Etude PROGENE, projet français d`analyse génétique

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Progrès en Urologie (1996), 6, 226-235
Etude PROGENE, projet français d’analyse génétique
du cancer de la prostate familial : recrutement et analyse
Antoine VALERI (1), Philippe BERTHON (1), Georges FOURNIER (2), Jean-Claude BUZZI (4),
Laurent BRIOLLAIS (4), Paul MERIA (1), Hélène BLANCHE (3) , Christine BELLANNE-CHANTELOT (3),
Pierre TEILLAC (1), Florence DEMENAIS (4), Philippe MANGIN (5), Nadine COHEN (3),
Alain LE DUC (1), Olivier CUSSENOT (1)
(1) Département d’Urologie, Hôpital Saint-Louis, Paris, (2) Service d’Urologie, CHRU Brest,
(3) Fondation Jean Dausset-CEPH, Paris, (4) Unité 358 INSERM, Hôpital Saint-Louis, Paris,
(5) Service d’Urologie, CHRU Nancy,Vandoeuvre
RESUME
Buts : Initier une étude de liaison génétique afin de
localiser un (plusieurs) gène (s) de prédisposition au
cancer de la prostate (CaP) héréditaire. En effet,
différentes études épidémiologiques ont mis en évidence une possible agrégation familiale dans environ 25% des cas. Une étude de ségrégation familiale [14] a par ailleurs montré qu’une prédisposition
génétique, à transmission autosomique dominante
et à pénétrance élevée (88% à 85 ans) pourrait être
à l'origine de 9% de l’ensemble des CaP.
Méthodes : Une collecte nationale de familles avec
au moins 2 CaP a permis, 1) d’identifier les familles
à forme héréditaire, 2) de constituer une banque
d’ADN constitutionnel après prélèvement sanguin
de sujets appartenant à ces familles, et 3) d’effectuer
une étude de simulation d’analyse de liaison génétique, en préalable au génotypage microsatellite.
Résultats : De juillet 1994 à septembre 1995, nous
avons inclus 67 familles (180 CaP). Actuellement, 45
autres familles sont en cours d’inclusion. Parmi ces
67 familles, 24 (89 CaP, 54 vivants) répondaient à au
moins un des critères de l’étude de CARTER [14]
pour les formes héréditaires de CaP familial. Deux
familles ont été également retenues car les 3 porteurs de CaP sont des parents du second degré. Au
total 26 familles sont porteuses d’une forme héréditaire, dont 18 (73 CaP, 46 vivants) sont considérées
informatives pour une étude de liaison génétique
(lod score = 4 pour θ = 0,01 avec un marqueur à 8
allèles). L’ADN constitutionnel de 271 individus de
ces familles informatives a été extrait à partir de cellules circulantes obtenues de prélèvements sanguins,
les lymphocytes immortalisés, et le génotypage initié
pour 216 marqueurs microsatellites répartis sur
tout le génome, en moyenne tous les 20 cM.
Conclusion : Alors que le recrutement nous a permis
d’identifier de nombreuses familles informatives
pour un risque hérité de CaP, l’étude prédictive suggère une forte probabilité de localiser un gène de
prédisposition par analyse de liaison génétique. Il
deviendra alors possible d’identifier au sein des
familles concernées les sujets porteurs de l’anomalie
génétique, et donc à haut risque de CaP. Enfin, la
mise en évidence d’un locus permettra d’envisager
le clonage et l’identification du (des) gène (s) impliqué (s).
Mots clés : Cancer de la prostate, génétique, transmission héré ditaire, conseil génétique.
Progrès en Urologie (1996), 6, 226-235.
Le cancer de la prostate (CaP) est le plus fréquent des
cancers de l’homme de plus de cinquante ans, et sa fréquence augmente avec l’âge. C’est la deuxième cause
de mortalité par cancer dans les pays industrialisés
[14]. L’incidence standardisée est estimée en France à
30 pour 100 000 habitants, mais les chiffres varient de
2 en Chine à 80 pour les mélanodermes aux USA [26,
43]. Des facteurs génétiques et épigénétiques* ont été
évoqués pour expliquer ces différentes incidences,
cependant aucun facteur mésologique* (consommation
de vitamine A, de lipides, obésité, vasectomie, fréquence des rapports sexuels) ne présente de corrélation
significative [39, 42]. Plus de 20% des cas de CaP correspondraient à des formes familiales, mais seulement
5 à 10% de l’ensemble des cancers de prostate seraient
secondaires à une prédisposition génétique [14, 15, 47].
Comme l’ont montré FEARON et VOGELSTEIN [21],
après la modélisation proposée par A SHLEY [4], une
somme d’altérations génétiques successives et spécifiques serait nécessaire pour l’initiation et la progression tumorales. A l’inverse d’une tumorogénèse somatique stricte pour laquelle l’acquisition et l’accumula* Pour les lecteurs pour lesquels la terminologie génétique n’est pas
familière, un glossaire a été inclus en annexe. Les termes explicités dans
ce glossaire sont indiqués dans le texte par un astérisque (*).
Manuscrit reçu le 15 octobre 1995, accepté : janvier 1996.
Adresse pour correspondance : Dr. A. Valeri, Département d’Urologie, Hôpital
Saint-Louis, 75475 Paris Cedex 10.
