Discovery of new therapeutic targets in diffuse intrinsic pontine glioma H3K27M mutated : from VRK3 inhibition to their epigenetic vulnerabilities identification

Les gliomes diffus de la ligne médiane (DMG) sont des tumeurs pédiatriques très agressives avec une médiane de survie inférieure à un an. Une mutation somatique dans les gènes codant l'histone H3.1 ou H3.3, H3K27M, est retrouvée dans plus de 90% des patients et induit une dérégulation massive du paysage épigénétique via une perte globale de la marque répressive H3K27me3.Le premier objectif a été d'étudier par une approche de transcriptomique le rôle de VRK3 dans les DMG-H3K27M, que nous avions préalablement identifié comme une cible prometteuse dans ces tumeurs mais pour lequel aucun traitement ciblé n'est disponible. Les données de RNAseq montrent clairement que son extinction conduit à un arrêt de cycle en G1 et impacte la condensation de la chromatine en modulant la phosphorylation de la sérine 10 de l'histone H3. Par ailleurs une dérégulation massive des gènes impliquées dans la phosphorylation oxydative sans modulation significative du nombre de mitochondries dans nos modèles cellulaires. Le second objectif du projet est la réalisation d'un crible de létalité synthétique ciblant les gènes impliqués dans des voies de signalisation épigénétiques afin d'identifier les vulnérabilités de ce cancer induites par la mutation H3-K27M. Nous avons identifiés plusieurs gènes déjà identifiés dans d'autres cribles effectués sur les DIPG-H3K27M tels que DNMT3B, et SUV420H2 ainsi que BMI1 et PCGF2. Nous avons identifié un gène candidat, WIZ, codant une protéine impliquée dans l'organisation tri-dimentionnelle du génome. Nous avons pu confirmer par la suite que son inhibition induit un arrêt de prolifération des cellules H3-K27M. WIZ pourrait constituer une nouvelle cible thérapeutique dans le traitement des DMG-H3K27M.Diffuse midline gliomas (DMG) are very aggressive pediatric tumors with a median survival of less than one year. A somatic mutation in the genes encoding histone H3.1 or H3.3, H3K27M, is found in more than 90% of patients and induces a massive dysregulation of the epigenetic landscape via an overall loss of the repressive mark H3K27me3.The first objective was to study by a transcriptomic approach the role of VRK3 in DMG-H3K27M, which we had previously identified as a promising target in these tumors but for which no targeted treatment is available. RNAseq data clearly show that its repression leads to cycle arrest at G1 and impacts chromatin condensation by modulating histone H3 serine 10 phosphorylation. In addition, a massive deregulation of genes involved in oxidative phosphorylation without significant modulation of the number of mitochondria in our cellular models. The second objective of the project is to carry out a synthetic lethality screen targeting the genes involved in epigenetic signaling pathways in order to identify the vulnerabilities of this cancer induced by the H3-K27M mutation. We identified several genes already identified in other screens performed on DIPG-H3K27M such as DNMT3B, and SUV420H2 as well as BMI1 and PCGF2. We have identified a candidate gene, WIZ, encoding a protein involved in the three-dimensional organization of the genome. We were able to subsequently confirm that its inhibition induces an arrest in the proliferation of H3-K27M cells. WIZ could constitute a new therapeutic target in the treatment of DMG-H3K27M