis, is a caspase-3 target, it is not cleaved during erythroid differentiation. We have shown that, in human erythroblasts, the chaperone heat shock protein70 (HSP70) is constitutively expressed and, at later stages of maturation, translocates into the nucleus and protects GATA-1 from caspase-3 cleavage. The primary role of this ubiquitous chaperone is to participate in the refolding of proteins denatured by cytoplasmic stress, thus preventing their aggregation. Here we show in vitro that during the maturation of human β-TM erythroblasts, HSP70 interacts directly with free α-globin chains. As a consequence, HSP70 is sequestrated in the cytoplasm and GATA-1 is no longer protected, resulting in end-stage maturation arrest and apoptosis. Transduction of a nuclear-targeted HSP70 mutant or a caspase-3-uncleavable GATA-1 mutant restores terminal maturation of β-TM erythroblasts, which may provide a rationale for new targeted therapies of β-TM

Details

Language :
English
ISSN :
00280836, 14764679, and 14764687
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature, Nature, Nature Publishing Group, 2014, ⟨10.1038/nature13614⟩, Nature, Nature Publishing Group, 2014, 〈10.1038/nature13614〉, Nature, 2014, ⟨10.1038/nature13614⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....8933e21aa824bb8556b53d69636bc0b2
Full Text :
https://doi.org/10.1038/nature13614⟩