La stadification moléculaire du cancer prostatique

ARTICLES DE REVUE Progrès en Urologie (1997), 7, 925-929
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La stadification moléculaire du cancer prostatique
Vincent RAVERY
Clinique Urologique, Hôpital Bichat, Paris, France
RESUME
Malgré l’amélioration des techniques actuelles
d’évaluation, il persiste une sous-stadification d’en-
viron 30% des cancers prostatiques cliniquement
localisés à la glande. La RT-PCR est une méthode
de détection sensible et spécifique des cellules pros-
tatiques circulantes qui est proposée comme outil de
stadification moléculaire.
La discussion critique des résultats de la littérature
obtenus avec cette méthode est abordée. Ces résul-
tats, concernant la détection de cellules prosta-
tiques circulantes PSA ou PSMA positives, ne peu-
vent être qu’indicatifs puisqu’aucune des équipes
n’a utilisé la même méthode. Il n’y a aucun consen-
sus concernant le matériel utilisé, le choix des
amorces d’oligo-nucléotides, le nombre de cycles à
appliquer, ni même le type de méthode, classique
ou «nichée».
Une autre utilisation possible de cette méthode est la
détection précoce des cellules prostatiques circu-
lantes, possiblement tumorales, au cours du suivi
des patients ayant subi une prostatectomie radicale.
Les résultats de la littérature sont là encore contra-
dictoires.
Ainsi, pour pouvoir influencer la décision thérapeu-
tique du cancer de prostate, les méthodes de biolo-
gie moléculaire doivent encore faire la preuve de
leur fiabilité et de leur reproductibilité en pratique
courante.
Mots clés : Cancer, prostate, biologie moléculaire, pronostic,
PSA.
Progrès en Urologie (1997), 7, 925-929.
L’idée d’une stadification moléculaire du cancer pros-
tatique est née, à la fois de la nécessité d’améliorer la
stadification par les caractéristiques clinique, biolo-
gique, biopsique et radiologique habituelles, et de la
possibilité d’utiliser de nouvelles techniques de biolo-
gie moléculaire.Dès lors, il paraît important de déter-
miner si l’apparition de ces techniques nouvelles n’a
pas poussé les cliniciens à vouloir à tout prix leur trou-
ver une indication, ou si, au contraire, leur utilisation
peut réellement améliorer la prise en charge du patient.
HISTORIQUE
La recherche de cellules circulantes a connu son véri-
table essor grâce à l’apparition de la PCR (polychain
reaction) mise au point par MULLIS [18] en 1987, ce qui
lui a valu le prix Nobel de Chimie en 1993. La PCR
permet l’amplification d’un segment connu d’ADN par
application d’une ADN polymerase thermostable [20]
qui autorise la synthèse d’un segment d’ADN après
séparation des brins (à 90°C), accolement des amorces
(à 60°C) et réaction en chaine de synthèses (à environ
5 4 ° C ) . Il est possible également d’amplifier des
séquences ribonucléiques en passant par l’intermédiai-
re d’un ADN complémentaire (ADNc) grâce à une
technique de RT-PCR (reverse transcriptase-PCR). Ces
deux méthodes de biologie moléculaire permettent
l’identification d’évènements rares et remplissent les
conditions de mise en évidence des cellules supposées
tumorales dans le sang circulant. Cette détection repo-
se sur la spécificité d’une partie de l’ADN ou de l’ARN
de la cellule détectée [23].
Des études expérimentales sur un modèle animal sug-
gèrent qu’une cellule circulante sur dix mille est
capable de générer une métastase [9]. En fait, compte
tenu des défenses naturelles de l’organisme, on consi-
dère qu’il faut au moins 10.000 cellules tumorales cir-
culantes pour aboutir à une métastase, soit environ 2
cellules par millilitre de sang. Puisqu’il existe dans des
conditions standards environ deux millions de lympho-
cytes par millilitre de sang, pour détecter un patient
ayant un potentiel métastatique, la méthode utilisée
doit avoir une sensibilité de détection d’au moins une
cellule sur un million.
