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10 results on '"Thomas Farge"'

1. Mesenchymal stromal cells confer chemoresistance to myeloid leukemia blasts through Side Population functionality and ABC transporter activation

Author

Thomas Farge, Denis Clay, Jean-Valère Malfuson, Adrienne Anginot, Christophe Desterke, Jean-Emmanuel Sarry, Emmanuel Raffoux, Marie-Caroline Le Bousse-Kerdilès, Laetitia Boutin, Jean-Jacques Lataillade, Sabrina Soave, Pierre Arnautou, Amandine Segot, and Aurélie Trignol

Subjects
Acute Myeloid Leukemia, Stromal cell, ATP-binding cassette transporter, Context (language use), Biology, Article, Transcriptome, Mice, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Side population, hemic and lymphatic diseases, Tumor Microenvironment, medicine, Animals, Humans, Mesenchymal stem cell, Myeloid leukemia, Mesenchymal Stem Cells, Hematology, medicine.disease, Leukemia, Myeloid, Acute, Leukemia, Drug Resistance, Neoplasm, Cancer research, ATP-Binding Cassette Transporters, Stromal Cells, 030215 immunology
Abstract

Targeting chemoresistant malignant cells is one of the current major challenges in oncology. Therefore, it is mandatory to refine the characteristics of these cells to monitor their survival and develop adapted therapies. This is of particular interest in acute myeloid leukemia (AML), for which the 5-year survival rate only reaches 30%, regardless of the prognosis. The role of the microenvironment is increasingly reported to be a key regulator for blast survival. In this context, we demonstrate that contact with mesenchymal stromal cells promotes a better survival of blasts in culture in the presence of anthracycline through the activation of ABC transporters. Stroma-dependent ABC transporter activation leads to the induction of a Side Population (SP) phenotype in a subpopulation of primary leukemia blasts through alpha (α)4 engagement. The stroma-promoting effect is reversible and is observed with stromal cells isolated from either healthy donors or leukemia patients. Blasts expressing an SP phenotype are mostly quiescent and are chemoresistant in vitro and in vivo in patient-derived xenograft mouse models. At the transcriptomic level, blasts from the SP are specifically enriched in the drug metabolism program. This detoxification signature engaged in contact with mesenchymal stromal cells represents promising ways to target stroma-induced chemoresistance of AML cells.

Published
2019

2. Ferritin heavy/light chain (FTH1/FTL) expression, serum ferritin levels, and their functional as well as prognostic roles in acute myeloid leukemia

Author

Thomas Farge, Marie-Virginie Larcher, Françoise Huguet, Estelle Saland, Suzanne Tavitian, Emilie Bérard, Audrey Sarry, Mauricette Michallet, François Vergez, Sarah Bertoli, Claudie Bosc, Etienne Paubelle, Jean-Emmanuel Sarry, Eric Delabesse, Xavier Thomas, Christian Recher, and Clément Larrue

Subjects
Adult, Male, Kaplan-Meier Estimate, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Antineoplastic Combined Chemotherapy Protocols, Odds Ratio, Humans, Medicine, FTH1, Aged, Proportional Hazards Models, biology, Gene Expression Regulation, Leukemic, business.industry, Gene Expression Profiling, Induction chemotherapy, Myeloid leukemia, Hematology, General Medicine, Middle Aged, Gene signature, Prognosis, Combined Modality Therapy, Ferritin, Leukemia, Myeloid, Acute, Haematopoiesis, Treatment Outcome, Drug Resistance, Neoplasm, 030220 oncology & carcinogenesis, Apoferritins, Ferritins, biology.protein, Cancer research, Cytarabine, Female, Inflammation Mediators, Stem cell, Oxidoreductases, business, Biomarkers, 030215 immunology, medicine.drug
Abstract

