Identification de reseaux de cooperation entre des inducteurs

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RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
UNIVERSITE CLAUDE BERNARD - LYON 1 FACULTE DE PHARMACIE I
NSTITUT DES SCIENCES PHARMACEUTIQUES ET BIOLOGIQUES
2016
THESE n°38
THESE
Pour le DIPLOME D’ETAT DE DOCTEUR EN PHARMACIE
présentée et soutenue publiquement le par 30 Mai 2016
Mlle Emmanuelle RUIZ
Née le 5 Octobre 1985
à Lyon
*****
Identification de réseaux de coopération entre des inducteurs de la
transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) et des altérations
oncogéniques dans la tumorigenèse mammaire
*****
JURY
Mr Alain PUISIEUX, Professeur Praticien Hospitalier
Mme Caroline MOYRET-LALLE, Maître de Conférences
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RUIZ
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6
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Madame Laurence PAGES (87ème section)
Pr : Professeur
PU-PH : Professeur des Universités, Praticien Hospitalier
MCU : Maître de Conférences des Universités
MCU-PH : Maître de Conférences des Universités, Praticien Hospitalier
HDR : Habilitation à Diriger des Recherches
AHU : Assistant Hospitalier Universitaire
PAST : Personnel Associé Temps Partiel
8
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
Je tiens à remercier les membres de jury pour leur temps, leur implication et leurs conseils pour juger
cette soutenance. Merci pour vos encouragements et vos critiques.
Particulièrement, je tiens te remercier Caroline pour tout le temps que tu m’as consacrée depuis le
début de notre collaboration, soit 2006. Merci pour les stages que tu m’as permise de réaliser dans
les cadres de mon cursus pharmaceutique ou de ma thèse de biologie. Ces expériences étaient
excessivement enrichissantes et inoubliables. Merci pour ta patience et tes encouragements au cours
de toutes ces dernières années. Enfin merci pour toutes tes corrections sur ce manuscrit et ton
rappel continuel de quoi doit être une thèse de pharmacie !
Alain, ce fut un honneur pour moi de faire partie de votre équipe. J’ai beaucoup appris en vous
observant et en écoutant vos conseils. J’espère dans mes prochaines expériences professionnelles
pouvoir les mettre à profit. Encore MERCI, MERCI et MERCI pour tout !
Léa et Pierre, je tiens à vous remercier pour le modèle que vous avez porté. J’ai beaucoup apprécié
votre passion et votre dynamisme. Merci d’avoir accepté d’être membre de mon jury.
Je tiens aussi à remercier toute l’équipe d’Alain PUISIEUX au CRCL. Sans vous, cette thèse n’aurait pas
eu de sujet et de résultats. Merci pour votre présence, vos encouragements, vos conseils… Vous étiez
plus impatients que moi pour que ce jour arrive ! Voilà, c’est fait, je vais soutenir ma thèse de
pharmacie. Que dire si ce n’est que vous êtes une équipe de tonnerre et que vous me manquez déjà.
Mais étant honnête, j’ai hâte de faire partie d’une nouvelle équipe de recherche !! Je vous aime.
Enfin, je voudrais remercier ma famille qui m’a soutenue depuis le début de cette expérience, lors
des concours, des nombreuses heures passées à la bibliothèque ou dans un laboratoire. Merci pour
votre patience et pour vos encouragements infinis. Rassurez-vous je ne suis pas devenue folle. Enfin,
je ne crois pas. Particulièrement pour mes parents, ce jour est la finalité de nombreuses années
d’études que vous m’avez permis de faire en vous sacrifiant. Merci pour toutes ces années où vous
m’avez supporté chez vous et tout fait pour que je puisse être libre de faire les études que je voulais
et que j’aimais. Ce jour est pour vous… Ca y est ! Votre fille a enfin fini ces études et je peux vous
certifier que ma profession me passionnera. C’était votre désir, il sera exaucé. A mes parents, à mes
frères, à mes belles-sœurs, je vous aime !
Clovis, Jonathan et Eva… Tata vous aime. Vous êtes une joie et un baume au cœur !
9
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
REMERCIEMENTS
2
RESUME de la these
Erreur ! Signet non défini.
SOMMAIRE
10
INDEX DES FIGURES
13
INDEX DES TABLEAUX
14
Les cancers du sein
15
1.
