Epigenomic profiling of myelofibrosis reveals widespread DNA methylation changes in enhancer elements and ZFP36L1 as a potential tumor suppressor gene that is epigenetically regulated
Nicolás Martínez-Calle,
Marien Pascual,
Raquel Ordoñez,
Edurne San José Enériz,
Marta Kulis,
Estíbaliz Miranda,
Elisabeth Guruceaga,
Víctor Segura,
María José Larráyoz,
Beatriz Bellosillo,
María José Calasanz,
Carles Besses,
José Rifón,
José I. Martín-Subero,
Xabier Agirre,
Felipe Prosper
Affiliations
Nicolás Martínez-Calle
Área de Hemato-Oncología, Centro de Investigación Médica Aplicada, IDISNA, Universidad de Navarra, Pamplona;Centro de Investigación Biomédica en Red de Cáncer (CIBERONC), Madrid
Marien Pascual
Área de Hemato-Oncología, Centro de Investigación Médica Aplicada, IDISNA, Universidad de Navarra, Pamplona;Centro de Investigación Biomédica en Red de Cáncer (CIBERONC), Madrid
Raquel Ordoñez
Área de Hemato-Oncología, Centro de Investigación Médica Aplicada, IDISNA, Universidad de Navarra, Pamplona;Centro de Investigación Biomédica en Red de Cáncer (CIBERONC), Madrid
Edurne San José Enériz
Área de Hemato-Oncología, Centro de Investigación Médica Aplicada, IDISNA, Universidad de Navarra, Pamplona;Centro de Investigación Biomédica en Red de Cáncer (CIBERONC), Madrid
Marta Kulis
Fundació Clínic per a la Recerca Biomèdica, Barcelona
Estíbaliz Miranda
Área de Hemato-Oncología, Centro de Investigación Médica Aplicada, IDISNA, Universidad de Navarra, Pamplona;Centro de Investigación Biomédica en Red de Cáncer (CIBERONC), Madrid
Elisabeth Guruceaga
Unidad de Bioinformática, Centro de Investigación Médica Aplicada, Universidad de Navarra, Pamplona
Víctor Segura
Unidad de Bioinformática, Centro de Investigación Médica Aplicada, Universidad de Navarra, Pamplona
María José Larráyoz
CIMA Laboratory of Diagnostics, Universidad de Navarra, Pamplona
Beatriz Bellosillo
Departmento de Patología, Hospital del Mar, Barcelona
María José Calasanz
Centro de Investigación Biomédica en Red de Cáncer (CIBERONC), Madrid;CIMA Laboratory of Diagnostics, Universidad de Navarra, Pamplona
Carles Besses
Departmento de Hematología, Hospital del Mar, Barcelona
José Rifón
Centro de Investigación Biomédica en Red de Cáncer (CIBERONC), Madrid;Departamento de Hematología, Clínica Universidad de Navarra, Universidad de Navarra, Pamplona
José I. Martín-Subero
Centro de Investigación Biomédica en Red de Cáncer (CIBERONC), Madrid;Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona;Departament de Fonaments Clinics, Facultat de Medicina, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
Xabier Agirre
Área de Hemato-Oncología, Centro de Investigación Médica Aplicada, IDISNA, Universidad de Navarra, Pamplona;Centro de Investigación Biomédica en Red de Cáncer (CIBERONC), Madrid
Felipe Prosper
Área de Hemato-Oncología, Centro de Investigación Médica Aplicada, IDISNA, Universidad de Navarra, Pamplona;Centro de Investigación Biomédica en Red de Cáncer (CIBERONC), Madrid;Departamento de Hematología, Clínica Universidad de Navarra, Universidad de Navarra, Pamplona
In this study we interrogated the DNA methylome of myelofibrosis patients using high-density DNA methylation arrays. We detected 35,215 differentially methylated CpG, corresponding to 10,253 genes, between myelofibrosis patients and healthy controls. These changes were present both in primary and secondary myelofibrosis, which showed no differences between them. Remarkably, most differentially methylated CpG were located outside gene promoter regions and showed significant association with enhancer regions. This aberrant enhancer hypermethylation was negatively correlated with the expression of 27 genes in the myelofibrosis cohort. Of these, we focused on the ZFP36L1 gene and validated its decreased expression and enhancer DNA hypermethylation in an independent cohort of patients and myeloid cell-lines. In vitro reporter assay and 5’-azacitidine treatment confirmed the functional relevance of hyper-methylation of ZFP36L1 enhancer. Furthermore, in vitro rescue of ZFP36L1 expression had an impact on cell proliferation and induced apoptosis in SET-2 cell line indicating a possible role of ZFP36L1 as a tumor suppressor gene in myelofibrosis. Collectively, we describe the DNA methylation profile of myelofibrosis, identifying extensive changes in enhancer elements and revealing ZFP36L1 as a novel candidate tumor suppressor gene.