Objectives We previously reported the prognostic value of serum ferritin in younger patients with intermediate-risk acute myeloid leukemia (AML). The aims of this study were to confirm this finding in a larger cohort regardless of age and prognostic subgroups, to explore the expression and functional role of ferritin in AML cells as well as the regulation of serum ferritin levels in AML patients. Patients/materials/methods Serum ferritin levels at diagnosis were collected in a cohort of 525 patients treated by intensive chemotherapy. In silico, in vitro, and in vivo analyses were conducted to assess the pattern of expression and functional role of FTH1 and FTL in AML. Results We confirmed the independent prognostic value of serum ferritin. In transcriptomic databases, FTH1 and FTL were overexpressed in AML and leukemic stem cells compared to normal hematopoietic stem cells. The gene signature designed from AML patients overexpressing FTH1 revealed a significant enrichment in genes of the immune and inflammatory response including Nf-KB pathway, oxidative stress, or iron pathways. This gene signature was enriched in cytarabine-resistant AML cells in a patient-derived xenograft model. FTH1 protein was also overexpressed in patient's samples and correlated with the in vitro cytotoxic activity of cytarabine. Lastly, we demonstrated that chemotherapy induced an inflammatory response including a significant increase in serum ferritin levels between day 1 and 8 of induction chemotherapy that was blocked by dexamethasone. Conclusion Ferritin is deregulated in most AML patients likely through inflammation, associated with chemoresistance, and could represent a new therapeutic target.

Published
2018

3. 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 - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-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)-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 - Oncopole (IUCT Oncopole - UMR 1037), 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), 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), Agios Pharmaceuticals, ANR-11-PHUC-0001,CAPTOR,Cancer et Pharmacologie : Projet de Toulouse-Oncopole et de sa Région(2011), ANR-11-LABX-0068,TOUCAN,Analyse intégrée de la résistance dans les cancers hématologiques(2011), ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), 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), 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

4. 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

5. 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

6. 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

7. Dendrogenin A Enhances Anti-Leukemic Effect of Anthracycline in Acute Myeloid Leukemia

Author

Christian Récher, Marc Poirot, Philippe de Medina, Rémy Betous, Jean-Emmanuel Sarry, Sandrine Silvente-Poirot, Thomas Farge, Estelle Saland, Pierre-Luc Mouchel, Jean-Sébastien Hoffmann, Nizar Serhan, Service Hématologie - IUCT-Oncopole [CHU Toulouse], Pôle Biologie [CHU Toulouse], Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Pôle IUCT [CHU Toulouse], Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), 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-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-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), Équipe labellisée Ligue Nationale Contre le Cancer [Toulouse], Ligue Nationale Contre le Cancer [Paris] (LNCC), Affichem SAS [Toulouse], Laboratoire d’Excellence ‘TOUCAN’ [Toulouse], Poirot, Marc, Service d'Hématologie [IUCT Toulouse], Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Universitaire du Cancer de Toulouse - Oncopole (IUCT Oncopole - UMR 1037), 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]-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)

Subjects
0301 basic medicine, autophagy, Cancer Research, Programmed cell death, Anthracycline, Daunorubicin, DNA damage, DNA repair, [SDV]Life Sciences [q-bio], synergy, anthracycline, lcsh:RC254-282, Article, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, AML, hemic and lymphatic diseases, medicine, Idarubicin, Chemistry, Myeloid leukemia, primary sample, lcsh:Neoplasms. Tumors. Oncology. Including cancer and carcinogens, 3. Good health, [SDV] Life Sciences [q-bio], Haematopoiesis, 030104 developmental biology, Oncology, 030220 oncology & carcinogenesis, dendrogenin A, CLDX, Cancer research, LXR, DDA, medicine.drug
Abstract