2.
1.
2.
3.
1.
2.
3.
4.
1.
15
15
17
18
19
21
22
22
26
30
33
34
34
35
35
36
36
37
37
38
I.
2.
a.
b.
c.
d.
3.
a.
b.
c.
II.
Développement embryonnaire
Développement à l’âge adulte
Les facteurs de risques
Diagnostic des cancers du sein
Le pronostic
La classification anatomopathologique
La classification immuno-histologique
La classification moléculaire
Interconnections entre les classifications histologique et moléculaire
Chimiothérapies standards
•
Les effets indésirables
L’hormonothérapie
Les anti-oestrogènes
Les inhibiteurs de l’aromatase
Les agonistes de la GnRH
Les progestatifs
Molécules de thérapies ciblées
La thérapie anti-HER2
La thérapie anti-VEGFR
La thérapie anti-mTOR
La transition épithélio-mésenchymateuse
A.
B.
39
Introduction
39
Régulation de la TEM : Facteurs de transcription inducteurs de la TEM
Généralités
Structure des FT-TEM
a. La famille ZEB
b. La famille SNAIL
c.
La famille HLH
d. La famille FOX
e. Le facteur de transcription GSC
3. Intéractome des FT-TEM
4. Fonctions des FT-TEM : Induction de la TEM
40
41
41
41
42
42
43
44
44
45
Rôles de la TEM
1. Implication de la TEM dans l’embryogenèse
45
45
1.
2.
C.
10
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
a.
b.
c.
2.
3.
a.
b.
c.
d.
III.
La TEM primaire
La TEM secondaire
La TEM tertiaire
Implication de la TEM dans la fibrose
TEM et Cancer
Invasion et métastase
Acquisition de propriétés de cellules souches
Echappement aux mécanismes de sauvegarde
Croissance tumorale
Cancers du sein TNBC et TEM
A.
B.
51
Expression des FT-TEM dans les tumeurs du sein
La TEM dans les TNBC
1. Importance de la TEM dans la tumorigenèse des TNBC
2. TEM et cancers mammaires de type Claudin-Low
3. TEM et cancers mammaires métaplasiques
C.
1.
2.
3.
4.
46
46
46
47
47
47
48
49
49
Signatures oncogéniques dans les TNBC
PTEN dans les cancers TNBC
p53 dans les cancers TNBC
La β-caténine dans les cancers TNBC
Le récepteur tyrosine kinase EGFR dans les cancers TNBC
51
52
52
53
55
57
59
62
65
67
IV.
Projet de thèse : Coopération des FT-TEM avec les altérations oncogéniques dans la tumorigenèse
mammaire
69
A.
Contexte du projet de recherche
69
B.
Modèle d’étude : test de coopération oncogénique
70
C.
Signatures d’FT-TEM associées aux altérations oncogéniques in vitro
71
D.
Association de GSC et la perte de PTEN dans un set de 558 TNBC
74
E.
Conclusion du projet
79
V.
Coopération entre le réseau d’FT-TEM et les altérations oncogéniques : perspectives translationnelles 80
A.
Nouveau marqueur de diagnostic ?
80
B.
Un nouveau marqueur pronostic ?
81
Une nouvelle stratégie thérapeutique ?
Une nouvelle stratégie thérapeutique pour les TNBC ?
a. Les stratégies thérapeutiques en cours d’investigation pour les TNBC
b. La TEM et les FT-TEM : intérêts thérapeutiques ?
c.
Comment cibler les FT-TEM et la TEM ?
•
Cibler le microenvironnement responsable de l’induction de la TEM
•
Cibler les cellules souches cancéreuses (CSC)
•
Cibler les ARN non codants
•
Cibler les médiateurs du contrôle transcriptionnel de la TEM
•
Le réseau d’FT-TEM comme cible thérapeutique
82
82
82
85
88
88
88
89
89
90
C.
1.
11
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
2.
L’association PTEN - GSC : cible thérapeutique ?
90
VI.
Conclusions
92
VII.