226
tion d’altérations moléculaires au hasard (acquises)
conditionnent l’apparition d’une tumeur, un cancer
héréditaire peut généralement apparaître dans le cadre
de deux hypothèses. L’hypothèse de K NUDSON selon
laquelle une première altération génétique germinale
(héritée) sur un gène suppresseur* de tumeur est récessive*, et nécessite un second évènement (mutation*,
délétion*) somatique* (acquis) sur le second allèle*
pour être exprimée [29]. Une seconde hypothèse présuppose l’existence d’une altération moléculaire héritée, rendant la cellule susceptible à des évènements
oncogéniques successifs : nous parlerons de «phénotype* mutateur» [35].
En ce qui concerne le CaP, aucune altération cytogénétique, aucun oncogène*, ni gène de prédisposition*
spécifique n’a encore été identifié avec certitude [22].
Afin de déterminer la présence d’une altération génétique statistiquement représentée lors de la progression
du CaP, deux stratégies sont actuellement employées et
se complètent : 1) l’étude des mutations de gènes candidats* et 2) l’analyse de perte alléliques (L.O.H. ou
pertes d’hétérozygotie*), évoquant la présence de
gènes suppresseurs* sur les bras chromosomiques intéressés. Ces études s’intéressent actuellement au CaP
dont l’origine est décrite comme sporadique. Ont ainsi
été identifiées avec une relative fréquence dans les CaP,
une perte des régions chromosomiques 7q, 8p, 10q,
16q, 17p, et 18q [5, 8, 10, 13, 18, 23, 33, 34, 44, 48].
Certaines de ces délétions ont pu être associées à des
pertes de gènes codant pour APC (5q21), l’E-cadhérine (16q22), P53 (17p13), BRCA1 (17q21), DCC
(18q21), c-met (7q31) [10, 24, 33, 34]. Egalement des
mutations dans l’ADN tumoral ont été observées pour
les gènes suppresseurs RB1 et P53, pour certains oncogènes ras, myc, ainsi que pour le gène MX1 (10q24)
dont le produit régule négativement l’activité de myc
[2, 7, 16, 20, 41]. Par ailleurs des altérations concernant le gène KAI-1 (11p11) suppresseur de métastase,
dans la prostate de rat, pourraient également être impliquées pour certains CaP avancés [19].
Différentes études épidémiologiques (cas-témoins) ont
montré une agrégation familiale* possible de CaP
éventuellement associée au cancer du sein [1, 11, 37,
38, 45, 46, 49, 51]. Récemment, STEINBERG et al. [47],
dans une étude portant sur 691 patients, ont mis en évidence un risque relatif de 2, 5 ou 11 pour respectivement 1, 2 ou 3 parents du premier degré atteints de CaP.
Dans une étude de ségrégation familiale* portant sur
les généalogies de cette même population, CARTER et
al. ont observé 26% de formes familiales, et l’existence d’une prédisposition génétique dans 5% des cas.
Celle-ci se transmet selon un mode autosomique*
dominant*, à pénétrance* élevée (88% à 85 ans) et
pourrait expliquer 9% des cas de cancer de prostate
[14]. A partir de cette étude, et en l’absence de critère
génétique disponible, ces auteurs ont établi une classi-
fication clinique des formes héréditaires [15] (Figure
1). Deux études de localisation du (des) gène (s) de
prédisposition ont également été réalisées à ce jour
mais n’ont pu déterminer de «liaison génétique*».
L’équipe de SKOLNICK [12] a testé 31 marqueurs sur 11
bras chromosomiques (3p, 7q, 8p, 9q, 10p, 10q, 11p,
13q, 16q, 17p, 18q) dans 7 familles dont l’informativité* n’est pas précisée. De même, JOHNSON et al. [27]
n’ont pu localiser un gène de prédisposition dans une
étude de «liaison» comportant 3 familles sur des marqueurs du chromosome 8p.
Grâce à l’implication de la communauté urologique
française, nous avons pu engager une collecte nationale de familles avec au moins 2 cas de CaP. Pour les
familles informatives (formes héréditaires, grandes fratries) une banque d’ADN constitutionnel a été constituée afin de permettre la démarche de localisation d’un
(des) gène (s) de prédisposition par une étude de liaison
génétique «au hasard*».
MATERIEL ET METHODES
Collecte des familles
L’information des urologues et des oncologues a été
effectuée par l’intermédiaire : 1) d’une lettre diffusée
par l’Association Française d’Urologie, 2) d’une distribution de plaquettes informatives lors de différents
congrès, et 3) par contacts directs avec les collègues
des urologues membres de la coordination de l’étude.
Un numéro vert a été mis à disposition pour permettre
aux urologues ou à leurs patients de prendre contact
avec le centre d’étude (05.22.22.20).
Seules ont été incluses les familles dont au moins 2
membres (quel que soit le degré de parenté) sont ou
étaient atteints d’un cancer prostatique pour lesquels
une analyse histologique mettant en évidence un adénocarcinome est disponible. Aucun critère restrictif
concernant l’âge ou le stade de la maladie n’a été imposé.
