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6 results on '"Marie Sabatier"'

1. Mitochondrial metabolism supports resistance to IDH mutant inhibitors in acute myeloid leukemia

Author

Lara Gales, Camille Montersino, Marc Conti, Pierre Bories, Courtney D. DiNardo, Brandon Nicolay, Fabien Jourdan, Nicolas Broin, Mohsen Hosseini, Guillaume Cognet, Yves Gibon, Marie Sabatier, Tony Kaoma, Marina Konopleva, Lucille Stuani, Mathilde Gotanègre, Christian Recher, Laurent Fernando, Vera Pancaldi, Nathalie Poupin, Estelle Saland, Jean-Emmanuel Sarry, Joseph R. Marszalek, Andrei Turtoi, Thomas Farge, Feng Wang, Yves Collette, Laurent Le Cam, Madi Y. Cissé, Cédric Cassan, Alexis Hucteau, Claudie Bosc, Natalia Baran, Sebastien Ronseaux, Aliki Zavoriti, François Fenaille, Florence Castelli, Laetitia K. Linares, Evgenia Turtoi, Emeline Chu-Van, Martin Carroll, Pierre-Luc Mouchel, Mary A. Selak, Guillaume Cazals, Emeline Boet, Rémy Castellano, Floriant Bellvert, Norbert Vey, Clément Larrue, Koichi Takahashi, Ambrine Sahal, Sylvain Loric, Jean-Charles Portais, Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Métabolisme et Xénobiotiques (ToxAlim-MeX), ToxAlim (ToxAlim), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - 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Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier (IRCM - U1194 Inserm - UM), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MD Anderson Cancer Center [Houston], The University of Texas Health Science Center at Houston (UTHealth), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Luxembourg Institute of Health (LIH), Biologie du fruit et pathologie (BFP), Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), University of Pennsylvania, Université de Montpellier (UM), Réseau régional de cancérologie Onco-Occitanie, Institut Universitaire du Cancer de Toulouse - 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EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Aix Marseille Université (AMU), Pathologies biliaires, fibrose et cancer du foie [CHU Saint-Antoine], Centre de Recherche Saint-Antoine (CRSA), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), CHU Toulouse [Toulouse]-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), University of Pennsylvania [Philadelphia], Laboratoire de Mesures Physiques, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Toulouse [Toulouse]-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputacion (BSC - CNS), STROMALab, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Etablissement Français du Sang-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre de Recherche Saint-Antoine (CR Saint-Antoine), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Saint-Antoine [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Saint-Antoine [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), collette, yves, Pôle hospitalier Universitaire Cancer (PHUC) - Cancer et Pharmacologie : Projet de Toulouse-Oncopole et de sa Région - - CAPTOR2011 - ANR-11-PHUC-0001 - PHUC - VALID, Analyse intégrée de la résistance dans les cancers hématologiques - - TOUCAN2011 - ANR-11-LABX-0068 - LABX - VALID, and Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation - - METABOHUB2011 - ANR-11-INBS-0010 - INBS - VALID

Subjects
Pyridines, [SDV]Life Sciences [q-bio], Mutant, Aminopyridines, Mice, SCID, Mitochondrion, medicine.disease_cause, Oxidative Phosphorylation, Epigenesis, Genetic, 0302 clinical medicine, Piperidines, Mice, Inbred NOD, hemic and lymphatic diseases, Immunology and Allergy, Enzyme Inhibitors, Mice, Knockout, 0303 health sciences, Mutation, Oxadiazoles, Chemistry, Triazines, Myeloid leukemia, Isocitrate Dehydrogenase, 3. Good health, Mitochondria, [SDV] Life Sciences [q-bio], Isoenzymes, Leukemia, Leukemia, Myeloid, 030220 oncology & carcinogenesis, Doxycycline, Acute Disease, Immunology, Glycine, HL-60 Cells, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Article, 03 medical and health sciences, Cell Line, Tumor, medicine, Animals, Humans, Epigenetics, Protein kinase B, 030304 developmental biology, medicine.disease, Xenograft Model Antitumor Assays, Leukemia & Lymphoma, Metabolism, Drug Resistance, Neoplasm, Cancer cell, Cancer research
Abstract

