Les bases moléculaires de la progression tumorale

1. Importance d’une détection précoce du poten-
tiel métastatique dans le cancer de la prostate.
Le cancer de la prostate, tumeur qui a l’incidence la
plus élevée chez l’homme en occident, a une carac-
téristique bien propre: au moment du diagnostic ini-
tial, la plupart des patients ont déjà une tumeur qui a
franchi les limites de l’organe, c’est à dire ayant
pénétré la capsule et/ou ayant des métastases
implantées localement ou à distance. Dans le cancer
de la prostate, les conséquences de l’implantation
de métastases sont graves car il n’existe à ce stade
aucun traitement curateur [22]. Les thérapeutiques
palliatives systémiques, représentées essentielle-
ment par la suppression androgénique, sont habi-
tuellement efficaces, mais pour une durée limitée
seulement. Inévitablement des cellules résistantes à
la deprivation androgénique apparaissent et se mul-
tiplient, ce qui aboutit au décès du patient [19].
Lorsque la tumeur prostatique est localisée, un cer-
tain nombre des patients peuvent être guéris par
prostatectomie radicale. Néanmoins, une proportion
considérable de ces patients va connaître une pro-
gression clinique vers le stade métastatique. Il ne
fait aucun doute qu’il serait très important de pou-
voir identifier ces patients à haut risque.
En outre, il est probable que nous assisterons à une
augmentation progressive de la proportion de
patients avec de petites tumeurs localisées du fait
des tumeurs découvertes fortuitement et/ou du
dépistage systématique réalisé chez les hommes de
plus de 50 ans (par exemple par toucher rectal et
dosage du PSA). Dans ce groupe, on peut en réali-
té distinguer 3 sous groupes:
Patients ayant une petite tumeur qui n’ont besoin
d’aucun traitement .
Patients chez qui une prostatectomie est néces-
saire, mais qui ont un risque de progression peu
élevé.
Patients à haut risque de progression et de méta-
stases.
A l’heure actuelle, il n’existe aucune méthode
reconnue pour faire la distinction entre ces 3
groupes, ce qui rend d’ailleurs pour le moins pro-
blématiques les programmes de dépistage. D’où
l ’ u rgence de mettre au point des méthodes pour
prédire le potentiel métastatique de ces tumeurs.
Cet article traite des methodes moléculaires pour
tenter de résoudre ce problème.
Les stratégies décrites ici cherchent toutes à
répondre à la même question: est-il possible
d’identifier des particularités moléculaires au
niveau de l’ADN, de l’ARN ou des protéines que
l’on puisse utiliser comme marqueurs de la pro-
gression dans le cancer de la prostate?
2. Interprétation au niveau moléculaire des phé-
nomènes de progression tumorale.
Avant d’entamer la discussion portant sur les rap-
ports de la progression tumorale avec la biologie
moléculaire et cellulaire, il est important de définir
ce terme. Dans le cadre des modèles multi-étapes
classiques de la carcinogénèse, la transformation
maligne [18] peut être divisée en :
Etape d’initiation, où l’exposition de quelques
cellules à une dose seuil de carcinogène amorce
leur transformation maligne.
Etape de promotion, qui survient après une
exposition plus prolongée à l’agent carcinogène ou
au promoteur.
Manuscrit reçu le 10 avril 1992
Progrès en Urologie (1992), 2, 551-555
551
Les bases moléculaires de la progression tumorale
dans le cancer de la prostate
Jack A. SCHALKEN
Urology Research laboratory, Unbiversity Hospital Nijmegen, PO Box 9101, 6500 Nijmegen, Pays-Bas
ARTICLE DE REVUE

Aux stades plus avancés se produit la p r o g r e s -
sion vers un phénotype plus malin. Ces stades
plus avancés sont toujours associés à un aspect his-
tologique hétérogène dans les tumeurs solides. Il
est évidemment impossible de distinguer clinique-
ment entre ces deux derniers stades, et nous y
ferons référence collectivement sous le nom de
progression [17, 18].
