Lymphomatogenese Amiens 2013

Plan Rappels Physiopathologie Apoptose Réarrangements des genes des Igs Cycle cellulaire et LNH Physiopathologie Facteurs génétiques Facteurs environnementaux Exemples: EBV, Hélicobacter

Lymphocyte B Réarrangement des genes des immunoglobulines Differenciation B Centre germinatif

Réarrangement des Igs VH DH JH VH VH DH JH Cellule souche Pro-B Pré-B B immature VH DH JH VH DH - JH VH DH JH

Différenciation B chez l'Homme Plasmocyte cellule souche Pro-B Pré-B B µ/CL IgM IgD IgM Tdt Les hémopathies lymphoïdes B peuvent toucher le lymphocyte B à toute étape de sa différenciation

Organes Lymphoïdes et Centre Germinatif Light Zone (Zone claire) Zone Marginale Zone du manteau Centrocytes Switch, Mutations B Mémoires Plasmocytes B Mature Naïf Centroblastes Zone Sombre (Dark Zone)

Dérégulation du cycle cellulaire et Lymphome B Low grade: Altération de l’apoptose High grade: Altération du cycle

Low grade NHL Bcl2: t(14-18) Famille bcl2: antiapoptose (bcl2, bclxl, Mcl1) et proapoptotique (Bax, BID, BIK, BclxS) Bcl2 seul pas suffisant (sujet sain, souris) NFkB: inhibition de l’apoptose ( role des IAPs et t 11-18) Bcl10 (t 1-14) Active NFkB Mutation de Fas (20%) Cyclin D1 (MCL) et Pax 5 (Lymphoplasmocytaire)

High grade NHL Role de Bcl6 (3q27) Autres anomalies Association à la prolifération Relation avec c-myc Bon pronostic Autres anomalies Rb (perte dans MDH= diminution CR) Cyclines D3 et D4 Altération de P16 (délétion = agressivité) Anomalies de P53 et de MDM2 Altération de p27

Physiopathologie des Hémopathies Lymphoïdes B Malignes

Origine cellulaire physiologique des lymphoproliférations B Other origins ? T1 FO T- INDEPENDENT RESPONSE Bone Marrow Peripheral Blood Other origins ? SPLEEN AID activity? TI-antigen Marginal zone Plasma cell Apoptosis SHM ? SHM CSR Marginal zone ‘Reactive’ BCR ? MZB T2 T1 T1 ‘Low tonic’ signal Immature B Transitional B ‘Active’ BCR signal IgM ‘Memory’ MZB FM Peyer’s patches or other MALTs… Follicle Mature naïve B cell Other origins ? B Perifollicular zone CD5+ Pre-plasma memory B cell TD-antigen Short-lived plasma cell IgG, A, or E Germinal Centre B La classification des entités pathologiques sur le schéma physiologique est tout d’abord confronté aux débats actuels sur le développement normal des Lymphocytes, notamment les B. Une vision est proposée ici. Ex: Les lymphocytes B de la réponse TI et les MZL. Relations phénotypiques et fonctionnelles (cinétique rapide de la réponse TI, la cross-réactivité d’un répertoire pré-diversifié, autoimmunité..) Q:  le concept d’Ag-driven lymphoproliferation est-il exclusivement associé à une réponse TI? Conséquences sur les approches thérapeutiques? Q:  formes mutées/non-mutées de lymphomes (SMZL/NMZL/MCL/CLL) peuvent-elle aider à comprendre l’origine et le mécanisme de la SHM hors-GC? Ex: Quid de la stratification des lymphomes T? Apoptosis Primary follicle cb cb Long-lived plasma cells cc cb cb cb cb FO FO cc cb cc Positive selection B Dark zone B B CSR SHM Light zone Secondary follicle Bystander T cell help + Cytokines CD40/CD40L Switched memory B IgG, A, or E PERIPHERAL LYMPHOID ORGANS IgM Short-lived plasma cell Secondary GC Ag-independent mode Ag-dependent mode T- DEPENDENT RESPONSE AG RECALL