Stuani et al. demonstrate that IDH mutant AML cells display an enhanced mitochondrial phenotype, which is not reversed by IDH mutant inhibitors. This study provides a scientific rationale for combinatory mitochondrial-targeted therapies to treat IDH mutant AML patients, especially those unresponsive to or relapsing from IDH mutant inhibitors., Mutations in IDH induce epigenetic and transcriptional reprogramming, differentiation bias, and susceptibility to mitochondrial inhibitors in cancer cells. Here, we first show that cell lines, PDXs, and patients with acute myeloid leukemia (AML) harboring an IDH mutation displayed an enhanced mitochondrial oxidative metabolism. Along with an increase in TCA cycle intermediates, this AML-specific metabolic behavior mechanistically occurred through the increase in electron transport chain complex I activity, mitochondrial respiration, and methylation-driven CEBPα-induced fatty acid β-oxidation of IDH1 mutant cells. While IDH1 mutant inhibitor reduced 2-HG oncometabolite and CEBPα methylation, it failed to reverse FAO and OxPHOS. These mitochondrial activities were maintained through the inhibition of Akt and enhanced activation of peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1 PGC1α upon IDH1 mutant inhibitor. Accordingly, OxPHOS inhibitors improved anti-AML efficacy of IDH mutant inhibitors in vivo. This work provides a scientific rationale for combinatory mitochondrial-targeted therapies to treat IDH mutant AML patients, especially those unresponsive to or relapsing from IDH mutant inhibitors., Graphical Abstract

Published
2021

2. Extracellular ATP and CD39 Activate cAMP-Mediated Mitochondrial Stress Response to Promote Cytarabine Resistance in Acute Myeloid Leukemia

Author

Margherita Ghisi, Jerome Tamburini, Marie Sabatier, Massimiliano Bardotti, Francisco Azuaje, Jean-Charles Portais, Christian Récher, Carine Joffre, Lucille Stuani, Pierre-Luc Mouchel, Camille Laurent, Marie-Laure Nicolau-Travers, Fetta Mazed, Claudie Bosc, Nathalie Nicot, Nesrine Aroua, Mathilde Gotanègre, Jean-Emmanuel Sarry, Estelle Saland, Clément Larrue, Floriant Bellvert, Fabienne De Toni, Latifa Jarrou, Mohsen Hosseini, Charlotte Syrykh, Ryan Gwilliam, François Vergez, Tony Kaoma, Sarah Gandarillas, Muriel Picard, Thomas Farge, Emeline Boet, Nathalie Bonnefoy, Institut Universitaire du Cancer de Toulouse - Oncopole (IUCT Oncopole - UMR 1037), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université de Genève = University of Geneva (UNIGE), Centre Régional d'Exploration Fonctionnelle et Ressources Expérimentales (CREFRE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Pôle Anesthésie Réanimation [CHU de Toulouse], Service d'anatomopathologie, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier (IRCM - U1194 Inserm - UM), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Luxembourg Institute of Health (LIH), Canceropole GSO 2014-E07, Région Auvergne-Rhone-AlpesRégion Bourgogne-Franche-ComteRégion Hauts-de-FranceRégion Nouvelle-Aquitaine, Fondation Toulouse Cancer Santé, Plan Cancer 2014-BioSys, Fondation ARC, Fondation de France, ANR-11-LABX-0068,TOUCAN,Analyse intégrée de la résistance dans les cancers hématologiques(2011), ANR-11-PHUC-0001,CAPTOR,Cancer et Pharmacologie : Projet de Toulouse-Oncopole et de sa Région(2011), CHU Toulouse [Toulouse]-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), CHU Toulouse [Toulouse], Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Université de Genève (UNIGE), Intensive Care Unit, Department of Anesthesiology and Critical Care, Rangueil Hospital, Centre Hospitalier Universitaire, Toulouse, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse], and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)

Subjects
0301 basic medicine, Male, Cell, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Downregulation and upregulation, In vivo, Antigens, CD, hemic and lymphatic diseases, medicine, Humans, Ectonucleotidase, Cytotoxicity, business.industry, Apyrase, Cytarabine, Myeloid leukemia, Middle Aged, 3. Good health, Mitochondria, Leukemia, Myeloid, Acute, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Oncology, Cell culture, Drug Resistance, Neoplasm, 030220 oncology & carcinogenesis, Cancer research, Female, business, medicine.drug
Abstract

