Genome-wide binding patterns an chromatin modifications induced by AML1-ETO and MLL-AF9 fusion proteins in Acute Myeloid Leukemia

Resumen

Más del 50% de las leucemias agudas mieloides (LAM) presentan al diagnóstico alteraciones cromosómicas recurrentes. La mayoría producen translocaciones equilibradas que generan proteínas de fusión, las cuales alteran el perfil transcripcional estableciendo el ambiente que permite la transformación leucémica. Entre las translocaciones más frecuentes están la t(8;21)(q22;q22) y la t(9;11)(p22;q23), que producen respectivamente las proteínas de fusión AML1-ETO y MLL-AF9. Mediante estudios de ChIP-chip en progenitores hematopoyéticos que expresan la oncoproteína AML1-ETO hemos identificado nuevos genes diana asociados con modificaciones de la cromatina. La desacetilación de la histona H4 y el aumento de H3K9me3 en los genes diana de AML1-ETO identificados afectan a genes involucrados en vías de señalización esenciales en la diferenciación y auto-renovación de los progenitores hematopoyéticos. La represión inducida por estas marcas de la cromatina se mantiene en muestras primarias t(8;21), y está directa y reversiblemente inducida por la presencia de AML1-ETO. Además, encontramos que más del 50% de los genes diana de AML1-ETO presentan un motivo de unión de Sp1 e identificamos que la proteína Sp1 es crítica para las LAMs dirigidas por AML1-ETO. Estos resultados nos permiten proponer el estudio de terapias dirigidas contra Sp1 en este subtipo leucémico. Por otro lado, observamos que bajas concentraciones del inhibidor de HDACs panobinostat (LBH589) produce toxicidad celular y cambios rápidos en la expresión génica de células leucémicas que expresan la proteína de fusión MLL-AF9. Estudios de ChIP-seq demostraron una hiperacetylacion de histonas consistente con el perfil transcripcional de estas células. Además, más del 50% de los genes diana de MLL-AF9 identificados, presentan H4ac coincidente con la metilación de H3K4 y H3K79 asociada a MLL-AF9. En este contexto, el tratamiento con panobinostat aumenta la presencia de H4ac e induce la activación de genes indirectamente silenciados por MLL-AF9. Sin embargo, mediante arrays de expresión identificamos un aumento de la transcripción de dianas de MLL-AF9, como HOXA9 y MEIS1. Estos resultados dan nuevas pistas sobre el papel de las HDACs en el desarrollo de las LAMs y revelan la sobre-expresión de genes diana de MLL-AF9 como un nuevo mecanismo de acción del panobinostat.