Origine cellulaire physiologique des lymphoproliférations B Other origins ? T1 FO T- INDEPENDENT RESPONSE Bone Marrow Peripheral Blood Other origins ? SPLEEN AID activity? TI-antigen Marginal zone Plasma cell ALL Apoptosis SHM ? SHM CSR Marginal zone ‘Reactive’ BCR ? MZB T2 MALTL T1 T1 ‘Low tonic’ signal Immature B Transitional B ‘Active’ BCR signal IgM ‘Memory’ SLVL SMZL MZB DLBCL FM Peyer’s patches or other MALTs… Follicle Mature naïve B cell CLL Other origins ? MM B Perifollicular zone CD5+ Pre-plasma memory B cell NMZL MCL TD-antigen Short-lived plasma cell IgG, A, or E CLL HL Germinal Centre B Apoptosis Primary follicle cb cb cb cb cb Long-lived plasma cells cc FO FO cc cb cb cc Positive selection B Dark zone B B CSR SHM Light zone FL DLBCL Secondary follicle BL Bystander T cell help + Cytokines CD40/CD40L Switched memory B IgG, A, or E PERIPHERAL LYMPHOID ORGANS IgM Short-lived plasma cell Secondary GC Ag-independent mode Ag-dependent mode T- DEPENDENT RESPONSE AG RECALL

Physiopathologie des Lymphoproliférations B Altérations génétiques - Herbicides - Pesticides - Solvants organiques - Facteurs alimentaires -Immunosuppresseurs Instabilité de l'ADN Mutations ponctuelles, insertions, délétions ... Altérations chromosomiques (réarrangements …) Oncogènes Cyclines/Cdk/rb Gènes suppresseur de tumeur (perte d'hétérozygotie) Facteurs de transcription Transduction du signal Croissance et/ou survie cellulaires Modifications microenvironnementales Altération de la matrice Angiogénèse Cytokines Cellules inflammatoires Déficits Immunitaires Agents Infectieux - Mimétisme - Stimulation antigénique Sécrétion par les cellules tumorales de substances immunosuppressives

Etapes de progression tumorale/pré-tumorale Lymphomagénèse associées à la dérégulation d’au moins 6 grands groupes fonctionnels Différenciation Cycle Apoptose Prolifération Auto-renouvellement Instabilité génomique Dérégulation fonctionnelle peut être due à: la dérégulation d’1 seul « master » oncogene/ts  (rare) La coopération de multiples dérégulations d’oncogènes et suppresseurs de tumeurs (1 ou + par fonction) Acquisition du phénotype tumoral en multiples « hits » et autant d’étapes de sélection « Darwinienne » et/ou d’enchainements causatifs étape 5: arrêt différenciation étape 2: dérégulation apoptose étape 4: instabilité génomique Déterminer les fonctions associées aux différentes étapes, et si l’étape x entraine l’étape y (par exemple instabilité génomique entraine multiples hits) ou bien si les 2 evènements sont dissociés (selection darwinienne) étapes x  y: rechute étape 1: dérégulation du cycle étape 3: acquisition capacité auto-renouvellement étape 6: prolifération

Micro-environnement tumoral Le microenvironnement dans le modèle lymphome folliculaire FRC MSC FL tardif DLBCL MSC FDC TFH T T TFH T FL précoce FRC FDC Bajénoff, 2007

Micro-environnement tumoral Le microenvironnement dans les lymphomes folliculaires – Interactions cellulaires fonctionnelles MSC FDC TFH FRC Treg T8 Tgd NK Niche tumorale Rôle du compartiment de soutien Interactions avec le système immunitaire

Micro-environnement tumoral TNF LT12 LT3 IL-6 CXCL13 CXCL12 Clusterin 8D6 HGF CXCR5 CXCR4 Follicular B cell TNF-R CD106 CD54 TFH CD40L CD40 ICOSL Follicular dendritic cell ICOS Interactions moléculaires au sein du ganglion normal Q: Différentes cellules stromales pour différents types de lymphomes ? Facteurs impliqués dans le dialogue en fonction du type de lymphome et de son environnement? Quid du lymphome du manteau? de la zone marginale? du lymphome T?

Signalisation intracellulaire Voies de signalisation et lymphomagénèse Les voies complexes de signalisation constituent des cibles fréquentes de dérégulation dans l’oncogénèse, et donc également des cibles de choix pour le développement de nouvelles thérapie Exploitation par les signalisateurs pour le développement de molécules inhibitrices M A P K ERK p38 I 3 Akt m T O R N F k B Facteurs transcriptionnels Phospholipases et seconds messagers lipidique : DAG, PIP prolifération survie motilité réparation Régulateurs proximaux sérine thréonine kinase ex : PKC tyrosine kinase ex : Src c a t é n i e Signalisation intracellulaire