Une première saisie des données familiales en utilisant
le logiciel «Ped Draw» a permis d’établir les arbres
généalogiques à partir d’un questionnaire adressé aux
patients. La représentation obtenue a rendu possible
une première analyse de l’informativité des familles*
retenues, également de la structure et de la taille des
généalogies. Ont été considérées informatives les
familles : 1) répondant aux critères de CARTER et al.
[15] qui caractérisent les formes héréditaires de CaP
(Figure 1) dont l’ADN constitutionnel d’au moins 2
sujets atteints était disponible. Cette première enquête
a été préliminaire au recrutement. Elle a également permis de déterminer la présence d’autres formes de cancers dans les familles étudiées.
227
Les membres des familles retenues ont été contactés
individuellement. En préalable à l’inclusion, la signature d’un consentement éclairé est exigée. Parallèlement,
un questionnaire médical adressé à l’urologue a permis
le recueil des données cliniques et biologiques. Dans le
cadre du respect des règles déontologiques et de bioéthique, une demande d'agrément a été déposée et obtenue auprès du C.C.P.P.R.B. de l’hôpital Saint-Louis
(agrément n° 95.52). Les données nominatives concernant les sujets ont été gérées dans le respect des règles
d’anonymat définies par la CNIL (Commission
Nationale d’Informatique et Liberté).
famille. Le modèle de transmission utilisé pour cette
simulation est celui établi par CARTER et al. : gène autosomique dominant rare, fréquence égale à 0,003, pénétrance élevée 88% à 85 ans [14].
Analyse de «liaison» : simulation
L’ADN génomique a été extrait directement à partir des
leucocytes circulants. Après séparation de la phase cellulaire sur gradient de Ficoll et par centrifugation, les
globules rouges ont été lysés par choc hypotonique
(Tris 10mM pH 7,6; MgCl2 5mM; NaCI 10mM). Les
leucocytes, isolés par centrifugation, ont été lysés (Tris
pH 7,6 10mM; NaCI 50mM; SDS 0,2%; protéinase K
0,02%) par incubation 16 heures à 42°C. L’ADN a été
purifié par extraction au phénol/chloroforme/alcool
isoamylique (18v/5v/1v), puis précipité (isopropanol,
NaCI 60mM). Après mesure de la concentration et
contrôle de pureté de l’ADN par densité optique, la qualité de l’ADN a été contrôlée sur gel d’agarose à 0,7%.
L’ADN a été aliquoté dans du Tris 10mM/EDTA 1mM
à la concentration de 200 ng/µl puis conservé à -80°C.
L’ensemble des données pour chaque famille a été saisi
selon le format «EXCEL». Les informations retenues
ont été : le numéro de la famille, de l’individu, de son
père, de sa mère, le sexe, la présence et le type de cancer, l’âge actuel, l’âge au diagnostic (en cas de cancer),
le sujet a-t-il été prélevé? Toutes ces informations ont
été précisées pour chaque sujet atteint, ainsi que pour
l’épouse et les parents du 1er degré. La codification et
le format de ce fichier ont permis son utilisation par les
programmes «SLINK» pour l’analyse de simulation et
«LINKAGE» pour l’analyse de liaison génétique* [30,
31]. Ces programmes permettent le calcul des «lod
score» sur lequel repose l’analyse de liaison génétique.
Celle-ci a pour but de chercher un marqueur chromosomique* (de siège connu) dont un même allèle* est
constamment cohérité avec le CaP. Le gène de prédisposition et le marqueur étant liés, puisque cohérités, ils
ne donnent pas de recombinaison lors de la méïose*.
L’analyse de liaison apprécie la vraisemblance d’une
liaison génétique pour diverses valeurs de recombinaison (θ) voisines de zéro et pour un marqueur donné
[28]. Le «lod score» est le logarithme décimal du rapport L(θ)/L(θ0,5) ou L(θ) et L (θ0,5) sont respectivement les probabilités de liaison et d’indépendance pour
le marqueur considéré. Un «lod score» maximum supérieur ou égal à 3 permet de conclure à l'existence d’une
liaison génétique significative et indique que la valeur
de θ est fiable à 1000 contre 1 (log 1000 = 3).
L’informativité des familles a été testée par une «étude
de simulation» d’analyse de liaison génétique. Nous
avons donc simulé en utilisant le programme «SLINK»
[40, 50] la distribution d’un marqueur génétique très
polymorphe* lié à la maladie. Ce programme calcule la
probabilité des génotypes* au locus* marqueur (G) en
fonction de la distribution des cancers (X) dans une
famille selon la formule :
p(G/X) = P(g1 /X) . P(g2/g1 , X)... Pg N/g1 , g2 , ..........,
g N-1, X).
«SLINK» calcule toutes les combinaisons possibles de
probabilités conditionnelles des génotypes* P(g1 /X),
puis P(g2 /g1, X) et ainsi de suite pour N individus d’une
Banque d’ADN constitutionnel
Pour chaque individu dont le prélèvement était opportun pour l’étude, 14 ml de sang ont été prélevés sur
EDTA (133mM) pour extraction de l’ADN, 7 ml sur
héparine pour immortalisation des lymphocytes en
lignées lymphoblastoïdes et 5 ml sur tube sec pour la
constitution d’une sérothèque conservée à - 80°C.
Parallèlement des lignées de lymphocytes ont été
immortalisées par le virus d’Epstein Barr, afin de pouvoir toujours disposer de cellules pour extraction ultérieure d’ADN constitutionnel.
