Implication du phénotypage moléculaire dans le pronostique et le

Cancéro ,Dr.Philipe Niesner Valérie et Lorenz Anne
Cours du 14/10 de 16 à 18h
Implication du phénotypage moléculaire dans le pronostique et le
traitement des cancer.
Biomarqueurs
Introduction :
Évolution des cancers :
Jusqu'en 2000 la seule approche que l'on connaissait du cancer était l'anatomopathologie.
Depuis 2010, grâce à la biologie on a su reconnaître différentes voies de signalisations, et
à partir de là on a développé des thérapies ciblées = notion de thérapie à la carte.
Constat, en 2000 : l'approche classique de la chimiothérapie avait atteint un certain
plateau (plus d'évolution possible), grâce à l'arrivée de la biologie moléculaire : émergence
de l'idée du ciblage moléculaire.
Premiers succès : HER-2 et cancer du sein
C-kit et GIST
Principe de la chimiothérapie:
-Utilisation de 5 ou 6 drogues et de lignées cellulaires pour tester la mort cellulaire.
-Phase 1 : dose maximale tolérée (augmentation des doses jusqu'à ce que la toxicité
augmente)
-phase 2 : toxicité/efficacité
-phase 3 : comparaison de deux chimiothérapies. On compare 2 chimio A et B, et on prend
la plus efficace. Souvent il n'y a pas de comparaison possible entre les 2. On jette alors de
plus en plus de drogue.
=> plus d'évolution possible dans l'étude de la chimio ( problème du plateau),
Ce problème provient essentiellement de la sélection des patients dans l'étude :
hétérogénéité individuelle et tumorale.
Comment sélectionner? 2 propositions: (on s'intéressera à la seconde)
pharmacogénétique : étude du génome du patient
pharmacogénomique : étude du génome tumoral
Comment? (plan du cour)
I) Moyens :
technologiques innovantes :
identification de nouvelles cibles
développement de nouvelles molécules

II) identification des mécanismes de résistance
III) monitoring des tumeurs durant le traitement : les biomarqueurs.
Du passé au futur :
(on prendra tout au long du cour l'exemple du cancer du sein)
Le GRADE sert à différencier les cellules tumorales ; on distingue 3 stades :
I : cellules ne se multiplient pas ou très peu,
II : « existe pas, juste pour ne pas se mouiller »
III : la tumeur est très agressive, les cellules se multiplient, elles sont sensibles à la chimio.
Les facteurs pour la chimio :
-les récepteurs hormonaux
-âge
-GRADE
-statue HER-2
I) Apparition de nouveaux moyens.
Il existe de nombreuses techniques pour analyser le phénotype ( pour les biopsies et les
prises de sang) :
-ADN
-ARN : très fragile donc pas de bonne qualité, sur tissus frais
-Protéines
a) Approche mono-génomique
On recherche les anomalies de une ou plusieurs cible thérapeutiques ou voies de
signalisation ( amplifications, mutations, translocations, polymorphisme,...)
Ici on s'intéresse à chacun des gènes.
Exemple :
HER-2 est un gène qui code pour une protéine transmembranaire. La particularité de cette
protéine est qu'elle n'a pas de ligand, et qu'elle intervient dans la prolifération cellulaire.
Pour activer la protéine de HER-2 : hétérodimérisation préférentiellement aux HER-3 ou
également d'autres récepteurs transmembranaires (IGF). Puis, il y a autophosphorylation
qui active la voie des MAPKinases et qui induit une cascade de réactions intracellulaire qui
aboutissent à la prolifération de la cellule.
Donc cette voie est une voie centrale, si elle est bloquée tout s'écroule !
HER-2 est situé au niveau du chromosome 17, dans 15-20% des cancers du sein on a
une amplification de ce gène, et donc une amplification de la prolifération cellulaire.
Quand un cancer est HER-2 + il est toujours de grade 3 car on a une surexpression de
HER-2 donc prolifération importante.
Technique de détection des anomalies :
– soit par immunocythochimie.
– Soit par la technique de FISH. Le principe, calculer le rapport des points verts (
dirigés contre les centromères) et les points rouges ( dirigés contre le gène). Lorsqu'il y a
plus de points rouges, il y a une amplification du gène.