Bibliographie
94
12
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
Figure 1 : Structure des alvéoles mammaires
16
Figure 2 : Survie relative à 10 ans suite à un diagnostic du cancer du sein selon le grade tumoral (Orucevic et
al. 2015)
20
Figure 3 : Classification anatomopathologique des cancers du sein
22
Figure 4 : Classification moléculaire des cancers du sein
23
Figure 5 : Hypothèse de développement des sous-groupes cancéreux intrinsèques
26
Figure 6 : Interconnection entre les classifications moléculaires et immunohistologiques
27
Figure 7 : Classification des TNBC en 6 sous-groupes moléculaires
28
Figure 8 : Différentes étapes lors de la TEM
40
Figure 9 : Structure des FT-TEM
43
Figure 10 : Intéractome entre les FT-TEM
44
Figure 11 : Expression des marqueurs mésenchymateux et de la signature "cellule souche" dans les tumeurs
Claudin-Low
54
Figure 12 : Hétérogénéité des cancers mammaires métaplasiques
56
Figure 13 : Survie globale des carcinomes mammaires métaplasiques
57
Figure 14 : Différences d’altérations génomiques entre les sous types tumoraux mammaires
58
Figure 15 : PTEN, gène suppresseur de tumeur haplo-insuffisant
60
Figure 16 : Stratégie mise en place pour étudier la coopération entre les altérations oncogéniques et le panel
d'FT-TEM
71
Figure 17 : Signatures d'FT-TEM associées aux altérations oncogéniques dans les conditions de culture
d'hyperprolifération et de transformation
74
Figure 18 : Marquage par immunohistochimie de TMA de TNBC pour les anticorps PTEN et GSC
75
Figure 19 : Expression de PTEN selon l'expression de GSC dans le set de TNBC
76
Figure 20 : Expression du PTEN nucléaire ou cytoplasmique selon l'expression de GSC dans le set de TNBC 77
Figure 21 : Expression du GSC nucléaire ou cytoplasmique selon l'expression de PTEN dans le set de TNBC 77
Figure 22 : Expression du PTEN nucléaire ou cytoplasmique selon l'expression du GSC nucléaire ou
cytoplasmique dans le set de TNBC
78
Figure 23 : Implication de la TEM dans la progression tumorale : évidences pour son blocage thérapeutique 87
13
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
Tableau 1 : Système Tumeur Nodule Métastase
Tableau 2 : Grade tumoral selon le système TNM
Tableau 3 : Molécules thérapeutiques utilisées contre le cancer du sein
Tableau 4 : Expression des FT-TEM dans les carcinomes mammaires
Tableau 5 : Expression de PTEN dans les carcinomes mammaires
Tableau 6 : Expression de p53 dans les carcinomes mammaires
Tableau 7 : Expression de la β-caténine dans les carcinomes mammaires
Tableau 8 : Expression d'EGFR dans les carcinomes mammaires
Tableau 9 : Nombre de clones retrouvés dans chaque lignée cellulaire et condition de culture, nombre de
combinaison et ratio d'FT-TEM retrouvés dans chaque clone
Tableau 10 : Résumé du nombre d'échantillons marqués pour PTEN par rapport à GSC
Tableau 11 : Propositions thérapeutiques pour les TNBC selon leur sous-type moléculaire
19
20
30
51
61
64
65
68
71
75
84
14
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
I.
Les cancers du sein
A. La glande mammaire
1. Développement embryonnaire
Autour du 35ème jour de gestation, des cellules épithéliales thoraciques prolifèrent formant deux
crêtes mammaires. Au cours du premier trimestre, la majorité de ces crêtes mammaires s’atrophie à
l’exception d’une paire de masses épithéliales située sur de la région pectorale, au niveau du
quatrième espace intercostale, formant les bourgeons primaires mammaires. Les bourgeons
primaires vont croître dans le mésenchyme sous-jacent, sous la régulation de facteurs induit par ce
dernier. A la fin du premier trimestre, deux types cellulaires mammaires sont identifiés, épithéliales
et mésenchymateux. Le type mésenchymateux est différencié en adipocyte, cellule musculaire lisse,
cellule endothéliale capillaire et fibroblaste.
Au cours du deuxième trimestre de gestation, les bourgeons primaires continuent à croître en
bourgeons secondaires. Les couches épithéliales fusionnent pour former les canaux lactifères
s’arrangeant en deux couches. La couche adjacente à la lumière acquière des fonctions sécrétoires
tandis que la couche basale se différencie en cellules myoépithéliales. La ramification des bourgeons
secondaires et des canaux lactifères continuent à se développer au cours du dernier trimestre (Javed
et Lteif 2013). Il est intéressent de noter que le développement embryonnaire mammaire est
indépendant des hormones ostrogéniques (Javed et Lteif 2013).