Aussi bien l’initiation que la progression résultent
de lésions de l’ADN induites par les carcinogènes
ou l’irradiation. Les cibles possibles de ces trauma-
tismes génétiques sont multiples. Une prolifération
incontrôlée est manifestement un événement
important dans la cascade de l’oncogénèse. Pour
cette raison, les gènes impliqués dans le contrôle
de la prolifération cellulaire sont des candidats pro-
bables comme cible de ces lésions génétiques (par
exemple les oncogènes et les gènes dits suppres-
seurs). La prolifération incontrôlée ne fait pas
qu’augmenter la probabilité de voir survenir enco-
re plus de lésions génétiques, elle est aussi essen-
tielle à l’apparition et au développement de clones
secondaires agressifs.
L’accélération de la prolifération en soi, cependant,
ne suffit pas pour que se dévoile la propriété la
plus redoutable des cancers, la capacité de donner
naissance à des métastases. Pour acquérir le phéno-
type métastasiant, la cellule doit pouvoir envahir le
stroma de la tumeur, se repandre à travers la circu-
lation lymphatique ou sanguine, franchir l’endo-
thélium capillaire puis être capable de proliférer
dans l’organe hôte. Dans ce processus, des gènes
impliqués dans l’adhésion inter-cellulaire, la mobi-
lité cellulaire, et la dégradation protéolytique de la
matrice extracellulaire jouent probablement un rôle
important.
L’identification des étapes génétiques associées au
début et à la progression du cancer est à l’heure
actuelle au centre de la recherche en oncologie
moléculaire. Le spectaculaire développement de la
biologie moléculaire et de l’immunologie ont four-
ni à la recherche sur le cancer un vaste arsenal
d’instruments d’analyse.
C’est ainsi que le groupe de Bert VO G E L S T E I N
(Johns Hopkins Oncology Center, Baltimore, MD)
a pu jouer un rôle central dans l’élucidation des
étapes moléculaires qui sont parcourues par les
tumeurs coliques malignes [15]. Comme cela est
illustré schématiquement sur la Figure 1, on pense
que la cellule cible du processus carcinomateux
passe par une cascade d’étapes au cours de laquelle
le potentiel malin s’accentue. C’est l’accumulation
de ces anomalies génétiques, plutôt que l’ordre
dans lequel elles surviennent, qui induit la progres-
sion de la cellule tumorale.
3. Les étapes moléculaires suivies par la pro-
gression tumorale dans le cancer de la prostate.
Les recherches sur les bases moléculaires de la pro-
gression du cancer de la prostate sont avant tout
génées par le fait que l’on ne sait pas quels sont les
caractères anatomopathologiques des tumeurs qui
sont associés au potentiel malin. En d’autres termes,
la cascade des degrés de progression du cancer de la
prostate n’est pas définie avec précision. Cela est dû
à l’énorme hétérogénéité des cellules tumorales et à
l’impossibilité de préciser le phénotype des sous-
populations cellulaires les plus agressives.
Les tumeurs prostatiques ont un faible index mito-
tique: cela rend très lourde la réalisation des tech-
niques de caryotypage. De plus, les tumeurs de
prostate sont difficiles à faire pousser in vitro.
552
Figure 1. Perturbations génétiques survenant lors du développement du cancer du côlon (Bert VOGELSTEIN).
Epithélium
normal Epithélium
hyperprolif.
Mutation du
gène ras
Adénome
débutant Adénome intermédiaire Adénome à un
stade avancé Adénome Cancer Métastase
Anomalies sur
le
chromosome 5
Hypométhylation
de l'ADN Perte du chromo-
some 18 Perte d'autres
chromosomes
Perte du chro-
mosome 17

Néanmoins, il a été possible de mettre en évidence
certaines anomalies chromosomiques spécifiques
dans le cancer de la prostate: ainsi que l’ont rap-
porté BROTHMAN et coll. [4], la perte des chromo-
somes 1, 2, 5, 1 et Y, la trisomie des chromosomes
7, 14, 20 et 22 et les anomalies structurelles des
segments 2p, 7q, et 10q sont les anomalies les plus
souvent rencontrées. Parmi celles ci, les délétions
de 7q et 10q ont été plutôt retrouvées dans les
stades avancés [1,2] . Ces observations, néan-
moins, ont porté sur un petit nombre de patients et
doivent être considérées plus comme des anec-
dotes que comme la preuve d’anomalies spéci-
fiques au cancer de la prostate.