RESULTATS
De juillet 1994 à septembre 1995, nous avons inclus 67
familles (180 CaP); 65 autres familles sont en cours
d’inclusion. Le nombre de cas par famille variait de 2 à
6 (Figure 2). La répartition des sujets atteints par génération dans chaque famille est donnée par le Tableau 1:
24/67 familles (89 CaP dont 54 vivants) répondaient à
au moins un des critères de l’étude de Carter et al. [14]
pour les formes héréditaires. Dans 21/24 familles, les
patients (CaP+) étaient au moins 3 parents du 1er
degré, alors que dans 3/24 familles il s’agissait de 3
sujets atteints sur 3 générations dans la branche paternelle (2 fois) ou maternelle (1 fois). Par ailleurs, 6/24
familles répondaient à plusieurs critères de CARTER
(Tableau 2). Enfin, dans 2 familles sur 67, les 3 porteurs de CaP étaient parents du 2ème degré : proposant
père et oncle, ou encore proposant oncle et cousin. Au
total, 26 familles sont porteuses d’une forme a priori
héréditaire de CaP.
Dix-huit de ces 24 familles (73CaP dont 46 vivants) ont
été considérées informatives pour l’étude de «liaison
228
Tableau 1. Répartition des malades dans les familles
3 parents
du 1°
3 générations
(même famille)
3 parents
du 2°
Grand-père
+ petit-enfant
Uniquement
oncle + neveu
Uniquement
père + fils
Uniquement
2 frères
21*
3*
2*
3
2
17
19
Nombre de
familles
* Formes héréditaires
Tableau 2. Familles répondant à plusieurs critères de Carter.
Identification
de la famille
Nombre de
critères de Carter
3 parents du
1er degré
3 cas sur 3
générations
2 cas précoces
avant 55 ans
F3
2
+
-
+
F5
2
+
-
+
F6
2
+
+
-
F25
2
+
+
-
F35
2
+
-
+
F59
2
+
+
-
Tableau 3. Valeur des Lod-score moyens selon la fréquence d’hétérozygotie du marqueur.
Taux de recombinaison
-
θ = 0,01
θ = 0,05
θ
8 (0,88)
4,01
2,85
1,73
6 (0,83)
3,73
2,51
1,50
4 (0,75)
2,88
2,05
1,19
= 0,10
Nombre d’allèles du marqueur
(fréquence d’hétérozygotie)
génétique». L’informativité a été établie en fonction des
critères de CARTER (vide supra), mais également de la
taille de la fratrie et du nombre de prélèvements sanguins
potentiellement disponibles (décès, refus de participation). Ces 18 familles représentaient des prélèvements
sanguins potentiels (pour étude de l’ADN constitutionnel) pour environ 300 sujets dont 46 atteints de CaP.
Deux sujets atteints et 27 sujets sains n’ont pas souhaité
participer à l’étude. Les 6 autres familles à forme héréditaire de CaP ont été considérées non informatives en raison d’un nombre important de sujets atteints décédés, du
refus d’un malade de participer à l’étude ou encore du fait
de la survenue d’un troisième cas de CaP dans une famille après le début du génotypage.
Les résultats de «l’étude de simulation» pour un marqueur très lié au locus de la maladie (θ = 0,01) et très
polymorphe* (> 4 allèles) ont montré qu’une liaison
génétique significative (lod score > 3) pourrait être
détectée avec l’échantillon des 16 premières familles
considérées informatives (familles F59 et F61 non
incluses) (Tableau 3).
Au total, des prélèvements sanguins ont été effectués
pour 271 des 300 individus sélectionnés dans les 18
familles informatives. Ont été également prélevés 35
sujets des 6 autres familles. Pour ces familles, l’informativité ne pourra être acquise qu’après l’étude de
l’ADN constitutionnel des sujets décédés. Cette analyse est conditionnée par l’obtention de lames histologiques archivées à partir desquelles l’ADN constitutionnel peut être extrait par technique de microdissection [6].
Par ailleurs, 16/67 (23%) des familles avaient un de
leurs membres atteint d’un cancer du sein (mère, soeur
ou fille du proposant dans 13 familles). Dans 5 de ces
16 familles, il existait à la fois une forme familiale de
cancer de la prostate et de cancer du sein. Dans une de
ces 3 familles, outre l’existence de 2 CaP, on observe
un cancer du sein chez 5 femmes et 2 hommes (dont un
était également porteur de CaP).
Les lymphocytes de tous les (sauf un) individus prélevés ont été immortalisés et congelés. Le seul cas
d’échec fut pour un patient porteur de CaP en échappement hormonal sous chimiothérapie (Estramustine).
229
Figure 2. Nombre de CaP par famille.
Figure 1. Critères de Carter pour les formes héréditaires.
❏ homme sain, ■ CaP, ❍ femme. a, b : 3 cas chez des parents
du 1er degré. c : 3 cas sur 3 générations dans la même
branche familiale (ici du côté maternel). d : 2 cas avant 55
ans.