Dendrogenin A (DDA), a mammalian cholesterol metabolite with tumor suppressor properties, has recently been shown to exhibit strong anti-leukemic activity in acute myeloid leukemia (AML) cells by triggering lethal autophagy. Here, we demonstrated that DDA synergistically enhanced the toxicity of anthracyclines in AML cells but not in normal hematopoietic cells. Combination index of DDA treatment with either daunorubicin or idarubicin indicated a strong synergism in KG1a, KG1 and MV4-11 cell lines. This was confirmed in vivo using immunodeficient mice engrafted with MOLM-14 cells as well as in a panel of 20 genetically diverse AML patient samples. This effect was dependent on Liver X Receptor &beta, a major target of DDA. Furthermore, DDA plus idarubicin strongly increased p53BP1 expression and the number of DNA strand breaks in alkaline comet assays as compared to idarubicin alone, whereas DDA alone was non-genotoxic. Mechanistically, DDA induced JNK phosphorylation and the inhibition of AKT phosphorylation, thereby maximizing DNA damage induced by idarubicin and decreasing DNA repair. This activated autophagic cell death machinery in AML cells. Overall, this study shows that the combination of DDA and idarubicin is highly promising and supports clinical trials of dendrogenin A in AML patients.

Published
2020

8. Chemotherapy-resistant human acute myeloid leukemia cells are not enriched for leukemic stem cells but require oxidative metabolism

Author

François Vergez, Marine Fraisse, Nicolas Broin, Thomas Farge, Robin L. Perry, Jean-Emmanuel Sarry, Audrey Sarry, Suzanne Tavitian, Stéphanie Cassant-Sourdy, Mayumi Sugita, Laetitia K. Linares, Jason S. Iacovoni, Claudie Bosc, Olivier Duchamp, Gwenn Danet-Desnoyers, Fabienne De Toni, Sarah J. Scotland, Y Barreira, Pierre Hirsch, Emmanuel Griessinger, Estelle Saland, Camille Montersino, Rémy Castellano, Héléna Boutzen, Nizar Serhan, Laurent Vallar, Martin Carroll, Christian Recher, Moshen Hosseini, Yves Collette, Lara Gales, François Delhommeau, Marion David, Marie-Laure Nicolau-Travers, Jean-Charles Portais, Nesrine Aroua, Lucille Stuani, Clément Larrue, Tony Kaoma, Tony Lionel Palama, Mary A. Selak, Barbara Garmy-Susini, Virginie Féliu, 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), University of Pennsylvania [Philadelphia], 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), Department of Oncology, University Hospital-Hälsouniversitetet Universitetssjukhuset, Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier (IRCM - U1194 Inserm - UM), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), 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), U1065 Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire, Université de Nice Sophia-Antipolis (UNSA), Oncodesign, UMS006 Service d'Experimentation Animale, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), UMR-S938 CDR Saint-Antoine, Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP), 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), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Service d'Hématologie [IUCT Toulouse], Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Fondation ARC [SFI20121205478], Laboratoire d'Excellence Toulouse Cancer (TOUCAN) [ANR11-LABEX], Programme Hospitalo-Universitaire en Cancerologie (CAPTOR) [ANR11-PHUC0001], INCA [PLBIO 2012-105], Veterans Affairs Administration [1I01BX000918-01], NIH [1R01CA149566-01A1], Métabolisme Plasticité et Mitochondrie [lié à l'ex IFR 31] (LMPM), IFR 31 Louis Bugnard (IFR 31), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Toulouse [Toulouse]-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Toulouse [Toulouse]-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), Equipe 11-E.Moyal/C.Toulas, Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de biologie clinique [Rouen], CHU Rouen, Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-CRLCC Henri Becquerel-Centre de Lutte Contre le Cancer Henri Becquerel Normandie Rouen (CLCC Henri Becquerel), Luxembourg Institute of Health (LIH), Institut de médecine moléculaire de Rangueil (I2MR), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IFR150-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre méditerranéen de médecine moléculaire (C3M), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Oncodesign Inc., Oncodesign Biotechnology®, Service d'hématologie clinique et de thérapie cellulaire [CHU Saint-Antoine], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-CHU Saint-Antoine [APHP], Centre Européen de Résonance Magnétique Nucléaire à Très Hauts Champs (CERMNTHC), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Service d'immunologie et hématologies biologiques [Saint-Antoine], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-Sorbonne Université (SU)-CHU Saint-Antoine [APHP], Service d'hématologie, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Hôpital Purpan [Toulouse], CHU Toulouse [Toulouse], CHU Toulouse [Toulouse]-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), 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, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Lutte Contre le Cancer Henri Becquerel Normandie Rouen (CLCC Henri Becquerel)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-CHU Rouen, Normandie Université (NU), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), 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), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Oncodesign [Dijon], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Saint-Antoine [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU), Service d'immunologie et hématologies biologiques [CHU Saint-Antoine], 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), COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), 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), Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Saint-Antoine [AP-HP], 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 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Pennsylvania, Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Normandie Université (NU)-Centre de Lutte Contre le Cancer Henri Becquerel Normandie Rouen (CLCC Henri Becquerel), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées- Institut Fédératif de Recherche Bio-médicale Institution (IFR150)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Côte d'Azur (UCA), 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), Service Hématologie - IUCT-Oncopole [CHU Toulouse], Pôle Biologie [CHU Toulouse], Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Pôle IUCT [CHU Toulouse], Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Linares, Laetitia, 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 de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), 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 National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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 National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)- Institut Fédératif de Recherche Bio-médicale Institution (IFR150)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), and 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)