2. Développement à l’âge adulte
A la puberté, sous l’influence des œstrogènes, les glandes mammaires féminines vont croître. Les
canaux lactifères vont se multiplier et se développer en acini. La couche cellulaire adjacente à la
lumière canalaire se développe en deux structures, les cellules luminales canalaires qui bordent les
canaux lactifères et les cellules luminales alvéolaires qui vont secréter le lait pendant la lactation,
formant les bourgeons terminaux. Les cellules myoépithéliales situées au bout de ces bourgeons
terminaux seraient enrichies en cellules souches mammaires (Figure 1). A chaque cycle de
15
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
menstruations, il y a croissance et involution des acini mais le degré d’expansion de la glande
mammaire est significatif lors de la grossesse et de la lactation (Javed et Lteif 2013).
Figure 1 : Structure des alvéoles mammaires
Une bicouche cellulaire borde le canal lactifère et la lumière alvéolaire : les cellules luminales adjacente à la lumière et les
cellules myoépithéliales. La population myoépithéliale située sur le front de l’alvéole est enrichie en cellules souches
mammaires.
B. Epidémiologie des cancers du sein
D’après l’INCA (Institut National du Cancer), il y a eu 48 763 nouveaux cas de cancer du sein
répertoriés en 2012, (31,5% des cancers totaux), ce qui fait du cancer du sein la première pathologie
néoplasique en France. Le taux d’incidence était de 88 pour 100 000 femmes. L’âge moyen au
diagnostic était de 63 ans. Le nombre de décès estimé en 2012 était de 11 886 (15,7 pour 100 000
femmes). L’âge moyen de décès était de 72 ans. La survie nette des patientes diagnostiquées entre
1989 et 2004 et de 97% à 1 an, 86% à 5 ans et 76% à 10 ans.
16
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
1. Les facteurs de risques
Les facteurs de risques conduisant au développement du cancer du sein sont (Anders et al. 2010; Jr
et al. 2009):
-
Le gendre : les femmes ont 100 fois plus de risque de développer un cancer mammaire du au
taux des hormones ostrogéniques.
-
L’âge : le risque de développer un cancer augmente avec l’âge cependant la survie est plus
faible chez les jeunes femmes.
-
Les facteurs génétiques : 5-10% des cancers mammaires sont héréditaires. Les gènes mutés
les plus fréquemment retrouvés sont BRCA1 et BRCA2. La probabilité moyenne de
développer un cancer mammaire suite à une mutation de BRCA1 et BRCA2 est de 55-65% et
45% respectivement. BRCA1 et BRCA2 sont responsable de 20% des cancers héréditaires
mammaires (Shiovitz et Korde 2015). D’autres gènes peuvent être impliqués comme ATM,
TP53, PTEN, CHEK2, CDH1, STK11 et PALB2.
-
L’histoire familiale de cancer mammaire : avoir un proche directe (mère, sœur, fille) ayant
eu un cancer du sein double le risque de développer un cancer mammaire.
-
L’histoire personnelle de cancer mammaire : en dehors de toute récidive, une femme ayant
été atteinte d’un cancer mammaire a un risque un nouveau cancer sur le même sein ou sur
l’autre sein. Ce risque accroît plus la femme est jeune.
-
L’ethnie : les femmes blanches ont tendance à plus développer un cancer mammaire que les
femmes afro-américaines cependant les femmes âgées de moins de 45 ans, atteintes d’un
cancer mammaire sont plus fréquemment des afro-américaines.
-
La densité du tissu mammaire (rapport entre la glande mammaire et le tissu environnant
adipeux et fibroblastique) : des femmes possédant une forte densité mammaire observée à
la mammographie ont un risque de 1,2 à 2 fois plus de développer un cancer mammaire.
-
Les lésions mammaires : des lésions prolifératives sans atypie augmentent le risque de 1,5 à
2 fois de développer un cancer mammaire (l’hyperplasie canalaire usuelle, le fibroadénome,
l’adénome sclérosant, des papillomatosis et une cicatrice radiale). Des lésions prolifératives
avec atypie comme l’hyperplasie canalaire atypique ou l’hyperplasie lobulaire atypique,
augmentent de 3,5 à 5 fois le risque de développer un cancer mammaire.
