The role of genome architecture in normal and neoplastic B cells: a multi-omics approach

• Autores: Roser Vilarrasa Blasi
• Directores de la Tesis: Jose Ignacio Martin Subero (dir. tes.), Elías Campo Güerri (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2020
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Jude Fitzgibbon (presid.), Pedro Jares Gerboles (secret.), Álvaro Rada Iglesias (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Barcelona
• Materias:
  • Ciencias médicas
    • Patología
      • Hemopatología
      • Oncología
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• Resumen

  • La organización tridimensional del ADN en el núcleo celular y su impacto en la regulación génica está empezando a entenderse gracias al desarrollo de las técnicas de captura de la conformación cromosómica. En esta tesis doctoral, se han integrado datos de in situ Hi-C y nueve capas ómicas adicionales para definir y caracterizar biológicamente los cambios dinámicos en la arquitectura tridimensional (3D) del genoma durante la diferenciación de la célula B normal y en células neoplásicas de pacientes con leucemia linfocítica crónica (LLC) y linfoma de células del manto (LCM). En el estudio 1, más allá de la organización clásica del genoma en compartimientos activos e inactivos, se identificó un tercer compartimiento intermedio enriquecido en cromatina asociada al complejo represor polycomb. Durante la diferenciación de la célula B, se observó que el 28% de la estructura 3D del genoma cambiaba. En concreto, se detectó una extensa activación en la transición entre las células naive y células del centro germinal, y dicha activación revertía a un estado similar al de la célula naive una vez la célula de centro germinal se diferenciaba a una célula memoria. En el caso de la LLC y el LCM, ambas neoplasias mostraron alteraciones en la organización cromosómica tanto a nivel de entidad como a nivel de los subtipos de la enfermedad. Estas alteraciones afectaban grandes bloques de cromatina que contienen genes claves en la patogénesis de cada enfermedad, como era el caso de EBF1 en LLC y de SOX11 en LCM. Los mapas de conformación cromosómica fueron a la vez examinados, en el estudio 2, para definir alteraciones cromosómicas en las células neoplásicas. La translocación t(11;14) en los casos de LCM se asoció a un reconfiguración de la cromatina creando un nuevo domino asociado a la topología (TAD) dependiente del punto de rotura en el cromosoma 11 cerca del locus de CCND1. Además, el uso de Hi-C permitió confirmar la presencia de alteraciones cromosómicas identificadas mediante métodos estándar como son la citogenética convencional y la secuenciación de nueva generación, e incluso identificar algunas alteraciones adicionales. En el estudio 3, una aproximación integradora combinando la arquitectura 3D del genoma con las modificaciones de las histonas y la metilación del ADN posibilitó la identificación de alteraciones epigenéticas con función patogénica en el LCM. En particular, en los LCM que sobreexpresan el oncogén SOX11, se identificó y estudió una región reguladora distante que formaba un bucle tridimensional con el promotor de SOX11, promoviendo así la desregulación del oncogén de forma bialélica. Finalmente, experimentos adicionales en el estudio 4 revelaron que el factor de transcripción PAX5 podría jugar un papel en la activación de la región reguladora distante asociada a SOX11. En conclusión, esta tesis doctoral destaca el papel de la arquitectura tridimensional de la cromatina como un factor clave asociado con la diferenciación normal de la célula B y su transformación neoplásica.