Intérêt clinique de HER-2 dans le cancer du sein :
-HER-2 est un facteur de mauvais pronostique, la tumeur grandi plus rapidement.
-Il est associé à une résistance aux traitements hormonaux ( communication entre deux
voies de signalisation entre les récepteurs aux estrogènes et HER-2).
-Prédictifs de réponse aux anthracyclines qui agissent sur les topoisomérases II car le
gène de topoisomérase II est placé à côté de HER2 sur le chromosome 17, donc quand
amplification de HER-2 : amplification de topo II.
-Prédictifs de réponse aux trastuzumab/herceptin (médicament qui permet de réduire
HER-2)
L'herceptin : bloque l'activation du domaine intracellulaire en agissant sur domaine
extracelluliare de HER-2. ( diminution du risque de récidive de 50% avec l'arrivée du
médicament )
Traitement :
chimio + herceptin = 29%
herceptin + trastuzumab= 50%
=>On arrive donc à guérir certaines patientes grâce à plusieurs médicaments sans
l'utilisation de chimio.
Ici on a donc bien une approche monogénomique du cancer, on s'intéresse seulement à
HER-2 et on essaie bien de diminuer seulement l'effet de ce gène qui est d'augmenter la
prolifération cellulaire.
b) Approche génomique globale.
HER-2 est surexprimé que dans 15-20% des cancers, quelle approche pour les 80%
restant ?
On utilise des puces à ADN. On prend de l'ARN tumoral à partir duquel on fait de l'ADN
complémentaire, de même avec de l'ARN de tissu sain que l'on marque par fluorescence
(rouge : tumoral, vert : tissu sain). On met les 2 sur la puce, ils sont en compétition pour se
fixer. Puis analyse informatique, si il y beaucoup d'ADN tumoral, il y aura beaucoup de
rouge sur la puce.
A partir de cette technique, phénotypage moléculaire, on peut voir des surexpressions
de différents gènes pour un même cancer, ce qui nous permettra de différencier les
cancers du sein en différentes catégories (luminal / HER/ Basal/ Normal like/ BRCA1).
Approche clinique :
Cancer du sein, 3 populations à prédire :
1) patientes à faible risque de récidive avec traitement minimal ( hormonothérapie):
signature pronostique pour éviter la chimio
2 signatures à ce jour:- mamaprint (européen)
- oncotype (américain)
Mamaprint: fait à partir de 78 patientes, classifie les patientes en deux groupes (risque
élevé ou faible).
Analyse 25000 gènes, on en a gardé 70. On regarde si il y a métastases ou non dans les
5 ans.

Si on a un risque élevé, on aura une surexpression de tous ces gènes.
Si on a un risque faible, on aura une sous expression de tous ces gènes.
On a validé ce test sur 17 tumeurs.
Puis on a fait un test sur 6000 patientes selon les critères d'anapath' et de cette signature
moléculaire ( on vérifie que mamaprint marche). L'étude vient de se terminer, les résultats
ne sont pas encore publié.
Problème :
Il existe des cas discordants : signature : haut risque, anapath' : faible risque (ou inverse)
L'objectif est d'éviter 10% des chimios, ce test permettra de savoir si on peut remplacer
l'anapath' par la signature ( remplacer anapath' par la bio!)
Oncotype : signature déjà mise en place aux états-unis, trop cher pour être utilisé en
France.
2) patientes à risque de récidive spontanée mais guéries par chimio : signature
prédictive de l'efficacité de la chimio.
Peut-on savoir si une chimio va marcher? la signature est significative par rapport aux
facteurs anatomo-pathologique.
On a des résultats prometteurs, mais :
-problèmes de méthode
-nécessité de standardisation
-faibles effectifs
-essais cliniques prospectifs
3) patientes en situation d'échec des traitements normaux : signature prédictives de
l'efficacité des thérapies ciblées.
L'idée ici est d’identifier la voie moléculaire déréglée. On fait un prélèvement et on test tout
ce qu'on peut tester. On ne cherche plus l'origine tumorale, mais les caractéristiques
communes avec d'autres cancers dans l'idée qu'ils ont tous la même anomalie.
( par exemple entre le cancer du sein et de la vessie).
II) Mécanisme de résistance.
On essaie de comprendre le mécanisme d'échappement aux traitements.
En regardant les voies de signalisation, on a vu que certains récepteurs n'ont plus de
domaine extracellulaire pour la fixation à l'herceptin.
III) Monitoring des tumeurs
Limite des marqueurs : - spécificité, sensibilité
- délai de variation
On s'intéresse aux cellules tumorales circulantes. Initialement ces cellules passent dans le
sang mais certaines peuvent se transformer en cellules dormantes au niveau de la moelle
osseuse. Dans le cas du cancer du sein, on peut retrouver des cellules dormantes dans la
moelle osseuse en faisant des ponctions. Ces cellules peuvent à un moment retourner

dans la circulation sanguine.
Méthode de détection :
-ponction de moelle (distinction de cellules mononuclées)
-au niveau du sang : normalement on a pas de cellules épithéliales dans le sang, donc
lorsqu'on en trouve se sont des cellules tumorales à sélectionner sur la densité et la taille (
chercheurs ne sont pas tout à fait d'accord). On fait des prises de sang toutes les
semaines et on regarde si le nombre de cellules épithéliales diminuent ou pas.
Aux états-unis, base sur le phénotype différent entre globule blanc et rouge, et les
marqueurs épithéliaux.
Est ce que les cellules tumorales circulantes (CTC) ont un facteur pronostique ?
On regarde si les patientes qui ont beaucoup de CTC meurent plus vite que celle qui en
ont moins. On fait une prise de sang on compte les CTC puis chimio et de nouveau prise
de sang et on recompte :
– si moins de 5 CTC : traitement marche.
– si plus de 5 CTC : continue le traitement ou change de traitement.
Problème de standardisation des cellules métastatiques. Pour devenir métastatique les
cellules épithéliales se transforment en cellules mésenchymateuses (par exemple dans le
cancer de la prostate), on loupe donc beaucoup de cellules avec cette technique (
utilisation de marqueurs épithéliaux)
Il faut donc des techniques plus sensible et plus spécifique.
Questions encore en suspend :
Ces cellules sont-elles le reflet de la maladie ?
Moelle osseuse réservoir de cellules dormantes?
Durant les 10 dernières années :
-18% à 67% de thérapie ciblée
-diminution de chimio
-diminution d'hormonothérapie
Future:
Deux challenges:
-comprendre la génétique des cancers
-développement de nouvelles stratégies thérapeutiques