17
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
-
Les menstruations : les femmes ayant eu leurs premières menstruations tôt (avant 12 ans) et
leur ménopause tard (après 55 ans) ont un risque légèrement plus élevé de développer un
cancer mammaire.
-
Radiation sur le torse : les femmes ayant subi des radiations au niveau du torse pour traiter
un cancer précédent ont un risque plus accru de développer un cancer mammaire, d’autant
plus lors de l’adolescence où le sein se développe. Ce risque semble disparaître après 40 ans.
-
Grossesse : la nulliparité ou la première grossesse après 30 ans augmente légèrement le
risque de cancer mammaire.
-
Les contraceptions hormonales augmentent légèrement le risque d’un cancer mammaire
cependant ce risque est nul 10 ans après l’arrêt de la contraception.
-
La thérapie de substitution hormonale après ménopause : l’utilisation d’une combinaison
hormonale (œstrogènes et progestatifs) augmente le risque d’un cancer mammaire alors que
l’utilisation seule de l’œstrogène n’induit pas de risque cancéreux.
-
La lactation réduit légèrement le risque d’un cancer mammaire, particulièrement si elle dure
durant 1,5 à 2 ans.
-
La consommation d’alcool augmente significativement le risque de développer un cancer
mammaire. Les femmes consommant un 2 à 5 verres par jour accroissent de 1,5 fois le risque
cancéreux.
-
L’obésité et le surpoids augmentent légèrement le risque de développer un cancer
mammaire.
-
L’activité physique réduite le risque de cancer mammaire. 1,25 à 2,5 heures de marche
rapide réduiraient de 18% ce risque.
2. Diagnostic des cancers du sein
La Haute Autorité de la Santé a réglementé le diagnostic du cancer mammaire. Ce diagnostic peut
être réalisé suite à un dépistage individuel ou collectif ou lors de l’apparition de symptômes comme
la palpation d’une tumeur mammaire, la présence d’un écoulement mamelonnaire, d’une rétraction
cutanée ou la découverte d’une adénopathie axillaire.
Le diagnostic se déroule en deux étapes : la découverte par l’imagerie et la confirmation par
l’examen anatomopathologique. La mammographie bilatérale est l’examen de référence et peut être
18
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(CC BY-NC-ND 2.0)
associée à une échographie mammaire bilatérale comprenant l’examen des aires axillaires. Une
analyse histologique sur une biopsie est ensuite entreprise pour valider l’imagerie.
3. Le pronostic
Pour établir le pronostic, différents paramètres sont pris en compte : le taille tumoral, la présence de
nodules axillaires et de métastases (Cardoso, Guidelines, et Group 2013)(Tableau 1).
Tableau 1 : Système Tumeur Nodule Métastase
Caractérisation des tumeurs selon leur taille et l’invasion nodulaire et métastatique
Tumeurs
T0/T1b
T0: pas de tumeur
primaire
T1b: tumeur
localisée que dans
les canaux ou
lobules
Taille
tumorale
Nodes
T1
0-2 cm
N0
Pas de nodule
métastatique
lymphatique
Métastases
2-5 cm
N1
T3
T4
Tumeur avec
extension dans la
cage thoracique, la
peau ou ulcération
comme les cancers
inflammatoires
>5 cm
N1mi
Cellules cancéreuses
présentes dans 1-3
tumeur nodulaire >
nodules
2 mm
lymphatiques
axillaires
M0
Pas d'évidence de
métastases
T2
N2
N3
Cellules cancéreuses
présente dans 4 - 9
nodules
lymphatiques
axillaires
Cellules cancéreuses
dans les nodules
infra ou
supraclaviculaire ou
dans plus de 10
nodules axillaires
M1
Métastases
retrouvées dans
parties du corps
Selon cette caractérisation, il est possible de classer les cancers mammaires en différents grades
prédisant le pronostic de survie (Tableau 2). Plus le grade est élevé et plus le pronostic est faible
(Figure 2) (Orucevic et al. 2015) .