DISCUSSION
Le recrutement des familles a été réalisé à l’échelon
national. L’importance du nombre de familles colligées
(132 familles dont 67 déjà incluses) en 14 mois
témoigne de la relative fréquence du cancer de la prostate familial. Egalement, l’efficacité et la rapidité avec
lesquelles ces familles ont été identifiées et prélevées
ne fut possible que grâce à la mobilisation des urologues. Les critères de sélection des familles ont, dès le
départ, été définis de manière à inclure à la fois des
petites fratries présentant des sujets atteints sur plusieurs générations mais aussi les formes de survenue
précoce (au moins 2 cas de CaP avant 55 ans).
Cependant, pour la forme précoce exclusive (2 cas de
CaP avant 55 ans sans autre critère de CARTER associé),
aucune famille n’a à ce jour pu être identifiée. La première étape, la collecte des informations grâce à un
questionnaire rempli par l’urologue ayant identifié une
forme familiale, a permis de fournir rapidement des
données pour identifier et établir les formes a priori
héréditaires respectant les critères de CARTER. Lors de
ce processus, la confirmation histologique du diagnostic revêt un caractère particul ièrement important,
notamment pour les cas de sujets décédés il y a de
nombreuses années pour lesquels les informations
obtenues directement auprès de la famille peuvent être
erronées. De même l’importance de données généalogiques telles l’âge au diagnostic pour les atteints, l’âge
actuel ou du décès (et la cause) pour les sujets sains a
nécessit é une stratégie d’enquête rigoureuse. Les
appels téléphoniques du proposant aux différents
membres de sa famille expliquant l’intérêt et les modalités de l’étude ont certainement facilité l’acceptation
des sujets contactés pour collaborer à l’étude. Le plus
souvent, nous avons rencontré une adhésion immédiate à l’étude car elle répondait à l’inquiétude et à la
demande de conseil génétique* (dépistage à terme des
sujets à risque). Cette approche impose cependant une
certaine prudence afin de ne pas générer l’angoisse du
résultat chez les sujets contactés. Finalement, une très
faible proportion des sujets contactés a refusé l’étude.
Un sujet a accepté de participer mais ne tient pas à
connaître son risque propre. Enfin, certains sur les
conseils de la famille n’ont pas été contactés.
L’organisation des prises de sang (contacts téléphoniques avec la personne à prélever et le laboratoire
local, voire le déplacement d’une infirmière, l’acheminement par «portage spécial») a facilité la collecte des
échantillons en particulier pour les personnes âgées.
L’analyse des familles révèle 26 formes très probablement à caractère héréditaire. En effet 24/67 répondent
à au moins un des critères de CARTER qui ont été établis
à partir des caractéristiques généalogiques des familles
pour lesquelles existait une prédisposition génétique
[14]. Le critère le plus fréquemment observé fut l’existence de 3 parents atteints du premier degré (Tableau
1). Si certaines familles ne respectent pas ce critère (ex
: F41 et F44, Figure 3), cela résulte probablement du
fait que les fratries dans ces familles sont de petite
taille, ce qui rend peu probable la survenue du CaP
chez 3 frères ou un père et 2 fils. Six des 24 familles
répondent à plusieurs critères de CARTER (Tableau 2),
ce qui conforte l’hypothèse de prédisposition génétique
dans ces familles. Dans l’hypothèse où 26 familles correspondent effectivement à des formes héréditaires de
CaP, il est intéressant de noter que dans 2 familles la
prédisposition a été transmise par la mère (2 femmes
dans la famille F1 et une femme de la famille F44,
Figure 3). Par ailleurs, la prédisposition a été transmise
2 fois par le père sain d’un malade, ce qui peut s’expliquer par la valeur de la pénétrance (88% à 85 ans) qui
bien qu’élevée n’est pas complète [14]. En effet dans la
famille 6 (Figure 3), l’anomalie génétique a vraisemblablement été transmise par le père du proposant
(décédé d’un lymphome à 81 ans sans CaP connu),
alors que son père et 4 de ses enfants ont été atteints.
De même, dans la famille 41, une prédisposition pourrait avoir été transmise au proposant par son père qui,
à 83 ans, n’a pas de CaP connu.
230
Figure 3. Formes héréditaires de CaP. F1, F6, F41 : familles informatives. F25 : famille non informative (1 seul
sujet malade vivant). F1, F44 : transmission maternelle. F6, F41 : transmission par le père sain.
Cancer du sein
Autres cancers
Sujets décédés
231
En ce qui concerne les caractéristiques cliniques des
CaP «héréditaires», le seul paramètre de l’étude actuellement disponible est l’âge moyen au diagnostic : 65,7
ans (extrêmes 48-85 ans). Ceci montre une tendance à
la survenue plus précoce des CaP héréditaires ce qui
confirme les données de CARTER qui montrait un âge
moyen de diagnostic à 59,3 ± 6,5 ans par comparaison
avec la survenue des formes sporadiques de CaP :
moyenne à 73,5 ans [15]. Cependant, APRIKIAN [3],
dans une étude concernant 2968 sujets adressés pour
suspicion de CaP, ne trouve aucune différence significative concernant l’âge moyen au diagnostic dans le
groupe de malades ayant des antécédents familiaux de
CaP (65,8 ans, n=133) par rapport au groupe de
malades sans antécédent familial de CaP (66,7 ans, n =
769). Ceci s’explique probablement par le fait que le
groupe ayant des antécédents familiaux correspond à la
fois à des formes héréditaires (pour lesquelles la survenue plus précoce du cancer confirmerait les particularités des «cancers héréditaires» d’autres organes) [9],
mais aussi à des formes familiales sans caractère héréditaire dont l ’âge au diagnostic est habituel. Par
ailleurs, le potentiel évolutif des CaP «héréditaires»
étant inconnu, il n’est pas exclu que des lésions tumorales soient histologiquement présentes à un âge précoce, et que des lésions cliniquement décelables
n’émergent qu’à un âge plus tardif après une lente évolution.