Il existe une technique qui est moins compliquée
et qui contourne le problème posé par le faible
index mitotique des cancers de la prostate et que
l’on appelle le typage des allèles d’un ou plusieurs
gènes ou allélotypage. On emploie dans ce test des
sondes d’ADN qui ont la caractéristique de se
localiser sur une zone connue d’un chromosome et
de détecter un polymorphisme dans les fragments
de digestion par les endonucléases (Restriction
Fragment Length Polymorphism ou RFLP) pour
détecter des délétions habituelles de (parties de)
chromosomes. C’est ainsi qu’on a mis en
évidence par allélotypage une délétion fréquente
du bras long du chromosome 17 dans les cancers
du côlon, laquelle a mené à l’identification de p53
comme gène suppresseur [3] . Un autre gène can-
didat à être un gène suppresseur a été identifié sur
le chromosome 18 (appelé DCC, Deleted in
Colorectal Carcinoma) en suivant des indications
initialement fournies par RFLP [15 ].
Comme il a été dit plus haut, les rares caryotypes
qui ont été déterminés pour des cancers de la pros-
tate ont mis en évidence des délétions du bras
long du chromosome 10 (10q23-ter) et 7 dans les
stades avancés [1, 2]. Les techniques de RFLP
donnent à présent les moyens de vérifier cette
hypothèse dans des groupes de patients suff i s a m-
ment grands. Ainsi CARTER et coll. [8] ont montré
que si la perte du chromosome 10 était en effet fré-
quemment observée (dans approximativement
30% des cas étudiés), il survenait encore plus sou-
vent une perte du chromosome 16. On peut donc
dire que si l’on veut étudier la relation entre la
perte d’allèle et la progression du cancer de la
prostate, les chromosomes 10 et 16 sont, parmi les
chromosome testés, les meilleurs candidats.
Ni les analyses chromosomales ni le typage des
allèles ne permettent la détection d’anomalies sub-
tiles du génome, comme les mutations ponctuelles
ou les petites délétions. Ces recherches relèvent
d’études en Southern Blot ou en Hybridation diffé-
rentielle avec des oligonucléotides spécifiques.
Ces études sont limitées de par leur principe
même, car elles ne peuvent porter que sur des
gènes connus ou des aberrations chromosomiques
déjà recensées. Le groupe de gènes qui devraient
être pris en considération comprend:
Les oncogènes.
Les gènes supresseurs.
Les gènes des facteurs de croissance, des récep-
teurs des facteurs de croissance, des facteurs de
transcription, des protéines de la matrice extracel-
lulaire et des molécules d’adhésion.
C’est donc, on le voit, un euphémisme que de dire
que ces études sont “limitées” puisque tout com-
pris cela représenterait d’analyser plus de 300
gènes… Il n’existe que de rares publications sur
les mutations ponctuelles de gènes que l’on pour-
rait considerer comme imprtants dans l’étiologie et
la progression du cancer de la prostate. La présen-
ce d’un oncogène ras activé a été signalée par
PE E H L et coll. [20]. Toutefois CA RT E R et coll. [9]
n’ont retouvé que rarement cette mutation dans le
cancer de la prostate. Il faut bien savoir que cette
dernière observation n’exclue pas que ces muta-
tions aient un impact important sur le comporte-
ment biologique de la tumeur, lorsqu’elles sont
présentes.
Parmi les produits de gènes (protéines) decrits ci-
dessus comme “intéressants”, seule ras p21 a été
étudiée. VIOLA et coll. [26] ont rapporté une rela-
tion inverse entre l’expression de ras p21 et le
grade de la tumeur et une corélation positive avec
l’existence de métastastases ganglionnaires. Plus
récemment, SU M Y I A et coll. [24] ont trouvé une
expression plus forte de ras p21 dans les tumeur de
grade et de stade élevés. Dans les tumeurs de stade
élevé, toutefois, la survie n’était pas corrélée avec
l’expression de ras p21.
Le récepteur des androgènes est une autre protéine
dont on pourrait penser qu’elle a un rapport avec la
biologie du cancer de la prostate. Une étude récen-
te a cependant clairement montré que l’expression
553

du récepteur des androgènes dans sa localisation
intranucléaire n’était corrélée ni avec le grade ni
avec le stade ni avec la réponse aux manipulations
hormonales [25]. Ces observations sont intéres-
santes, mais elles montrent bien que la mesure his-
tochimique du contenu en récepteur des androgènes
n’est pas un marqueur utile de la progression.