Relapses driven by chemoresistant leukemic cell populations are the main cause of mortality for patients with acute myeloid leukemia (AML). Here, we show that the ectonucleotidase CD39 (ENTPD1) is upregulated in cytarabine-resistant leukemic cells from both AML cell lines and patient samples in vivo and in vitro. CD39 cell-surface expression and activity is increased in patients with AML upon chemotherapy compared with diagnosis, and enrichment in CD39-expressing blasts is a marker of adverse prognosis in the clinics. High CD39 activity promotes cytarabine resistance by enhancing mitochondrial activity and biogenesis through activation of a cAMP-mediated adaptive mitochondrial stress response. Finally, genetic and pharmacologic inhibition of CD39 ecto-ATPase activity blocks the mitochondrial reprogramming triggered by cytarabine treatment and markedly enhances its cytotoxicity in AML cells in vitro and in vivo. Together, these results reveal CD39 as a new residual disease marker and a promising therapeutic target to improve chemotherapy response in AML. Significance: Extracellular ATP and CD39–P2RY13–cAMP–OxPHOS axis are key regulators of cytarabine resistance, offering a new promising therapeutic strategy in AML. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1426

Published
2020

3. Combinatory therapy targeting mitochondrial oxidative phosphorylation improves efficacy of IDH mutant inhibitors in acute myeloid leukemia

Author

Floriant Bellvert, Camille Montersino, Pierre-Luc Mouchel, Brandon Nicolay, Guillaume Cazals, Laurent Fernando, Nicolas Broin, Jean-Charles Portais, Joe Marszalek, Clément Larrue, Norbert Vey, Sebastien Ronseaux, Thomas Farge, Jean-Emmanuel Sarry, Andrei Turtoi, Aliki Zavoriti, Tony Kaoma, Courtney D. DiNardo, Emeline Chu-Van, Claudie Bosc, Guillaume Cognet, Rémy Castellano, Héléna Boutzen, Cédric Cassan, Claire Calmettes, Florence Castelli, Marie Sabatier, Arnaud Pigneux, Evgenia Turtoi, Yves Collette, Martin Carroll, Yves Gibon, Emeline Boet, Laetitia K. Linares, Mathilde Gotanègre, Francois Fenaille, Laurent Le Cam, Lara Gales, Marc Conti, Nathalie Poupin, Mary A. Selak, Lucille Stuani, Andrew Futreal, Christian Recher, Marina Konopleva, Feng Wang, Estelle Saland, Mohsen Hosseini, Audrey Bidet, Kiyomi Morita, Natalia Baran, Koichi Takahashi, Sylvain Loric, Pierre Bories, Fabien Jourdan, Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), The University of Texas M.D. Anderson Cancer Center [Houston], Métabolisme et Xénobiotiques (ToxAlim-MeX), ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'Etude du Métabolisme des Médicaments (LEMM), Service de Pharmacologie et Immunoanalyse (SPI), Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Métabolomique et Fluxomique (MetaToul) (TBI-MetaToul), MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Aix Marseille Université (AMU), Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier (IRCM - U1194 Inserm - UM), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Luxembourg Institute of Health (LIH), Cellules Souches, Plasticité Cellulaire, Médecine Régénératrice et Immunothérapies (IRMB), Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier), Institut Universitaire du Cancer de Toulouse - Oncopole (IUCT Oncopole - UMR 1037), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Biologie du fruit et pathologie (BFP), Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut du Cancer de Montpellier (ICM), Department of Medicine, Division of Haematology–Oncology, University of Pennsylvania, University of Pennsylvania [Philadelphia], Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC), CHU Bordeaux [Bordeaux], Laboratoire de Mesures Physiques, Université de Montpellier (UM), Réseau régional de cancérologie Onco-Occitanie, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Agios Pharmaceuticals, MD Anderson Cancer Center [Houston], The University of Texas Health Science Center at Houston (UTHealth), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul), MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Aix Marseille Université (AMU)-Institut Paoli-Calmettes, Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Fédération nationale des Centres de lutte contre le Cancer (FNCLCC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), University of Pennsylvania, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Jourdan, Fabien, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
0303 health sciences, IDH1, Chemistry, Mutant, Myeloid leukemia, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Oxidative phosphorylation, 3. Good health, Citric acid cycle, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, [SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer, 030220 oncology & carcinogenesis, Cancer cell, Cancer research, Epigenetics, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Beta oxidation, [INFO.INFO-BI] Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], 030304 developmental biology
Abstract