Après une utilisation en hématologie pour le suivi des
patients traités pour une leucémie myéloïde chronique
(amplification génique de fragments d’ADN spécifique
transloqués - chromosome Philadelphie), en gynécologie
pour la recherche de cellules métastatiques dans la moel-
le osseuse par amplification de certaines séquences
d’ARN de cytokératine 19, en dermatologie, en neurolo-
gie et en gastro-entérologie, ces techniques ont fait leur
apparition dans le domaine urologique. C’est naturelle-
ment pour le cancer de la prostate que la technique est
u t i l i s é e . En effet, elle bénéficie de la spécificité d’org a n e
Manuscrit reçu : janvier 1997, accepté : mars 1997.
Adresse pour correspondance : Dr. V. Ravery, Clinique Urologique, Hôpital
Bichat, 46, rue Henri Huchard, 75018 Paris.

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du PSA et plus récemment, du PSMA (antigène spéci-
fique de membrane prostatique), en détectant par RT-
PCR des segments spécifiques de l’ARN d’une de ces
deux molécules. Il faut souligner que la détection de cel-
lules PSA positives ou PSMA positives dans un contex-
te de tumeur prostatique n’a qu’une spécificité d’org a n e
et non pas de nature (tumorale ou non).
APPLICATIONS THEORIQUES
Une des voies de recherche naturelle d’indication pour
ces techniques reste l’amélioration de la stadification
pré-opératoire des tumeurs cliniquement localisées à la
glande. En effet, si l’utilisation du PSA et de certains
critères biopsiques (nombre de biopsies positives, éva-
luation du tissu péri-prostatique, longueur de tissu biop-
sique envahie par la tumeur) a permis de ramener la
sous-stadification pré-opératoire des tumeurs T1-T2 à
environ 30%, abaisser encore ce pourcentage reste un
challenge que l’utilisation de la RT-PCR pourrait aider
à relever.Au bout du compte, si dans le bilan initial, on
arrive à établir une corrélation nette entre la présence de
cellules prostatiques circulantes et le stade extra-capsu-
laire de la maladie, on pourra soustraire ces patients de
l’indication de prostatectomie radicale pour plutôt leur
proposer un traitement général, hormonosuppresseur.
Il reste également à déterminer si l’utilisation de cette
technique apporte une réelle amélioration pour la stadi-
fication du cancer de la prostate ou si elle ne fait que
confirmer ce que les facteurs d’évaluation plus clas-
siques (PSA, biopsies, imagerie) apportent déjà à
moindre coût et avec moins de difficulté de réalisation,
d’interprétation et de reproductibilité.
La détection de cellules prostatiques circulantes chez
un patient opéré de prostatectomie radicale pourrait
signifier que ce patient va récidiver, à la fois sur le plan
biologique et sur le plan clinique, à plus ou moins
brève échéance. Cette évaluation plus précoce du
risque de récidive après traitement radical, si elle se
confirme, aura-t-elle une incidence en pratique quoti-
dienne? Rien n’est moins sur; cependant elle pourrait
contribuer à parfaire le contrôle de qualité du traite-
ment proposé au patient.
RESULTATS
RT-PCR et stadification
Dans le modèle de tumeur prostatique humaine, c'est
en 1992 que MORENO [17] identifie des cellules prosta-
tiques circulantes par amplification de fragments
d'ARN messager du PSA chez des patients au stade
métastatique. 33% des patients étudiés avaient des
résultats de RT-PCR positifs. DEGUCHI [5] a montré que
la RT-PCR pouvait permettre la détection de cellules
PSA positives dans des ganglions histologiquement
sains chez des patients ayant par ailleurs d'autres gan-
glions envahis.
On a ainsi eu l'impression de redécouvrir, grâce à la
détection de cellules prostatiques circulantes, qu'un
cancer prostatique au stade métastatique pouvait s’ac-
compagner d'une dissémination tumorale par voie
hématogène. Dans ce groupe particulier de patients
ayant des métastases, la détection de cellules exprimant
le PSA dans le sang circulant a au moins permis de
valider la méthode.