Les études au niveau de l’ARN ont les mêmes limi-
tations que celles qui portent sur l’ADN, au sens où
elles ne peuvent analyser que des gènes déjà carac-
térisés.
Il faut toutefois noter qu’une quantité considérable
de preuves indirectes indique que ces gènes sont
réellement impliqués dans l’apparition et la pro-
gression du cancer. Pour cela, l’étude de ces gènes
et de leur relation avec l’étiologie et la progression
du cancer de la prostate est d’une importance
majeure. FLEMING et coll. [16 ] ont touvé un niveau
plus élevé de transcrits de myc dans le cancer de la
prostate de haut grade. Differents investigateurs ont
cherché à mettre en évidence un lien entre l’expres-
sion des oncogènes et la progression du cancer de
la prostate. Jusqu’à présent, aucune corrélation n’a
pu être montrée entre la surexpression d’un onco-
gène et le phénotype métastatique dans le cancer de
la prostate [6, 10].
Toujours en Northern blot, BUSSMAKERS et coll. [7]
ont montré qu’une molécule d’adhésion calcium
dépendante, la E-cadherin, était sous-exprimée
dans le cancer de la prostate invasif. Comme ce
gène se situe sur un segment de chromosome sou-
vent délété dans le cancer de la prostate, nous
avons émis l’hypothèse qu’il intervient comme
gène suppresseur de métastases.
Pour aprécier directement l’expression différenciel-
le des gènes, l’on peut comparer les populations de
mARN, par exemple par des analyses d’hybrida-
tion diférentielle et de soustraction. Pour les méta-
stases, il y a peu de publications sur l’emploi de
ces techniques aux fins d’identifier des gènes qui
sont sur- ou sous-exprimés. Il est intéressant de
constater que dans la plupart des cas, il a été obser-
vé une sous-régulation des gènes étudiés lors de la
progression.
Notre groupe a montré que l’expession de la fibro-
nectine était diminuée dans la cellule prostatique
cancéreuse [21]. Un autre gène, NM23, est sous-
exprimé dans les cellules de mélanome malin à
faible potentiel métastatique [23]. WDNM1 et 2
sont sous exprimés dans l’adénocarcinome mam-
maire métastatique [12, 13].
Ces résultats montrent que, comme pour la progres-
sion, entrent peut-être en jeu des gènes suppresseurs
(“gènes suppresseurs du phénotype métastatique”) .
Récemment nous avons identifié des cADN qui
détectent des transcrits surexprimés dans un cancer
de la prostate de rat métastatique [5]. Un de ces
transcrits contenait des éléments répétitifs de type
LTR ( Long Terminal Repeats ou séquences répéti-
tives d’origine virale) et n’a probablement pas
d’utilité en cancérologie humaine. L’autre apparaît
identique ou apparenté à HMG-I(Y). Cette molécu-
le est une protéine nucléaire non histone que l’on
présume impliquée dans les processus de transcrip-
tion et de réplication. Sa surexpression dans des
cellules en cours de dédifferenciation avait déjà été
rapportée: elle soulève bien des questions, car si
elle intervient au début de ce processus, elle peut
s’avérer un marqueur très interessant.
CONCLUSION
Il nous paraît certain que l’identification de mar-
queurs pronostiques va devenir de plus en plus
importante dans le cancer de la prostate. Pour le
moment, il n’existe que peu de candidats à jouer ce
rôle. La sur expression de HMG-I(Y) et la sous-
expression de la E-cadherin paraîssent promet-
teuses, mais leur valeur prédictive reste à établir.
La délétion de 16q21 est peut-être même en rapport
avec la perte de la fonction de la E-cadherin. Une
hypothèse alternative serait que d’autres gènes,
situés dans les segments de chromosomes fréquem-
ment perdus dans le cancer de la prostate (par
exemple 10q ou 16q), jouent un rôle important.
Il y a lieu de penser que, lorsque nous aurons défini
un plus grand nombre des étapes qui interviennent
dans la détermination du potentiel métastastique
des cellules du cancer de la prostate, nous pourrons
mettre au point des méthodes diagnostiques pour
subdiviser le cancer de la prostate localisé. A plus
longue échéance, ces connaissances pourraient
ouvrir de nouveaux horizons en ce qui concerne la
prévention et le traitement de cette maladie.
Nous re m e rcions le Docteur Pierre Méchali qui bien voulu
assurer la traduction de cet article.
554

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