The ROS/SUMO Axis Contributes to the Response of Acute Myeloid Leukemia Cells to Chemotherapeutic Drugs
Guillaume Bossis,
Jean-Emmanuel Sarry,
Chamseddine Kifagi,
Marko Ristic,
Estelle Saland,
François Vergez,
Tamara Salem,
Héléna Boutzen,
Hayeon Baik,
Frédérique Brockly,
Mireia Pelegrin,
Tony Kaoma,
Laurent Vallar,
Christian Récher,
Stéphane Manenti,
Marc Piechaczyk
Affiliations
Guillaume Bossis
Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, UMR 5535 CNRS, Université Montpellier 1, Université Montpellier 2, 1919 Route de Mende, 34293 Montpellier, France
Jean-Emmanuel Sarry
Cancer Research Center of Toulouse, Inserm U1037, CNRS Equipe Labellisée 5294, Université Toulouse III, CHU Purpan, 31059 Toulouse, France
Chamseddine Kifagi
Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, UMR 5535 CNRS, Université Montpellier 1, Université Montpellier 2, 1919 Route de Mende, 34293 Montpellier, France
Marko Ristic
Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, UMR 5535 CNRS, Université Montpellier 1, Université Montpellier 2, 1919 Route de Mende, 34293 Montpellier, France
Estelle Saland
Cancer Research Center of Toulouse, Inserm U1037, CNRS Equipe Labellisée 5294, Université Toulouse III, CHU Purpan, 31059 Toulouse, France
François Vergez
Cancer Research Center of Toulouse, Inserm U1037, CNRS Equipe Labellisée 5294, Université Toulouse III, CHU Purpan, 31059 Toulouse, France
Tamara Salem
Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, UMR 5535 CNRS, Université Montpellier 1, Université Montpellier 2, 1919 Route de Mende, 34293 Montpellier, France
Héléna Boutzen
Cancer Research Center of Toulouse, Inserm U1037, CNRS Equipe Labellisée 5294, Université Toulouse III, CHU Purpan, 31059 Toulouse, France
Hayeon Baik
Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, UMR 5535 CNRS, Université Montpellier 1, Université Montpellier 2, 1919 Route de Mende, 34293 Montpellier, France
Frédérique Brockly
Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, UMR 5535 CNRS, Université Montpellier 1, Université Montpellier 2, 1919 Route de Mende, 34293 Montpellier, France
Mireia Pelegrin
Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, UMR 5535 CNRS, Université Montpellier 1, Université Montpellier 2, 1919 Route de Mende, 34293 Montpellier, France
Tony Kaoma
Genomics Research Unit, Centre de Recherche Public de la Santé (CRP-Santé) 84, Val Fleuri 1526, Luxembourg
Laurent Vallar
Genomics Research Unit, Centre de Recherche Public de la Santé (CRP-Santé) 84, Val Fleuri 1526, Luxembourg
Christian Récher
Cancer Research Center of Toulouse, Inserm U1037, CNRS Equipe Labellisée 5294, Université Toulouse III, CHU Purpan, 31059 Toulouse, France
Stéphane Manenti
Cancer Research Center of Toulouse, Inserm U1037, CNRS Equipe Labellisée 5294, Université Toulouse III, CHU Purpan, 31059 Toulouse, France
Marc Piechaczyk
Equipe Labellisée Ligue contre le Cancer, Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, UMR 5535 CNRS, Université Montpellier 1, Université Montpellier 2, 1919 Route de Mende, 34293 Montpellier, France
Chemotherapeutic drugs used in the treatment of acute myeloid leukemias (AMLs) are thought to induce cancer cell death through the generation of DNA double-strand breaks. Here, we report that one of their early effects is the loss of conjugation of the ubiquitin-like protein SUMO from its targets via reactive oxygen species (ROS)-dependent inhibition of the SUMO-conjugating enzymes. Desumoylation regulates the expression of specific genes, such as the proapoptotic gene DDIT3, and helps induce apoptosis in chemosensitive AMLs. In contrast, chemotherapeutics do not activate the ROS/SUMO axis in chemoresistant cells. However, pro-oxidants or inhibition of the SUMO pathway by anacardic acid restores DDIT3 expression and apoptosis in chemoresistant cell lines and patient samples, including leukemic stem cells. Finally, inhibition of the SUMO pathway decreases tumor growth in mice xenografted with AML cells. Thus, targeting the ROS/SUMO axis might constitute a therapeutic strategy for AML patients resistant to conventional chemotherapies.