Subjects
CD36 Antigens, 0301 basic medicine, Myeloid, cancerologie, Mitochondrion, human health, Oxidative Phosphorylation, Mice, pharmacotherapy, 0302 clinical medicine, protéine mitochondriale, chimiothérapie, leucemie, Cytarabine, leukemia, Myeloid leukemia, santé humaine, Mitochondria, 3. Good health, Leukemia, Myeloid, Acute, Leukemia, medicine.anatomical_structure, Biochemistry, 030220 oncology & carcinogenesis, oncologie, oncology, Neoplastic Stem Cells, Stem cell, medicine.drug, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Biology, 03 medical and health sciences, [SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer, Downregulation and upregulation, Cell Line, Tumor, medicine, Animals, Humans, Cell Lineage, chimiothérapie, oncologie, cancerologie, approche thérapeutique, leucemie, protéine mitochondriale, santé humaine, approche thérapeutique, medicine.disease, Xenograft Model Antitumor Assays, carbohydrates (lipids), 030104 developmental biology, Drug Resistance, Neoplasm, Cell culture, Cancer research, pharmacotherapy, oncology, leukemia, human health, [SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology
Abstract

Chemotherapy-resistant human acute myeloid leukemia (AML) cells are thought to be enriched in quiescent immature leukemic stem cells (LSC). To validate this hypothesis in vivo, we developed a clinically relevant chemotherapeutic approach treating patient-derived xenografts (PDX) with cytarabine (AraC). AraC residual AML cells are enriched in neither immature, quiescent cells nor LSCs. Strikingly, AraC-resistant preexisting and persisting cells displayed high levels of reactive oxygen species, showed increased mitochondrial mass, and retained active polarized mitochondria, consistent with a high oxidative phosphorylation (OXPHOS) status. AraC residual cells exhibited increased fatty-acid oxidation, upregulated CD36 expression, and a high OXPHOS gene signature predictive for treatment response in PDX and patients with AML. High OXPHOS but not low OXPHOS human AML cell lines were chemoresistant in vivo. Targeting mitochondrial protein synthesis, electron transfer, or fatty-acid oxidation induced an energetic shift toward low OXPHOS and markedly enhanced antileukemic effects of AraC. Together, this study demonstrates that essential mitochondrial functions contribute to AraC resistance in AML and are a robust hallmark of AraC sensitivity and a promising therapeutic avenue to treat AML residual disease. Significance: AraC-resistant AML cells exhibit metabolic features and gene signatures consistent with a high OXPHOS status. In these cells, targeting mitochondrial metabolism through the CD36–FAO–OXPHOS axis induces an energetic shift toward low OXPHOS and strongly enhanced antileukemic effects of AraC, offering a promising avenue to design new therapeutic strategies and fight AraC resistance in AML. Cancer Discov; 7(7); 716–35. ©2017 AACR. See related commentary by Schimmer, p. 670. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 653

Published
2017

9. Bcl-2 protein family expression pattern determines synergistic pro-apoptotic effects of BH3 mimetics with hemisynthetic cardiac glycoside UNBS1450 in acute myeloid leukemia