Physiopathologie des Lymphoproliférations B Malignes Facteurs génétiques Facteurs environnementaux

La théorie du Multi Hit Process Cellule maligne Cellule normale  agressivité Et1 Et2 Etn Etn+x Et : événement transformant

Hémopathies Lymphoïdes B Malignes Facteurs Génétiques

Lymphoproliférations et facteurs génétiques  Formes familiales  Déficits Immunitaires primitifs : - Déficit commun variable - Syndrome hyper IgM - XLP ou syndrome de Purtilo - Wiskott-Aldrich - Ataxie télangiectasie (T ++) - Chediak-Higaschi - SCID  Défauts primitifs (et acquis) de l'apoptose - ALPS ( Fas, Fas ligand, caspase 10, 8…)

Lymphoproliférations B et Anomalies génétiques Primitives et/ou acquises - Instabilité ADN - Mutations ponctuelles, insertion, délétion - Altérations chromosomiques (réarrangements…)

Apoptose (Rappel) Ligand de Fas Type II Fas Caspase 8 ou caspase 10 Mitochondrie Caspase 3 Mort cellulaire par apoptose

Syndromes Autoimmuns Lymphoprolifératifs : ALPS Type 1 - 1a : mutation du gène Fas - 1b : mutation du gène du ligand de Fas Type 2 - Mutation du gène caspase 10 Type 3 - Autres (caspases 8,….)

ALPS Syndrome Lymphoprolifératifs Autoimmuns Infections dans certains cas Lymphoproliférations bénignes et/ou malignes Tumeurs solides ? Autoimmunité Vascularite

Facteurs environnementaux  Exposition aux toxiques : benzène, pesticides, herbicides, solvants organiques  Facteurs alimentaires ?  Rôles des médicaments : - Chimiothérapie - Traitements immunosuppresseurs # Diverses maladies auto-immunes et systémiques # Transplantations d'organes et greffes de tissus  Agents infectieux - Virus : Epstein-Barr Virus (EBV) HHV8/KSHV HCV HIV1 (?) - Bactéries : Hélicobacter pylori, campylobacter jejuni - Plasmodium, cryptosporidium

Lymphomagénèse et infection Transformation directe: rôle direct de l’agent infectieux (en général virus) dans la transformation tumorale  Infection induit une ou plusieurs étapes de la lymphomagénèse - Expression membranaire d’oncogènes viraux mimant des récepteurs d’activation ou de survie (CD40, BCR) - Expression d’oncogènes viraux interférant avec les voies signalisation - Expression d’oncogènes viraux interférant avec les effecteurs en aval (cycle/réplication..) Figure 3. EBV infection and direct transformation of B cells. EBV infects naive B cells through 2 surface receptors, CD21 and the class II MHC, HLA-DQ. During latency, the virus is maintained as an episome in the nucleus of infected cells, and viral genes are expressed, in the absence of lytic replication of the virus. EBV subverts normal B-cell differentiation, notably by the expression of LMP1, a viral latent protein expressed at the surface of infected cells. LMP1 associates with transduction molecules such as TRADD and TRAF and activates the NF-B pathway in a CD40-like manner. LMP1 is required for the activation and immortalization of B cells. LMP2 is a viral transmembrane protein that associates with Lyn/Syk kinase and PI3 kinase, leading to the activation of PKC and AKT, respectively. LMP2 can substitute for signals emanating from the BCR. Both LMP1 and LMP2 converge to activate proliferation and survival pathways in EBV latently infected cells. EBNA2 transactivates LMP1 and a number of cellular genes involved in activation and proliferation. Polyclonal infected B cells proliferate and produce immortalized lymphoblastoid cell lines in vitro. In vivo, EBV-infected B cells are negatively controlled by anti-EBV cytotoxic T lymphocytes (CTLs). Failure to control EBV-infected B cells may lead to the development of posttransplantation lymphoproliferative disorder (PTLD). Additional oncogenic mutations lead to clonal selection and evolution toward monoclonal tumors such as Burkitt lymphoma (BL), Hodgkin disease (HD), and diffuse large B-cell lymphomas (DLBCLs) in immunocompromised patients. - Instabilité génomique - Acquisition de 2nd hits variés - Lymphomes hétérogènes (HIV, EBV..)