La relative fréquence de cancer du sein dans les
familles à CaP familial n’est pas surprenante. En effet,
l’existence d’agrégation familiale conjointe de CaP et
de cancer du sein a déjà été observée dans plusieurs
études épidémiologiques [1, 49]. Il est par ailleurs possible qu’un même gène de prédisposition soit à l’origine de formes familiales de cancers associant ces 2
tumeurs.
L’étude de simulation a montré que l’informativité des
familles retenues pour l’étude de liaison était suffisante pour permettre la détection d’une liaison génétique
(lod score potentiel > 3) si les marqueurs utilisés
étaient hautement polymorphes et si un marqueur est
suffisamment proche du (des) gène (s) de prédisposition. La première condition est respectée puisque les
marqueurs microsatellites* utilisés pour réaliser le
génotypage présentent de 4 à 20 allèles (9 allèles en
moyenne, avec une hétérozygotie en moyenne supérieure à 85%). En ce qui concerne la proximité d’un
marqueur, on peut préciser que le (s) gène (s) de prédisposition se trouve (nt) au maximum à 10 centiMorgan* (cM) d’un marqueur, puisque la distance
moyenne séparant 2 marqueurs est de 20 cM (216 marqueurs répartis sur tout le génome). De plus l’étude de
simulation a montré que même pour un taux de recombinaison de 0,10 (soit une distance de 10 cM) le lod
score potentiel reste supérieur à 1. Lors de l’analyse de
liaison réalisée sur les 216 marqueurs et les 219 indi-
vidus issus des familles informatives, devraient apparaître des zones génomiques de co-ségrégation pour
les sujets porteurs de CaP. Si les valeurs calculées des
lod-scores restent faibles, des confirmations du locus
potentiel seront réalisées en utilisant des marqueurs
microsatellites avec une défini tion de 1 cM.
Cependant, cette simulation a utilisé le modèle de
transmission observé par CARTER et al. [14] dans
lequel un seul gène semble être en cause. Il est probable, comme pour un grand nombre de cancers familiaux à composante héréditaire, que différents gènes de
prédisposition puissent être impliqués. Si tel était le
cas, l’informativité des familles pour chaque locus
serait inférieure à celle estimée par l’étude de simulation, mais devrait tout de même être suffisante pour la
localisation si d’autres familles à forme héréditaire
sont incluses dans l’étude. Ceci devrait être possible,
dans la mesure où de telles familles déjà recensées
seront prochainement intégrées à l’étude. Par ailleurs,
l’étude de simulation n’a pu tenir compte de 2 familles
informatives (F59 et F61) qui n’étaient pas encore
incluses dans l’étude au moment où la simulation a été
réalisée.
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
Cette étude a permis d’identifier des formes héréditaires de CaP, 18 familles étant informatives. La prochaine étape va consister à réaliser un génotypage «au
hasard» dans ces familles, i.e. une étude de marqueurs
génétiques de type microsatellite hautement polymorphes, répartis sur tout le génome (tous les 20 centiMorgan) préalable à l’analyse de liaison. Les régions
chromosomiques candidates définies à partir des études
de perte d’hétérozygotie dans l’ADN tumoral de CaP
sporadiques (7q, 8p, 10q, 16q, 17p, 18q) seront testées
en premier. Lorsqu’un locus de prédisposition sera précisé, il sera alors possible d’identifier dans les familles
concernées les sujets porteurs de l’anomalie génétique
héritée. Comme pour les cancers du sein et du côlon
héréditaires, ce «diagnostic génétique prédi ct if»
(dépistage génétique*) devrait permettre de faire bénéficier ces sujets à risque d’un dépistage ciblé afin de
permettre un diagnostic précoce en cas de CaP et ainsi
d’en améliorer le pronostic [17, 25].
Une seconde phase de cette étude étudiant l’ADN
constitutionnel et tumoral après microdissection de
tissu prostatique archi vé [6] devrait permettre
d’étendre l’étude aux sujets atteints décédés et ainsi
d’analyser les familles de CaP héréditaires considérées
actuellement non informatives.
La localisation d’un locus de prédisposition permettra
également d’envisager le clonage* et l’identification
précise du (des) gène (s) impliqué (s).
232
Remerciements
Proceedings of the «Basic and clinical aspects of prostate cancer
Conference». Las Palmas (CA) 8-12 décembre 1994.