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(CC BY-NC-ND 2.0)
Tableau 2 : Grade tumoral selon le système TNM
Grade
tumoral
0
IA
IB
Système TNM
Taille
Tumorale
T1b
T1b
T0
T1b
Nodule
Métastase
N0
N0
N1m
N1m
M0
M0
M0
M0
IIA
T0
T1b
T2
N1
N1
N0
M0
M0
M0
IIB
T2
T3
N1
N0
M0
M0
IIIA
T0
T1b
T2
T3
N2
N2
N2
N1 - 2
M0
M0
M0
M0
IIIB
T4
N0 - 2
M0
IIIC
IV
T0 - 4
T0 - 4
N3
N0 - 3
M0
M1
Figure 2 : Survie relative à 10 ans suite à un diagnostic du cancer du sein selon le grade tumoral (Orucevic et al. 2015)
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(CC BY-NC-ND 2.0)
C. Classifications des cancers du sein
Le cancer du sein est une pathologie très hétérogène, reflétant une multitude de cancers
mammaires, avec une pathologie et un pronostic variable. Plusieurs classifications ont été mise en
place à partir de données anatomopathologiques, immuno-histochimiques et moléculaires pour
mieux comprendre et évaluer le pronostic et les stratégies thérapeutiques envisageables pour cette
néoplasie.
1. La classification anatomopathologique
La classification anatomopathologique repose sur l’anatomie de la tumeur, sa capacité invasive
(invasive ou in situ), son origine histologique (lobulaire, tubulaire, canalaire) etc…
Le centre
international de la recherche sur le cancer a développé une classification consensus, dont la dernière
édition a été publiée en 2012 (Figure 3). 55% des cancers mammaires sont des carcinomes canalaires
invasifs, 13% sont des carcinomes canalaires in situ et 5% sont des carcinomes lobulaires invasifs
(Sinn et Kreipe 2013).
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(CC BY-NC-ND 2.0)
Figure 3 : Classification anatomopathologique des cancers du sein
Les cancers du sein sont des carcinomes très hétérogènes. En résumé, ils peuvent être divisés en deux catégories : les carcinomes in situ
(canalaires ou lobulaires selon le site initial) et les carcinomes invasifs. Les carcinomes invasifs sont plus hétérogènes. Les principaux sont
les carcinomes tubulaires, mixte canalaires/lobulaires, lobulaires invasifs, canalaires infiltrant, mucineux et médullaires (Malhotra et al.
2014).
L’anatomopathologie permet aussi de regrouper les tumeurs selon la classification TNM, pour
Tumeur-Nodule-Métastase. Cette classification se base sur la classification anatomopathologique
précédente, la taille de la tumeur, l’invasion lymphatique et la présence de métastases.
2. La classification immuno-histologique
La classification immuno-histologique repose sur l’identification de trois récepteurs, les récepteurs
aux estrogènes (ER), à la progestérone (PR) et à l’EGF (HER2). Ainsi, selon la positivité de l’analyse,
trois groupes sont établis, les tumeurs ER(+)/PR(+), les tumeurs HER2(+) et les tumeurs triples
négatives (TNBC – absence des récepteur ER et PR et de l’amplification de HER2). Cette classification
est fréquemment utilisée car elle est un bon marqueur de pronostic et sélectionne le choix de
traitement (Onitilo et al. 2009).
3. La classification moléculaire
En 2000, une analyse d’expression génique a permis de diviser les tumeurs mammaires en cinq sousgroupes intrinsèques moléculaires nommés Luminal A, Luminal B, HER2+, Basal-like et Normal-like
(Perou et al. 2000) (Figure 4). Les sous-groupes des Luminal A et B sont enrichis en gènes impliqués
dans la voie ER, GATA3, XBP1, TFF3, HNFα et LIV1. Ces deux groupes se différencient par
l’importance de l’enrichissement. Le sous-groupe HER2(+) est enrichi en gènes retrouvés dans
l’amplicon ERBB2/HER2 sur le locus 17q22.24, comme ERBB2 et GRB7. Le sous-groupe Basal-like est
caractérisé par une expression haute des cytokératines 5 et 17, de la laminine et de FABP7. Enfin, le
sous-groupe Normal-like est défini en gènes retrouvés exprimés dans les adipocytes et autres cellules
non épithéliales (Sørlie et al. 2001). Il se pourrait que ce groupe soit en fait un artéfact dû à la
contamination environnante (Prat et Perou 2011). En 2007, un nouveau sous-groupe a été défini, les
22
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(CC BY-NC-ND 2.0)
Claudin-low (Herschkowitz et al. 2007). Ce sous-groupe est caractérisé par une faible expression des
gènes des jonctions serrées et des adhésions cellulaires comme les Claudines 3, 4 et 7, associée à une
forte expression du cluster enrichi en gènes du système immunitaire et de la TEM (Prat et al. 2010;
Prat et Perou 2011).