Lymphomagénèse et infection Lymphoprolifération drivée par l’Ag : une nouvelle approche thérapeutique  rôle indirect de l’agent infectieux pas nécessairement lymphotropique ni transformant ni oncogénique Instabilité génomique  intrinsèque (AID)  inflammation-dépte (ROS) 2nd hits Phase Ag-dépendante (sensible antibiothérapie) Phase Ag-indépendante (résistant antibiothérapie) Infection chronique  Réaction auto-immune  Lymphoproliferation  Lymphome Réponse T-indépendante Anti auto-Ag cross-réactivité (HCV  RF)  inflammation (HP  gastrite) type MZL/MALTL Pas spé contre agent infectieux initial Ex: H Pylori infection Chronic gastritis Gastric autoantigens TFH Cytokines Réponse T-indépendante ? MZ B cell MALT Lymphoma

Lymphomagénèse et infection Antigen-driven lymphoprolifération: Intégration des réponses TI/TD ou réponses parallèles avec cinétiques distinctes (TI>TD) Instabilité génomique  intrinsèque (AID)  inflammation-dépte (ROS) 2nd hits Phase Ag-dépendante (sensible antibiothérapie) Phase Ag-indépendante (résistant antibiothérapie) Infection chronique  Réaction auto-immune  Lymphoproliferation  Lymphome Réponse T-indépendante Anti auto-Ag  inflammation (HP  gastrite)  cross-réactivité (HCV  RF) type MZL/MALTL Pas spé anti-agent infectieux initial Figure 3. EBV infection and direct transformation of B cells. EBV infects naive B cells through 2 surface receptors, CD21 and the class II MHC, HLA-DQ. During latency, the virus is maintained as an episome in the nucleus of infected cells, and viral genes are expressed, in the absence of lytic replication of the virus. EBV subverts normal B-cell differentiation, notably by the expression of LMP1, a viral latent protein expressed at the surface of infected cells. LMP1 associates with transduction molecules such as TRADD and TRAF and activates the NF-B pathway in a CD40-like manner. LMP1 is required for the activation and immortalization of B cells. LMP2 is a viral transmembrane protein that associates with Lyn/Syk kinase and PI3 kinase, leading to the activation of PKC and AKT, respectively. LMP2 can substitute for signals emanating from the BCR. Both LMP1 and LMP2 converge to activate proliferation and survival pathways in EBV latently infected cells. EBNA2 transactivates LMP1 and a number of cellular genes involved in activation and proliferation. Polyclonal infected B cells proliferate and produce immortalized lymphoblastoid cell lines in vitro. In vivo, EBV-infected B cells are negatively controlled by anti-EBV cytotoxic T lymphocytes (CTLs). Failure to control EBV-infected B cells may lead to the development of posttransplantation lymphoproliferative disorder (PTLD). Additional oncogenic mutations lead to clonal selection and evolution toward monoclonal tumors such as Burkitt lymphoma (BL), Hodgkin disease (HD), and diffuse large B-cell lymphomas (DLBCLs) in immunocompromised patients. Réponse prolongée  « Bystander T-cell help » Lymphoproliferation  Lymphome Réponse T-dépendante contre Ag infectieux « opportuniste » pas nécessairement contre Ag infectieux type GC (FL/DLBCL)

Infection à EBV Infection 90% de la population Famille des herpes virus Persistance sous forme d’épisomes exprimant EBNA1 (pas de contrôle T) et latence 0 (LMP2+, EBER+) Nombreuses protéines. Transformation nécessite d’autres facteurs

Hémopathies Lymphoïdes B associées à l'EBV LNH B de Burkitt LNH B à grandes cellules (Syndrome de Richter +) LNH T (certains) LNH NK et TNK (Médiofaciaux) LNH B associés à une immunodépression (acquise ou congénitale) Maladie de Hodgkin (une fraction : selon âge, conditions socio-économiques, association à VIH1)

Lymphoproliférations chez le transplanté d’organes ou de tissus Proliférations lymphoïdes hétérogènes Début précoce : - Prolifération polyclonale polymorphique - Proliférationmonoclonale monomorphique Début tardif Sites extra-nodaux Association forte à : - immunosuppression (mismatch HLA, ATG, OKT3) - EBV (primo-infection +++)

Lymphome de MALT Isaacson (1983) LNH indolent Localisation extranodal Estomac (70%) Poumons (14%) Œil (12%) Lésion lympho-épithéliale 7-8% des LNH Association Hélicobacter Pylori