Nous remercions l’Association Française d’Urologie, promoteur
de ce travail, le Généthon, pour leur soutien technique et logistique, ainsi que tous les urologues et oncologues qui ont bien
voulu participer à cette étude: Allègre P.; Amory J.P.; Aubert J.;
Balzon V.; Baron J.C.; Bauraud B.; Bitker M.O.; Boccon Gibod
L.; Boiteux J.P.; Bondil P.; Bonnet O.; Calvo F.; Cariou G.;
Chatelain C.; Chauvet B.; Cortesse A.; Coulange C.; Delavierre
D.; Dérieux J.; Gonties D.; Desgranchamps F.; Hérondart J.L.;
Hubert J.; Jacob M., Jardin A.; Joerg A.; Lamy L.; Larcher J.J.,
Le Coat R.; Le Portz B.; Leroux M.; Lobel B.; Maire J.P.; Martin
O.; Menut P.; Meria P.; Moreau J.L.; Mugnier C.; Pellerin J.P.;
Philippe P.; Piéchaud T.; Régin J.P., Rouffilange J.M.; Rousselot
F.; Sachot J.L.; Samarcq B.; Tenaillon M.; Vallancien G; Vacant
J.; Verain C.; Villey G.
13. CARTER B.S., EWING C.M., WARD W.S. et al . Allelic loss of
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Acad. Sci. USA, 1990, 87, 8751-8755.
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inheritance of familial prostate cancer. Proc. Natl. Acad. Sci. USA,
1992, 89, 3367-3371.
15. CARTER B.S., BOVA G.S., BEATY T.H., STEINBERG G.D.,
CHILDS B., ISAACS W.B., WALSH P.C. Hereditary prostate cancer: epidemiologic and clinical features. J. Urol., 1993,150, 797802.
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17. COHEN- HAGUENAUER O. Mise en place des consultations d’oncogénétique. (Abstract) in: Boiron M et Marty M, eds. Eurocancer
95. Paris, Londres, Rome: John Libbey Eurotext, 1995,25.
Nous remercions également Isabelle Lafourcade et Eric Drelon
pour leur participation active à l’enquête familiale.
Cette étude a été possible grâce au soutien financier des laboratoires Zeneca et de l’Association pour la Recherche sur les
Tumeurs de la Prostate.
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233
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59, 637-638.
Afin d’accroître le recrutement de familles informatives,
nous invitons tous nos collègues urologues et oncologues à
nous faire part des familles qu’ils suivent, dans lesquelles
existent au moins 2 cas de cancer de la prostate :
33. LATIL A., BARON J.C., CUSSENOT O., FOURNIER G., SOUSSI T., BOCCON-GIBOD L., LE DUC A., ROUESSE J., LIDEREAU R. Genetic alterations in localized prostate cancer: identification of a common region of deletion on chromosome arm 18q.
Genes, Chromos & Cancer, 1994, 11, 119-125.
. soit en téléphonant au numéro vert : 05 22 22 20.
. soit en écrivant à : Etude PROGENE, Département
d’Urologie, Hôpital Saint-Louis, 75475 Paris Cedex 10
En vous remerciant de votre collaboration.
Les membres de la coordination - A.F.U.
34. LATIL A., CUSSENOT O., FOURNIER G. et al. Loss of heterozygosity at 7q31 is a frequent and early event in prostate cancer. Clin.
Cancer Res., 1995. In press.
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49. TULINIUS H, EGILSSON V, OLAFSDOTTIR H et al. Risk of prostate, ovarian and endometrial cancer among relatives of women with
breast cancer. B.M.J., 1992, 305, 855-857.
Objectives : To initiate a genetic linkage study in order to loca lize one or several predisposition gene (s) for hereditary prosta tic cancer (PC), as various epidemiologic al studies have
demonstrated a possible family aggregation in about 25% of
cases. A family segregation study [14] has also shown that a
genetic predisposition, with autosomal dominant transmission
and high penetrance (88% at 85 years) could be responsible for
9% of all PC.
Methods : A national collection of families with at least 2 cases
of PC allowed : 1) identification of families with hereditary
forms of PC, 2) creation of a constitutional DNA bank after col lecting blood samples from subjects belonging to these families,
and 3) a simulation study of genetic linkage analysis prior to
microsatellite genotyping.
Results : From July 1994 to September 1995, we included 67
families (180 cases of PC). Another 45 families are currently
being included. 24 of these 67 families (89 PC, 54 survivors)
satisfied at least one of the criteria defined in the study by
CARTER et al. for hereditary forms of familial PC. Two families
were also included as the 3 patients with PC were second degree
relatives. A total of 26 families therefore presented a hereditary
form, 18 of which (73 PC, 46 survivors) were considered to be
informative for a genetic linkage study (lod score = 4 for
θ = 0.001 with an 8 allele marker). The constitutional DNA of
271 individuals of these informative families was extracted from
circulating cells obtained from blood samples, immortalized
lymphocytes, and the genotyping was initiated for 216 microsa tellite markers distributed throughout the genome, an average of
every 20 cM.
Conclusion : Although the recruitment allowed us to identify
many informative families for an inherited risk of PC, the pre dictive study suggested a high probability for localization of a
predisposition gene by genetic linkage analysis. It would there fore be possible to identify, within the families concerned, the
subjects carrying the genetic anomaly and consequently at
hight-risk of PC. Finally, the demonstration of the locus would
allow cloning and identification of the gene (s) involved.
50. WEEKS D.E., OTT J., LATHROP G.M. SLINK: a general simulation program for linkage analysis. Am. J. Hum. Genet., 1990, 47, A
204 (abstr).