Author

Marc Diederich, J-E Sarry, J-Y Lee, Hee Young Shin, Claudia Cerella, Aloran Mazumder, Estelle Saland, K-W Kim, Anthoula Gaigneaux, M. Dicato, Thomas Farge, Flavia Radogna, François Vergez, and Christian Recher

Subjects
0301 basic medicine, Cancer Research, Myeloid, Protein family, bcl-X Protein, Apoptosis, Biology, Cardiac Glycosides, 03 medical and health sciences, hemic and lymphatic diseases, Cell Line, Tumor, medicine, Humans, MCL1, Letter to the Editor, Cardiac glycoside, U937 cell, Myeloid leukemia, Hematology, U937 Cells, medicine.disease, Leukemia, Haematopoiesis, Cardenolides, Leukemia, Myeloid, Acute, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Oncology, Proto-Oncogene Proteins c-bcl-2, Cancer research, Myeloid Cell Leukemia Sequence 1 Protein, biological phenomena, cell phenomena, and immunity, Apoptosis Regulatory Proteins, medicine.drug
Abstract

Bcl-2 protein family expression pattern determines synergistic pro-apoptotic effects of BH3 mimetics with hemisynthetic cardiac glycoside UNBS1450 in acute myeloid leukemia

Published
2016

10. High mTORC1 activity drives glycolysis addiction and sensitivity to G6PD inhibition in acute myeloid leukemia cells

Author

Michaela Fontenay, Thomas Farge, J-C Portais, Catherine Lacombe, Mireille Lambert, C Chenevier-Gobeaux, Rudy Birsen, Nicolas Chapuis, François Vergez, Didier Bouscary, Virginie Chesnais, Marine Fraisse, Laury Poulain, Jerome Tamburini, Florence Zylbersztejn, Christelle Debeissat, Thiago Trovati Maciel, Olivier Herault, J-E Sarry, Pierre Sujobert, Sylvain Barreau, Lucille Stuani, Christian Recher, Tony Lionel Palama, Patrick Mayeux, and Frédéric Bouillaud

Subjects
0301 basic medicine, Cancer Research, Myeloid, mTORC1, Biology, Pentose phosphate pathway, Glucosephosphate Dehydrogenase, Mechanistic Target of Rapamycin Complex 1, Oxidative Phosphorylation, 03 medical and health sciences, Glycolysis Inhibition, hemic and lymphatic diseases, medicine, Humans, neoplasms, Myeloid leukemia, Hematology, medicine.disease, 3. Good health, Haematopoiesis, Leukemia, Leukemia, Myeloid, Acute, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Glucose, Oncology, Cancer research, biological phenomena, cell phenomena, and immunity, Stem cell, Glycolysis
Abstract

Alterations in metabolic activities are cancer hallmarks that offer a wide range of new therapeutic opportunities. Here we decipher the interplay between mTORC1 activity and glucose metabolism in acute myeloid leukemia (AML). We show that mTORC1 signaling that is constantly overactivated in AML cells promotes glycolysis and leads to glucose addiction. The level of mTORC1 activity determines the sensitivity of AML cells to glycolysis inhibition as switch-off mTORC1 activity leads to glucose-independent cell survival that is sustained by an increase in mitochondrial oxidative phosphorylation. Metabolic analysis identified the pentose phosphate pathway (PPP) as an important pro-survival pathway for glucose metabolism in AML cells with high mTORC1 activity and provided a clear rational for targeting glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) in AML. Indeed, our analysis of the cancer genome atlas AML database pinpointed G6PD as a new biomarker in AML, as its overexpression correlated with an adverse prognosis in this cohort. Targeting the PPP using the G6PD inhibitor 6-aminonicotinamide induces in vitro and in vivo cytotoxicity against AML cells and synergistically sensitizes leukemic cells to chemotherapy. Our results demonstrate that high mTORC1 activity creates a specific vulnerability to G6PD inhibition that may work as a new AML therapy.

Published
2016

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