Isocitrate dehydrogenases (IDH) are involved in redox control and central metabolism. Mutations in IDH induce epigenetic and transcriptional reprogramming, differentiation bias, BCL-2 dependence and susceptibility to mitochondrial inhibitors in cancer cells. Here we show that high sensitivity to mitochondrial oxidative phosphorylation (OxPHOS) inhibitors is due to an enhanced mitochondrial oxidative metabolism in cell lines, PDX and patients with acute myeloid leukemia (AML) harboring IDH mutation. Along with an increase in TCA cycle intermediates, this AML-specific metabolic behavior mechanistically occurs through the increase in methylation-driven CEBPα- and CPT1a-induced fatty acid oxidation, electron transport chain complex I activity and mitochondrial respiration in IDH1 mutant AML. Furthermore, an IDH mutant inhibitor that significantly and systematically reduces 2-HG oncometabolite transiently reverses mitochondrial FAO and OxPHOS gene signature and activities in patients who responded to the treatment and achieved the remission. However, at relapse or in patients who did not respond, IDH mutant inhibitor failed to block these mitochondrial properties. Accordingly, OxPHOS inhibitors such as IACS-010759 improve anti-AML efficacy of IDH mutant inhibitors alone and in combination with chemotherapyin vivo. This work provides a scientific rationale for combinatory mitochondrial-targeted therapies to treat IDH mutant-positive AML patients, especially those unresponsive to or relapsing from IDH mutant-specific inhibitors.

Published
2020

4. Targeting Myeloperoxidase Disrupts Mitochondrial Redox Balance and Overcomes Cytarabine Resistance in Human Acute Myeloid Leukemia

Author

Claudie Bosc, Jean-Emmanuel Sarry, Marc Piechaczyk, Thomas Farge, Sonia Zaghdoudi, Mohsen Hosseini, Hamid Reza Rezvani, Véronique Guyonnet-Duperat, Clément Larrue, Mathilde Gotanègre, Nesrine Aroua, Pierre Luc Mouchel, Latifa Jarrou, Marie Sabatier, Christian Recher, Guillaume Bossis, Estelle Saland, Institut Universitaire du Cancer de Toulouse - Oncopole (IUCT Oncopole - UMR 1037), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Transfert de gènes à visée thérapeutique dans les cellules souches, Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Plate-forme de vectorologie, Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-SFR TransBioMed, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (IGMM), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)

Subjects
0301 basic medicine, Cancer Research, Myeloid, [SDV]Life Sciences [q-bio], Apoptosis, Mice, SCID, medicine.disease_cause, Mice, 0302 clinical medicine, Mice, Inbred NOD, hemic and lymphatic diseases, Molecular Targeted Therapy, RNA, Neoplasm, RNA, Small Interfering, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Membrane Potential, Mitochondrial, chemistry.chemical_classification, biology, Chemistry, Cytarabine, Myeloid leukemia, Mitochondria, Neoplasm Proteins, 3. Good health, Leukemia, Myeloid, Acute, Leukemia, medicine.anatomical_structure, Oncology, 030220 oncology & carcinogenesis, Myeloperoxidase, Oxidation-Reduction, medicine.drug, Antimetabolites, Antineoplastic, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Oxidative phosphorylation, 03 medical and health sciences, Cell Line, Tumor, medicine, Animals, Humans, Peroxidase, Reactive oxygen species, Gene Expression Profiling, medicine.disease, Xenograft Model Antitumor Assays, Hypochlorous Acid, Oxidative Stress, 030104 developmental biology, Drug Resistance, Neoplasm, Cancer research, biology.protein, Reactive Oxygen Species, Transcriptome, Oxidative stress
Abstract