Key words : Prostatic cancer, genetics, hereditary transmission,
genetic counselling.
51. WOOLF C.M. An investigation of the familial aspects of carcinoma
of the prostate. Cancer, 1960, 13, 739-744.
____________________
234
ANNEXE
Glossaire
Agrégation familiale de cancer (forme familiale de cancer) :
développement de cancers chez des apparentés dû à des facteurs
environnementaux, génétiques ou au hasard.
nombre de méïoses potentielles à étudier lors d’une étude de liaison
génétique (fonction de la taille des fratries), 2) le nombre de sujets
atteints. L’informativité est d’autant plus forte que les fratries sont
grandes et que le nombre d’individus atteints est élevé.
Locus chromosomique : emplacement d’un gène ou d’une séquence d’ADN sur un chromosome.
Allèle : versions alternatives d’un même gène différant par leur
séquence nucléotidique. Par extension désigne les variantes de
l’ADN en un même locus (polymorphisme).
Marqueur génétique (chromosomique) : tout élément donnant
une information topographique car localisé sur le génome transmis
selon les lois de Mendel et existant sous plusieurs formes ou allèles.
Altérations génétiques somatiques : concernent des cellules non
germinales.
Marqueur microsatellite : type de marqueur chromosomique
constitué par des segments d’ADN contenant des répétitions en tandem de courts motifs di, tri, ou tetra-nucléotidiques. Ils ont la particularité d’être très nombreux, dispersés sur tout le génome et d’être
le siège de variat ions à l’origine de polymorphismes multialléliques
très informatifs.
Autosome : chromosome non sexuel.
Centi-Morgan (cM) : unité de distance génétique équivalant à une
probabilité de recombinaison de 1% par méïose.
Clonage moléculaire : opération permettant l’amplification et la
purification de séquences d’ADN préalablement recombinées à un
vecteur approprié.
Conseil génétique en cancérologie : démarche médicale visant à
rechercher une prédisposition génétique chez des individus atteints
ou sains, en cas de formes familiales de cancer, dans le but d’effectuer un dépistage clinique chez les sujets à risque.
Délétion : perte d’une ou plusieurs paires de bases consécutives.
Dépistage génétique : recherche d’une prédisposition génétique à
une maladie à caractère héréditaire (Voir aussi «Conseil génétique en
cancérologie»).
Dominant : se dit d’un gène s’il est exprimé chez un individu hétérozygote.
Epigénétique : fait référence à l’activation du génome, mais non à
son architecture ou à sa séquence.
Etude de liaison génétique : étude familiale déterminant les génotypes de différents individus atteints et sains, à la recherche d’une
liaison génétique entre un marqueur chromosomique et un gène de
prédisposition. Une étude de liaison dite «au hasard» porte sur des
marqueurs chromosomiques répartis sur tout le génome.
Mésologique : en rapport avec le milieu extérieur ou environnement
dans lequel évolue un être vivant et avec lequel il interfère.
Mutation : toute modification de la séquence d’ADN.
Oncogène : gène exerçant à l’état normal un contrôle positif sur la
prolifération cellulaire (alors appelé proto-oncogène) et capable
d’induire le phénotype cancéreux chez une cellule à la suite de
modifications qualitatives ou quantitatives.
Pénétrance : pourcentage des sujets porteurs d’un gène de prédisposition et exprimant la maladie.
Perte d’hétérozygotie (ou L.O.H. pour Loss Of Heterozygosity)
: perte d’un allèle, mise en évidence par comparaison des ADN
constitutionnels et tumoraux d’un sujet au niveau d’un locus. Ce
type d’anomalie génétique acquise évoque l’existence d’un gène
suppresseur au locus étudié.
Phénotype : manifestation apparente de la constitution du génome,
sous forme d’un trait morphologique, d’un syndrome clinique ou
d’une variation qualitative ou quantitative d’une protéine (produit
final du gène considéré).
Polymorphisme génétique : présence dans une population d’au
moins 2 variantes alléliques d’un locus génétique.
Etude de ségrégation familiale : étude génétique dont le but est de
rechercher une transmission génétique à la maladie étudiée, et lorsqu’elle existe, d’en déterminer le type.
Récessif : se dit d’un gène s’il est exprimé seulement chez un sujet
homozygote.
Gène de prédisposition : gène porteur d’une anomalie constitutionnelle prédisposant à la survenue d’une maladie.
Recombinaison méïotique : réassortiment de séquences d’ADN sur
un même chromosome à la suite d’un échange de matériel avec son
homologue au cours de la méïose.
Gène suppresseur de tumeur : gène dont l’inactivation entraîne le
développement du processus cancéreux. Ils sont impliqués dans la
prédisposition génétique au cancer.
Somatique : se rapportant aux cellules non germinales.
Gène candidat : gène dont on peut penser qu’il est impliqué dans
une pathologie à gène encore inconnu, ou encore gène situé au
niveau d’un locus morbide et dont il reste à prouver que c’est bien le
gène recherché.
Génotype : constitution génétique d’un individu pour un locus chromosomique donné.
Hétérozygotie : état selon lequel 2 loci homologues sont occupés
par 2 allèles différents.
Informativité d’une famille : caractéristique en rapport avec : 1) le
235
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