L’effet de HOXB4 sur l’expansion et la différenciation des progéniteurs myéloïdes

La surexpression rétrovirale du facteur de transcription HOXB4 résulte en une expansion sélective des cellules souches hématopoïétiques (CSH) in vitro et in vivo et ce, sans induire de leucémie. Par contre, la demi-vie intracellulaire de la protéine est de seulement une heure et le fait que la protéine disparaît du milieu de culture après environ 4 heures représente un obstacle majeur à l’utilisation clinique de la protéine HOXB4. Trois mutants HOXB4 ayant une substitution d`un seul acides aminés (AA) parmi les 31 premiers AA ont démontré une augmentation de la stabilité de la protéine. Nous avons donc évalué l’effet de HOXB4 et de ses trois mutants sur la production de cellules progénitrices myéloïdes. L’expression ectopique de HOXB4 sauvage (s-HOXB4) et HOXB4 mutant (m-HOXB4) a un effet comparable sur la fréquence des cellules progénitrices myéloïdes en essai clonogénique. Par contre, la capacité de prolifération des cellules progénitrices myéloïdes qui surexpriment s-HOXB4 et 1423 m-HOXB4 a été supérieure à celle des cellules contrôles (GFP seul) et des deux autres mutants. De plus, malgré le fait que toutes les variantes de HOXB4 confèrent une capacité d’autorenouvellement similaire aux cellules progénitrices multipotents (GEMM), la production des progéniteurs granulocytaires (CFU-G) est compromise lorsque les cellules surexpriment 1426 et 1427 m-HOXB4. D’autre part, la densité cellulaire des colonies myéloïdes qui surexpriment ces deux mutants est diminuée, ce qui suggère que ces mutations ont non seulement augmenté sa stabilité, mais potentiellement affecté certaines fonctions biologiques de s-HOXB4.  Enfin, 1423 m-HOXB4 semble n’avoir perdu aucune fonction de s-HOXB4 dans nos évaluations clonogéniques in vitro, ce qui fait de ce mutant une molécule intéressante pour des applications cliniques d’expansion des cellules progénitrices hématopoïétiques. Over-expression of the homeobox transcription factor HOXB4 results in a selective expansion of HSC in vitro and in vivo. However, the intracellular half-life of the protein is only one hour, which represents an important obstacle for its clinical use. Three HOXB4 mutants with single amino acid (AA) substitution in the first 31 AA have demonstrated increased intracellular stability of the protein. We evaluated the effect of wild type (wt) and mutant (m) HOXB4 on expansion and differentiation of myeloid progenitors. Ectopic expressions of wt- and m- HOXB4 had a comparable effect on the frequency of myeloid progenitors in semi-solid assay. However, the proliferative capacity of myeloid progenitors expressing wt-HOXB4 and 1423 m-HOXB4 was considerably better than that of control (GFP only) and other two mutants. Additionally, while all HOXB4 variants conferred similar self-renewal capacity to multipotent (GEMM) progenitors, the production of single-lineage granulocytic progenitors (CFU-G) was severely compromised when cells were expressing 1426 and 1427 m-HOXB4. Conversely, the cellularity of myeloid colonies was also diminished with these mutants suggesting, that both mutations affect certain biologic function(s) of wt-HOX4 in addition to increasing its stability. On the other hand, 1423 m-HOXB4 did not seem to lose any wt-HOXB4 functions tested in in vitro assays making this mutant an interesting target for further investigation.

Keyphrases: HOXB4 sauvage, Mutants HOXB4, Progéniteurs myéloïdes, Wild type HOXB4, Mutated HOXB4, Myeloid progenitors