Chemotherapies alter cellular redox balance and reactive oxygen species (ROS) content. Recent studies have reported that chemoresistant cells have an increased oxidative state in hematologic malignancies. In this study, we demonstrated that chemoresistant acute myeloid leukemia (AML) cells had a lower level of mitochondrial and cytosolic ROS in response to cytarabine (AraC) and overexpressed myeloperoxidase (MPO), a heme protein that converts hydrogen peroxide to hypochlorous acid (HOCl), compared with sensitive AML cells. High MPO-expressing AML cells were less sensitive to AraC in vitro and in vivo. They also produced higher levels of HOCl and exhibited an increased rate of mitochondrial oxygen consumption when compared with low MPO-expressing AML cells. Targeting MPO expression or enzyme activity sensitized AML cells to AraC treatment by triggering oxidative damage and sustaining oxidative stress, particularly in high MPO-expressing AML cells. This sensitization stemmed from mitochondrial superoxide accumulation, which impaired oxidative phosphorylation and cellular energetic balance, driving apoptotic death and selective eradication of chemoresistant AML cells in vitro and in vivo. Altogether, this study uncovers a noncanonical function of MPO enzyme in maintaining redox balance and mitochondrial energetic metabolism, therefore affecting downstream pathways involved in AML chemoresistance. Significance: These findings demonstrate the role of myeloperoxidase in the regulation of ROS levels and sensitivity of AML cells to cytarabine, an essential chemotherapeutic backbone in the therapy of AML.

Published
2019

5. Exploiting metabolic vulnerabilities for personalized therapy in acute myeloid leukemia

Author

Jean-Emmanuel Sarry, Marie Sabatier, Lucille Stuani, Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), The authors thank the Région Midi-Pyrénées, Plan Cancer 2014-BioSys (FLEXAML), and the Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm) for their support., and Bodescot, Myriam

Subjects
Myeloid, Physiology, Cell Survival, Cellular differentiation, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Plant Science, Tumor initiation, Review, Biology, Bioinformatics, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, [SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer, Structural Biology, medicine, Humans, lcsh:QH301-705.5, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 030304 developmental biology, Cell Proliferation, [SDV.MHEP.EM] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism, 0303 health sciences, Cell growth, Stem Cells, Myeloid leukemia, Cell Differentiation, Cell Biology, [SDV.MHEP.EM]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Endocrinology and metabolism, medicine.disease, Mitochondria, Leukemia, Leukemia, Myeloid, Acute, medicine.anatomical_structure, lcsh:Biology (General), Stem cell, General Agricultural and Biological Sciences, 030217 neurology & neurosurgery, Function (biology), Metabolic Networks and Pathways, Developmental Biology, Biotechnology
Abstract

International audience; Changes in cell metabolism and metabolic adaptation are hallmark features of many cancers, including leukemia, that support biological processes involved into tumor initiation, growth, and response to therapeutics. The discovery of mutations in key metabolic enzymes has highlighted the importance of metabolism in cancer biology and how these changes might constitute an Achilles heel for cancer treatment. In this Review, we discuss the role of metabolic and mitochondrial pathways dysregulated in acute myeloid leukemia, and the potential of therapeutic intervention targeting these metabolic dependencies on the proliferation, differentiation, stem cell function and cell survival to improve patient stratification and outcomes.