Concernant le cancer de la prostate cliniquement loca-
lisé à la glande, de nombreuses équipes ont étudié la
valeur de la détection de cellules prostatiques circu-
lantes par RT-PCR pour améliorer la stadification pré-
thérapeutique. Les résultats sont à l'évidence très
contradictoires (Tableau 1). Certaines équipes [14]
trouvent une corrélation entre les résultats de la stadifi-
cation moléculaire et ceux de la stadification anatomo-
pathologique. D’autres [11,12], au contraire, en utili-
sant une technique de RT-PCR dite «nichée» avec une
sensibilité théorique supérieure, trouvent des résultats
opposés. Dans notre expérience [4], en utilisant une
technique de RT-PCR classique et des amorces d oligo-
nucléotides identiques à celles d'Israeli, nous détectons
des cellules prostatiques circulantes chez 7 patients sur
48 (14,6%) sans différence significative dans les
groupes de patients pT2 et pT3. Clairement, il faudra
vérifier si les patients ayant des résultats de RT-PCR
positifs pour la recherche de cellules prostatiques cir-
culantes et dont les caractéristiques anatomopatholo-
giques de la pièce opératoire sont rassurantes, dévelop-
peront par la suite une progression biologique et/ou une
récidive objective, justifiant alors l’emploi des
méthodes de stadification moléculaire ou si il s'agit de
faux négatifs de l'examen anatomopathologique. Un
premier élément de réponse est apporté par l'étude de
DEVRIES [7] qui trouve un taux de récidive biologique
plus élevé après prostatectomie radicale en cas de
résultats de RT-PCR positifs: avec un suivi de 6 mois,
le taux de récidive est de 19% contre 2% en cas de
résultats de RT-PCR négatifs.
RT-PCR et dissémination métastatique chirurgicale
La manipulation du tissu prostatique favorise-t-elle
l'essaimage de cellules dans le sang circulant? On sait
déjà que les procédures d'exérèse ou biopsiques de la
prostate sont à l'origine d'une élévation très significati-
ve des taux de PSA et notamment du PSA libre.
Certaines équipes utilisant la RT-PCR pour la détection
des cellules prostatiques circulantes (exprimant le PSA
ou le PSMA) ont souligné l'importance du nombre de
patients ayant ces cellules dans des échantillons san-
guins prélevés pendant la prostatectomie radicale et

même pendant la résection transuréthrale de prostate.
Plus récemment, la détection de cellules PSA positives
dans le sang circulant, avant tout geste d'exérèse chez
des patients programmés soit pour une prostatectomie
radicale, soit pour une résection trans-uréthrale de pros-
tate, a permis d'atténuer la crainte légitime d'une dissé-
mination métastatique de la maladie provoquée par la
manipulation chirurgicale de la glande. Pour ESCHWÈGE
et al. [8], 51% des patients testés ont des cellules circu-
lantes prostatiques en cours de réalisation d'une prosta-
tectomie radicale, alors que 27% en ont juste avant.
Avant résection, 20% des patients ont une détection
positive. Pour l’équipe de Tours [15], qui a fait cette
recherche de cellules prostatiques dans le sang circu-
lant chez des patients allant subir une résection trans-
uréthrale de la prostate ou une vaporisation au laser
pour une hypertrophie bénigne de la prostate, il y a
11/13 patients positifs, alors que 10 d'entre eux sont
positifs avant toute procédure chirurgicale. Ces deux
études ont été menées en recherchant les cellules circu-
lantes qui exprimaient le PSMA.
