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Inferring the dynamic of mutated hematopoietic stem and progenitor cells induced by IFNα in myeloproliferative neoplasms

Authors :
Cécile Le Sueur
François Girodon
Matthieu Mosca
Stefan N. Constantinescu
Cyril Catelain
Rémi Favier
Hana Raslova
Julien Lenglet
Bruno Cassinat
Robert Noble
Christophe Marzac
Hugo Campario
Florence Pasquier
Philippe Rameau
Caroline Marty
Amandine Tisserand
Gurvan Hermange
Cyril Gella
Isabelle Plo
Gaëlle Vertenoeil
Paul-Henry Cournède
Mira El-Khoury
Jean-Jacques Kiladjian
Jean-Luc Villeval
William Vainchenker
Eric Solary
Michael E. Hochberg
Nicole Casadevall
Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM)
École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226
Cellules souches hématopoïétiques et développement des hémopathies myéloïdes (CSHMyelo)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay
Mathématiques et Informatique pour la Complexité et les Systèmes (MICS)
CentraleSupélec-Université Paris-Saclay
Institute of Evolutionary Biology and Environmental Studies
Zurich University
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon)
Ludwig Institute for Cancer Research
Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL)
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)
Hôpital Privé d'Antony
CHU Trousseau [APHP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Institut de Recherche Saint-Louis - Hématologie Immunologie Oncologie (Département de recherche de l’UFR de médecine
ex- Institut Universitaire Hématologie-IUH) (IRSL)
Université de Paris (UP)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris Cité (UPCité)
ANR-18-IBHU-0002,PRISM,PRecISion Medicine Institute in oncology(2018)
Source :
Blood, Blood, American Society of Hematology, 2021, ⟨10.1182/blood.2021010986⟩, Blood, 2021, ⟨10.1182/blood.2021010986⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

Classical BCR-ABL–negative myeloproliferative neoplasms (MPNs) are clonal disorders of hematopoietic stem cells (HSCs) caused mainly by recurrent mutations in genes encoding JAK2 (JAK2), calreticulin (CALR), or the thrombopoietin receptor (MPL). Interferon α (IFNα) has demonstrated some efficacy in inducing molecular remission in MPNs. To determine factors that influence molecular response rate, we evaluated the long-term molecular efficacy of IFNα in patients with MPN by monitoring the fate of cells carrying driver mutations in a prospective observational and longitudinal study of 48 patients over more than 5 years. We measured the clonal architecture of early and late hematopoietic progenitors (84 845 measurements) and the global variant allele frequency in mature cells (409 measurements) several times per year. Using mathematical modeling and hierarchical Bayesian inference, we further inferred the dynamics of IFNα-targeted mutated HSCs. Our data support the hypothesis that IFNα targets JAK2V617F HSCs by inducing their exit from quiescence and differentiation into progenitors. Our observations indicate that treatment efficacy is higher in homozygous than heterozygous JAK2V617F HSCs and increases with high IFNα dose in heterozygous JAK2V617F HSCs. We also found that the molecular responses of CALRm HSCs to IFNα were heterogeneous, varying between type 1 and type 2 CALRm, and a high dose of IFNα correlates with worse outcomes. Our work indicates that the long-term molecular efficacy of IFNα implies an HSC exhaustion mechanism and depends on both the driver mutation type and IFNα dose.

Details

Language :
English
ISSN :
00064971 and 15280020
Database :
OpenAIRE
Journal :
Blood, Blood, American Society of Hematology, 2021, ⟨10.1182/blood.2021010986⟩, Blood, 2021, ⟨10.1182/blood.2021010986⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d8edbaa94ab9be30ced5b25633b4c5e8