The non-coding and coding RNA networks in the biology of B-cell leukemias and lymphomas

Sonali Sharma, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

Již dříve se ukázalo, že buňky chronické lymfocytární leukémie (CLL) využívají mikroRNA a jejich cíle k modulování mezibuněčných interakcí v mikroprostředí lymfatických uzlin. Hlavním cílem předkládané dizertační práce byla identifikace mikroRNA, které ovlivňují interakce mezi CLL buňkami a buňkami imunitního systému. Pro vstupní analýzu byla použita data z miRNA a mRNA profilování interklonálních CLL subpopulací, která identifikovala rodinu miR-29, jejíž exprese byla mezi jednotlivými populacemi rozdílná. Následující experimenty prokázaly, že přímým cílem rodiny miR-29 je molekula TRAF4, která u CLL buněk zvyšuje citlivost k CD40L a posiluje signalizaci přes CD40-NFkB. Tento objev tak definoval zcela unikátní roli osy miR-29 / TRAF4 v regulaci CD40 signalizace. Dále jsme ukázali, že aktivace BCR v CLL buňkách vede k potlačení produkce miR-29 za účasti MYC proteinu, což vede ke zvýšení hladin TRAF4 a posílením CD40-NF-kB signalizace. Mimo jiné jsme také pozorovali, že podávání inhibitorů BCR signalizace, konkrétně ibrutinibu a idelalisibu (jako samostatných látek), vedlo u pacientů ke snížení exprese molekuly MYC a s následným zvýšením produkce miR-29 a represi jejího cílového TRAF4. Práce rovněž popisuje negativní regulaci miR-150 pomocí proteinu MYC a její souvislost s vysoce agresivní transformací folikulárního lymfomu. Výsledky předložené v této práci poskytují jeden z prvních důkazů, že miRNA napomáhají aktivaci CD40 signalizace zprostředkované T lymfocyty v mikroprostředí imunitních orgánů. Práce dále rozšiřuje naše chápání toho, jak MYC reguluje expresi mikroRNA a přispívá k patogenezi CLL a folikulárního lymfomu.

Abstract:

CLL cells have been shown to use microRNAs and their targets to modulate the microenvironmental interactions in the lymph node niches. The main aim of the doctoral study was to identify the microRNAs that are affecting the interactions of immune cells and CLL cells. To address this, we used integrated miRNA and mRNA profiling analysis in the intraclonal CLL subpopulations and identified miR-29 family as one of the differentially expressed microRNAs in the CLL microenvironment. We further identified TRAF4 as a novel direct target of miR-29 and revealed that higher TRAF4 levels increase CLL responsiveness to CD40-NFkB signaling, defining the novel role miR-29/TRAF4 axis in the regulation of CD40 signaling. We have further shown that BCR activation in CLL cells leads to MYC-dependent repression of miR-29 and a subsequent increase in TRAF4 levels, further enhancing the CD40-NF-κB signaling. Moreover, we also observed that administering BCR inhibitors, namely ibrutinib and idelalisib (as single agents) in vivo, led to the MYC downregulation, significant upregulation of miR-29s, and repression of its target TRAF4 in CLL cells. The thesis also describes the negative regulation of miR-150 by MYC and its association with high-grade transformation of follicular lymphoma. Altogether, the presented results provide one of the initial pieces of evidence that the miRNA-dependent mechanism acts to activate CD40 signaling/T cell interactions in the CLL microenvironment and further expands our understanding of how MYC regulates the expression of microRNAs and contributes to CLL and FL pathogenesis.

Keywords

Czech, mikroRNA, interakce v mikroprostředí, Chronická lymfocytární leukemie, CD40 signalizace, BCR aktivace, BCR inhibitory, Folikulární lymfom, MYC, miR-29, TRAF4, miR-150. English, microRNA, microenvironmental interactions, Chronic lymphocytic leukemia, CD40 signaling, BCR activation, BCR inhibitors, Follicular lymphoma, miR-150.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 3. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 19. 4. 2021
• Supervisor: doc. MUDr. Mgr. Marek Mráz, Ph.D.
• Reader: Mgr. Tomáš Bárta, Ph.D., Ing. Michaela Dostálová Merkerová, Ph.D., Yuri Pekarsky, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Life Sciences / Bio-omics