PROBLEMES PRATIQUES
Interprétation des résultats
De fait, les résultats sont largement influencés, non
seulement par la technique utilisée, mais par le choix
des amorces. Dans ce débat, la diversité des seuils de
détection peut également expliquer des résultats si dif-
férents. L’absence de consensus actuel sur les
méthodes de RT-PCR a poussé certains auteurs [6] à
comparer l'ensemble des protocoles utilisés par les
auteurs qui travaillent sur la détection des cellules pros-
tatiques circulantes et qui ont déjà publié leurs résul-
tats: il n’y a de point commun dans aucune des étapes
de la technique, aussi bien pour le choix des amorces,
les produits consommables utilisés, les quantités
d'ARN et d’ADNc, le matériel employé pour l’amplifi-
cation génique et même pour le nombre de cycles. Il est
donc tout à fait essentiel d'uniformiser les techniques
de RT-PCR, le choix des amorces et de définir un seuil
de détection utile et suffisant pour que cette méthode
puisse être utilisée en clinique pour la stadification pré-
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Tableau 1. Comparaison des résultats obtenus par RT-PCR dans le modèle prostatique humain.
Méthode Seuil Résultats Contrôle
T1-T2 N+/M+
Moreno [17] RT-PCR PSA 4/12 (33%) 0/17 (0%)
Jaakkola [13] Nested RT-PCR PSA 1,6/1069/18 (50%) 0/18 (0%)
Katz [14] RT-PCR PSA 1/10527/80 (34%)
pT2 : 7/50 (14%) 16/20 (80%) 0/40 (0%)
pT3 : 20/30 (66,7%)
Cama [1] RT-PCR PSM 1/10519/80 (24%) 10/20 (50%) 0/40 (0%)
Nested RT-PCR PSA 1/106pT2 : 0/18 (0%) 6/24 (25%) 1/40 (2,5%)
Israeli [11, 12] pT3 : 1/15 (6%)
Nested RT-PCR PSM 1/106pT2 : 13/18 (72%) 16/24 (66%) 2/38 (5%)
pT3 : 9/15 (60%)
Seiden [21] Nested RT-PCR PSA 5/1065/65 (7%) 11/35 (31%) 0/14 (0%)
Ghossein [10] RT-PCR PSA 1/106pT2 : 4/25 (16%) 25/72 (34%) 0/27 (0%)
pT3 : 3/10 (30%)
Sokoloff [22] RT-PCR PSA 1/106pT2 : 2/7 (29%) 8/9 (88%) 0/7 (0%)
pT3 : 4/4 (100%)
De Crémoux [4] RT-PCR PSA 1/1067/78 (14,6%)
Ravery [19] pT2 : 4/27 (14,8%) 0/10 (0%)
pT3 : 3/21 (14,3%)
Eschwege [8] RT-PCR PSM 9/33 (27%)

opératoire du cancer prostatique. C'est pourquoi cer-
taines équipes ont délibérément choisi de ne publier
aucun résultat d'application clinique, mais de pour-
suivre la recherche et la mise au point des techniques
de détection pour définir une méthode consensuelle de
référence.
Problème de sensibilité
Ceci ne veut pas dire qu'il faut obligatoirement choisir
la technique la plus sensible, en effet, les cellules cir-
culantes semblent être un événement commun dans
l'histoire naturelle des tumeurs aussi bien au stade
métastatique que localisé, et accroître à tout prix la
sensibilité de la méthode pourrait conduire à la détec-
tion d'évènements cellulaires exceptionnels sans lien
avec le potentiel métastatique réel de la tumeur.
Certains travaux montrent des résultats qui correspon-
dent à une meilleure sensibilité avec des méthodes
dites «sensibles» (RT-PCR «nichée»). Utiliser une
technique très sensible, c'est s'exposer au risque de
«transcription illégitime» [2]. Ainsi, parmi un grand
nombre de cellules, statistiquement une cellule peut
exprimer par hasard le gène ou la partie du gène
recherchée; d'autre part, on a émis l'hypothèse que
toutes les cellules pouvaient exprimer en faible quanti-
té l'ensemble des gènes et qu'utiliser une méthode trop
sensible, risquerait d'amplifier le bon gène, mais expri-
mé par une cellule autre que la cellule recherchée.
