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Regulation of globin-heme balance in Diamond-Blackfan anemia by HSP70/GATA1

Authors :
Rio, Sarah
Gastou, Marc
Karboul, Narjesse
Derman, Raphaёl
Suriyun, Thunwarat
Manceau, Hana
Leblanc, Thierry
El Benna, Jamel
Schmitt, Caroline
Azouzi, Slim
Larghero, Jérôme
Karim, Zoubida
Macias-Garcia, Alejandra
Chen, Jane-Jane
Puy, Hervé
Gouya, Laurent
Mohandas, Narla
Da Costa, Lydie
Sibon, David
Coman, Tereza
Rossignol, Julien
Lamarque, Mathilde
Kosmider, Olivier
Bayard, Elisa
Fouquet, Guillemette
Rignault, Rachel
Topçu, Selin
Bonneau, Pierre
Bernex, Florence
Dussiot, Michaël
Deroy, Kathy
Laurent, Laetitia
Callebert, Jacques
Launay, Jean-Marie
Georgin-Lavialle, Sophie
COURTOIS, genevieve
Maroteaux, Luc
Vaillancourt, Cathy
Fontenay, Michaela
Hermine, Olivier
Côté, Francine
Centre de recherche sur l'Inflammation (CRI (UMR_S_1149 / ERL_8252 / U1149))
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Hématopoïèse normale et pathologique (U1170 Inserm)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Département de recherche translationnelle
Institut Curie [Paris]
Jet Propulsion Laboratory (JPL)
NASA-California Institute of Technology (CALTECH)
Centre de recherche biomédicale Bichat-Beaujon (CRB3)
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Centre Français des Porphyries
Hôpital Louis Mourier - AP-HP [Colombes]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Laboratoire d'Excellence : Biogenèse et pathologies du globule rouge (Labex Gr-Ex)
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
CIC - Biotherapie - Saint Louis ((CIC-BT 301))
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Groupe Hospitalier Saint Louis - Lariboisière - Fernand Widal [Paris]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Département de Génétique et Centre de Référence Maladies Rares Syndrome de Marfan et pathologies apparentées (AP HP, hôpital Bichat)
AP-HP - Hôpital Bichat - Claude Bernard [Paris]
Red Cell Physiology Laboratory [New York, USA]
New York Blood Center
AP-HP, Service d'Hématologie Biologique
Hôpital Robert-Debré
Service d'hématologie-oncologie adultes
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Groupe Hospitalier Saint Louis - Lariboisière - Fernand Widal [Paris]
Département d'hématologie [Gustave Roussy]
Institut Gustave Roussy (IGR)
Field Neurosciences Laboratory for Restorative Neurology [Mount Pleasant, MI, USA] (Program in Neuroscience )
Central Michigan University (CMU)
Imagine - Institut des maladies génétiques (IMAGINE - U1163)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Service d'Hématologie biologique
Hôpital Cochin [AP-HP]
Université Sorbonne Paris Cité (USPC)
Hôpital Claude Huriez [Lille]
CHU Lille
Cytokines, hématopoïèse et réponse immune (CHRI)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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)
Institut Armand Frappier (INRS-IAF)
Institut National de la Recherche Scientifique [Québec] (INRS)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)
Departement /u661 : Endocrinologie
Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Service Biochimie et Biologie Moleculaire
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Lariboisière-Fernand-Widal [APHP]
Service de biochimie et biologie moléculaire
IFR139-Hôpital Lariboisière-Fernand-Widal [APHP]
Physiopathologie des maladies génétiques d'expression pédiatrique
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Imagine - Institut des maladies génétiques (IHU) (Imagine - U1163)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP)
Institut du Fer à Moulin
Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016))
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Université Paris Descartes - Faculté de Médecine (UPD5 Médecine)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)
Laboratory of molecular mechanisms of hematologic disorders and therapeutic implications (ERL 8254 - Equipe Inserm U1163)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Hôpital Robert Debré
Biologie Intégrée du Globule Rouge (BIGR (UMR_S_1134 / U1134))
Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA)
Hopital Saint-Louis [AP-HP] (AP-HP)
Massachusetts Institute of Technology (MIT)
COURTOIS, genevieve
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Groupe Hospitalier Saint Louis - Lariboisière - Fernand Widal [Paris]
Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-IFR139
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPC)
Source :
Blood, Blood, American Society of Hematology, 2019, 133 (12), pp.1358-1370. ⟨10.1182/blood-2018-09-875674⟩, Blood, 2019, 133 (12), pp.1358-1370. ⟨10.1182/blood-2018-09-875674⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
American Society of Hematology, 2019.

Abstract

Diamond-Blackfan anemia (DBA) is a congenital erythroblastopenia that is characterized by a blockade in erythroid differentiation related to impaired ribosome biogenesis. DBA phenotype and genotype are highly heterogeneous. We have previously identified 2 in vitro erythroid cell growth phenotypes for primary CD34+ cells from DBA patients and following short hairpin RNA knockdown of RPS19, RPL5, and RPL11 expression in normal human CD34+ cells. The haploinsufficient RPS19 in vitro phenotype is less severe than that of 2 other ribosomal protein (RP) mutant genes. We further documented that proteasomal degradation of HSP70, the chaperone of GATA1, is a major contributor to the defect in erythroid proliferation, delayed erythroid differentiation, increased apoptosis, and decreased globin expression, which are all features of the RPL5 or RPL11 DBA phenotype. In the present study, we explored the hypothesis that an imbalance between globin and heme synthesis may be involved in pure red cell aplasia of DBA. We identified disequilibrium between the globin chain and the heme synthesis in erythroid cells of DBA patients. This imbalance led to accumulation of excess free heme and increased reactive oxygen species production that was more pronounced in cells of the RPL5 or RPL11 phenotype. Strikingly, rescue experiments with wild-type HSP70 restored GATA1 expression levels, increased globin synthesis thereby reducing free heme excess and resulting in decreased apoptosis of DBA erythroid cells. These results demonstrate the involvement of heme in DBA pathophysiology and a major role of HSP70 in the control of balanced heme/globin synthesis.

Details

ISSN :
15280020 and 00064971
Volume :
133
Database :
OpenAIRE
Journal :
Blood
Accession number :
edsair.doi.dedup.....5256b16b29cd38a4155ef8e7c568f650
Full Text :
https://doi.org/10.1182/blood-2018-09-875674