Hélicobacter Pylori Dans culture, HP permet la croissance des cellules Processus Ag driven Rôle des cellules T, si déplétion T pas de prolifération Lymphocytes T stimulent les cellules B par la voie CD40 Existent seulement en intra-tumorale Activation chronique par HP= anomalies génétiques et émergence de cellules B Tumorales. Éradication par traitement antibiotique ( 75% de RC)

Lymphome Gastrique de MALT Helicobacter Pylori (HP-NAP, Cag A, Vac A) IL8, IL17 Gastrite chronique : Lymphocytes T spécifiques de la souche de HP Infiltration massive par des PMN, macrophages Lymphocytes Lymphocytes B Lymphoprolifération B Inhibition des lymphocytes T (Vac A) Expansion B clonale (cellules autoréactives ?)  LNH de Malt de bas grade dépendant de HP Antibiotiques t (11;18) (q21;q21) : IAP2 - MLT1 Trisomie 3 LNH de Malt de bas grade indépendant de HP t (1;14) (p22;q32) Trisomie 3, 7, 8, 12 et 18 Mutation de P53 LNH de Malt de haut grade

Hémopathies Lymphoïdes B associées au SIDA LNHB Burkitt et "Burkitt like" LNHB à grandes cellules LNHB immunoblastique LNHB primitif du cerveau Maladie de Castlemann (HHV8) LNHB des séreuses (HHV8 / EBV) Maladie de Hodgkin (EBV +++) Rarement : LNH de Malt, folliculaire, monocytoïde, à petites cellules

Lymphoproliferations associées à HCV  Lymphomes Non Hodgkiniens : - Immunocytomes - Lymphome de la zone marginale  Rôle de la protéine HCV E2 Expansion clonale E2 CD81 + ? B B B LNH B Activité RF Anti-E2 ? HCV Activation Stat3  bcl2 t(14;18) Mutations (HC, bcl6, p53 Caténine)

Autre mécanisme Role de l’organisation spatiale dans la lymphomatogénese Loci proches et au centre du noyau permet la survenue de translocation Loci à la périphérie, pas de translocation Spécifique des cellules B

Lymphomatogénèse Role majeur du BCR. Différentes étapes dans des structures histologiques spécifiques. Souvent oncogènes sous le contrôle du locus des Ig apres translocation. Mutations hypersomatiques touchent non-Ig. (ex mutations de Fas). Pas de mutations pour les cellules T. Role de BCR: nécesité du Bcr pour le signal de survie. Antigène activation: HCV, HP. Role du microenvironnement: Cellules T, Cellules Stromales…. Facteurs environnementaux, déficits immunitaires. Importance pour les traitements futurs.

Conclusion

Lymphomes Non Hodgkiniens B Réarrangements chromosomiques - Lymphome folliculaire t (14 ; 18) (q32 ; q21) HC* / bcl2 - Lymphome diffus à grandes cellules B t (3 ; 14) (q27 ; q32) bcl6 / HC - Lymphome de Burkitt t (8 ; 14) (q24 ; q32) t (8 ; 22) (q24 ; q11) t (2 ; 8) (p11 ; q24) HC or LC** / c -myc - Lymphome de MALT t (11 ; 18) (q21 ; q21) t (1 ; 14) (p22 ; q32) - Lymphome de la zone du manteau t (11 ; 14) (q13 ; q32 ) AIP2 / MLT1 bcl10 / HC bcl1 / HC HC : Chaîne lourde Ig ; LC : Chaîne légère Ig

Lymphome Folliculaire t (14 ; 18) ( q32 ; q21) del 6q, trisomie 7, 12, 18, 21 bcl6 and p53 mutations Antigène t (14 ; 18) ProB DjH PreB VHDHJH B Immature B Mature naïfs Zone claire Zone sombre Centre Germinatif Moelle osseuse

Physiopathologie des Lymphoproliférations B Altérations génétiques - Herbicides - Pesticides - Solvants organiques - Facteurs alimentaires -Immunosuppresseurs Instabilité de l'ADN Mutations ponctuelles, insertions, délétions ... Altérations chromosomiques (réarrangements …) Oncogènes Cyclines/Cdk/rb Gènes suppresseur de tumeur (perte d'hétérozygotie) Facteurs de transcription Transduction du signal Croissance et/ou survie cellulaires Modifications microenvironnementales Altération de la matrice Angiogénèse Cytokines Cellules inflammatoires Déficits Immunitaires Agents Infectieux - Mimétisme - Stimulation antigénique Sécrétion par les cellules tumorales de substances immunosuppressives