PSA et PSMA
Le PSA est une des trois kallicréines humaines, c'est
une glycoprotéine d'un poids moléculaire de 33 kD. Il
n'est pas complètement spécifique des cellules épithé-
liales de la prostate. Certaines études ont détecté une
immuno-expression du PSA dans les glandes péri-uré-
thrales, dans certaines tumeurs du sein [16], du pou-
mon, du côlon, de l’ovaire [24], du foie, du rein, des
parotides. On en a également détecté dans le liquide
amniotique et dans le lait maternel [25]. En utilisant
certaines techniques de biologie moléculaire (RT-PCR)
on a détecté dans le tissu mammaire normal et l'endo-
mètre des ARN messagers du PSA [3]. L’hypothèse
d'une production de PSA par les tissus possédant des
récepteurs aux stéroïdes a été avancée, avec cependant
un niveau d'expression faible, mais que des méthodes
ultrasensibles, telle que la RT-PCR, pourraient détec-
ter, conduisant à de faux positifs («transcription illégi-
time»).
L'antigène membranaire spécifique de prostate
(PSMA) est considéré par certains comme un mar-
queur plus sensible et spécifique que le PSA. ISRAELI
détecte même 72% des patients ayant des cellules cir-
culantes PSMA positives alors que leur tumeur est
classée pT2. Plusieurs hypothèses peuvent être envisa-
gées: soit les cellules circulantes détectées représentent
un événement fréquent dans l'histoire naturelle du can-
cer de prostate, aussi bien au stade localisé que méta-
statique, ou alors le PSMA détecté ne provient pas uni-
quement de la prostate, car en effet cette molécule pré-
sente de nombreuses homologies structurales avec la
transférine [11].
CONCLUSION
Il faut avant tout définir une méthode de recherche de
cellules prostatiques circulantes consensuellement
admise puis appliquer cette méthode à la stadification
moléculaire et pré-opératoire du cancer prostatique cli-
niquement localisé, afin de savoir si elle apporte un
plus par rapport aux facteurs pronostiques plus classi-
quement admis.
Il faut évaluer avec une grande rigueur la reproductibi-
lité des résultats car ces méthodes restent jusqu'à pré-
sent confinées aux laboratoires avec des conditions de
réalisation extrêmement strictes compte tenu de la
grande labilité des ARN.
Enfin, rappelons une fois de plus que les cellules PSA
(ou PSMA) positives détectées ne sont pas nécessaire-
ment tumorales et que la prochaine étape de la problé-
matique devra s'attacher à caractériser ces cellules
détectées avec la mise en évidence de leurs caractéris-
tiques antigéniques associées au phénotype tumoral.
Ainsi, les facteurs limitant des méthodes de biologie
moléculaire en application clinique sont encore nom-
breux: le seuil de détection reste à définir, le choix des
amorces à utiliser n'est pas encore fait, et plus encore
les applications pratiques de ces méthodes ne sont pas
encore toutes clairement établies.
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SUMMARY
Molecular staging of prostatic cancer.
Despite the improvement current evaluation techniques,
approximately 30% of prostatic cancers clinically localized to
the gland are understaged. RT-PCR is a sensitive and specific
screening method for circulating prostatic cells, proposed as a
molecular staging tool.
The results obtained with this method and reported in the litera -
t u re are critically discussed. These results, concerning the
detection of circulating PSA- or PSMA-positive prostatic cells,
are only indicative, as none of the teams used the same method.
No consensus has been reached concerning the equipment used,
the choice of oligonucleotide primers, the number of cycles to be
applied or even the type of method, classical or «nested».
Another possible application of this method is early detection of
circulating prostatic cells, possibly neoplastic, during the fol -
low-up of patients treated by radical prostatectomy.Once again,
the results of the literature are contradictory.
The reliability and reproducibility of molecular biology tech -
niques in routine practice must therefore be demonstrated befo -
re these techniques can influence the therapeutic decision
concerning prostatic cancer.
Key-words : Cancer, prostate, molecular biology, prognosis,
PSA.
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