Published
2019

6. Stable Isotope Labeling Highlights Enhanced Fatty Acid and Lipid Metabolism in Human Acute Myeloid Leukemia

Author

Laure Tonini, Fanny Viars, Marie Sabatier, Justine Bertrand-Michel, Lucille Stuani, Jean-Emmanuel Sarry, Jean-Charles Portais, Fabien Riols, Pierre Millard, Aurélie Batut, Sonia Zaghdoudi, Estelle Saland, Laetitia K. Linares, Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Plateau MetaToul-LIPIDOMIQUE = MetaToul-Lipidomics, Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaToul-MetaboHUB, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier (IRCM - U1194 Inserm - UM), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), This work was supported by grants from the Région Midi-Pyrénées (CRLE, J.-E.S.), Plan Cancer 2014-BioSys (FLEXAML, J.-E.S.) and the Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm). MetaToul is part of the national infrastructure MetaboHUB (The French National infrastructure for metabolomics and fluxomics, www.metabohub.fr) and is supported by MetaboHUB-ANR-11-INBS-0010, by the Région Occitanie, the European Regional Development Fund, the SICOVAL, the Infrastructures en Biologie Sante et Agronomie (IBiSa, France), the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), the Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) and Inserm., ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, MetaToul-Lipidomic Core Facility, MetaboHUB, I2 MC, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Region Midi-Pyrenees (CRLE), Inserm, Plan Cancer 2014-BioSys (FLEXAML), Metabo [HUB-ANR-11-INBS-0010], Région Occitanie, European Regional Development Fund, SICOVAL, Infrastructures en Biologie Sante et Agronomie (IBiSa, France), CNRS, Inra, Equipe Labellisée LIGUE 2018 [Toulouse] (CRCT - U1037 Inserm), MetaToul-MetaboHUB platform - Lipidomique (Inserm/UPS U1048 - I2MC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Equipe Labellisée LIGUE 2017 [Montpellier] (IRCM - U1194 Inserm), ANR-11-INBS-0010/11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d’une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l’innovation(2011), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MetaToul Lipidomics, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaboHUB-MetaToul, MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Linares, Laetitia, Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation - - METABOHUB2011 - ANR-11-INBS-0010 - INBS - VALID, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-MetaboHUB-MetaToul, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
0301 basic medicine, [SDV]Life Sciences [q-bio], approche protéomique, lcsh:Chemistry, chemistry.chemical_compound, hemic and lymphatic diseases, IDH mutation, isotopic profiling, leukemia, lipidomics, metabolic reprogramming, leucemie, lcsh:QH301-705.5, Spectroscopy, chemistry.chemical_classification, acide gras, Fatty Acids, Myeloid leukemia, General Medicine, Isocitrate Dehydrogenase, 3. Good health, Computer Science Applications, [SDV] Life Sciences [q-bio], Leukemia, Myeloid, Acute, Leukemia, Isotope Labeling, Lipogenesis, profil isotopique, Ceramide, Médecine humaine et pathologie, HL-60 Cells, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Article, Catalysis, Glutarates, Inorganic Chemistry, 03 medical and health sciences, [SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer, approche lipidomique, Lipid biosynthesis, medicine, Humans, Physical and Theoretical Chemistry, Molecular Biology, Fatty acid metabolism, Organic Chemistry, Fatty acid, Lipid metabolism, Lipid Metabolism, medicine.disease, 030104 developmental biology, lcsh:Biology (General), lcsh:QD1-999, chemistry, Mutation, Cancer research, Human health and pathology, fatty acid, [SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology
Abstract

Background: In Acute Myeloid Leukemia (AML), a complete response to chemotherapy is usually obtained after conventional chemotherapy but overall patient survival is poor due to highly frequent relapses. As opposed to chronic myeloid leukemia, B lymphoma or multiple myeloma, AML is one of the rare malignant hemopathies the therapy of which has not significantly improved during the past 30 years despite intense research efforts. One promising approach is to determine metabolic dependencies in AML cells. Moreover, two key metabolic enzymes, isocitrate dehydrogenases (IDH1/2), are mutated in more than 15% of AML patient, reinforcing the interest in studying metabolic reprogramming, in particular in this subgroup of patients. Methods: Using a multi-omics approach combining proteomics, lipidomics, and isotopic profiling of [U-13C] glucose and [U-13C] glutamine cultures with more classical biochemical analyses, we studied the impact of the IDH1 R132H mutation in AML cells on lipid biosynthesis. Results: Global proteomic and lipidomic approaches showed a dysregulation of lipid metabolism, especially an increase of phosphatidylinositol, sphingolipids (especially few species of ceramide, sphingosine, and sphinganine), free cholesterol and monounsaturated fatty acids in IDH1 mutant cells. Isotopic profiling of fatty acids revealed that higher lipid anabolism in IDH1 mutant cells corroborated with an increase in lipogenesis fluxes. Conclusions: This integrative approach was efficient to gain insight into metabolism and dynamics of lipid species in leukemic cells. Therefore, we have determined that lipid anabolism is strongly reprogrammed in IDH1 mutant AML cells with a crucial dysregulation of fatty acid metabolism and fluxes, both being mediated by 2-HG (2-Hydroxyglutarate) production.

Published
2018

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