Figure 4 : Classification moléculaire des cancers du sein
Heatmap représentant l’expression de 476 gènes classés pour séparer les 5 sous-groupes tumoraux mammaires : les Basal-like, les HER2like, les Normal-like, les Luminal B et les Luminal A (Perou et al. 2000).
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(CC BY-NC-ND 2.0)
La classification moléculaire a permis de mieux appréhender l’origine et l’évolution des cancers du
sein. En effet, les sous-groupes intrinsèques du cancer du sein ressemblent aux différents types
cellulaires normaux mammaires. En 2009, l’équipe de Lim a purifié 3 sous-populations cellulaires
distinctes par leur profil CD49f/EPCAM (marqueurs de surface) et transcriptomique : les cellules
souches mammaires (MaSC)/cellules bipotentes (CD49fhi/ EpCAM-), les cellules progénitrices
luminales (CD49f+/EpCAM+) et les cellules matures ER+/Luminales (CD49f-/EpCAM+), reflétant la
différentiation mammaire normale ou en d’autre terme la hiérarchie mammaire (Lim et al. 2009).
Ainsi, les tumeurs Claudin-low sont proches des MaSC, suivies des tumeurs basal-like et des tumeurs
enrichies en HER2. Pour finir, le sous-groupe des Luminal sont les plus proches des cellules matures
luminales (Prat et Perou 2011).
En décryptant le portrait moléculaire des carcinomes mammaires, Alex Prat a élaboré 3 hypothèses
expliquant la diversité et l’évolution tumorale. La première est que chaque sous-groupe intrinsèque
reflète un état cellulaire unique dans la hiérarchie mammaire. La cellule d’origine transformée
dériverait en une masse de cellules caractérisée le même stade de différenciation et issue de
divisions symétriques (Figure 5A). La deuxième hypothèse se base sur les cellules souches et plus
particulièrement sur les TIC (Cellules initiatrices de tumeurs). Ce serait des MaSC transformées qui,
par des divisions symétriques et asymétriques, pourraient évoluer en des tumeurs appartenant aux
différents sous-groupes intrinsèques (Figure 5B). Enfin, la troisième hypothèse s’appuie sur
l’acquisition des capacités de dédifférenciation de cellules matures. Ainsi, la cellule d’origine
réacquerrait des propriétés propres aux MaSC et évoluerait en une masse tumorale hétérogène
(Figure 5C) (Prat et Perou 2011).
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25
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Figure 5 : Hypothèse de développement des sous-groupes cancéreux intrinsèques
(A) Hypothèse 1 : pathogenèse tumorale basée sur le principe de l’évolution clonale où une cellule d’un type cellulaire normale subit une
transformation et conduit au développement d’un type tumoral. (B) Hypothèse 2 : pathogenèse tumorale basée sur le principe des cellules
souches cancéreuses où une cellule sous souche normale subit une transformation et conduit à une néoplasie appartenant aux différents
types tumoraux. (C) Hypothèse 3 : pathogenèse tumorale basée sur le principe de la plasticité cellulaire où une cellule d’un type cellulaire
normale subit une transformation et est capable de réacquérir des propriétés de cellules souches pour conduire au développement d’un
type tumoral enrichi en une population indifférenciée (Lim et al. 2009).
4. Interconnections entre les classifications histologique et moléculaire
Les classifications histologiques et moléculaires se chevauchent en partie. Les Luminal A et B
correspondent à 87% et à 72% à des tumeurs ER(+)/PR(+ ou -)/HER2(-) respectivement. Le groupe
intrinsèque HER2(+) regroupe 51% des tumeurs ER(-)/PR(+ ou -)/HER2(+), l’autre moitié correspond à
des tumeurs ER(+) ou des TNBC. Enfin, les Basal-like et les Claudin-low sont représentés à 83% et 71%
par des TNBC (Prat et Perou 2011) (Figure 6).
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Figure 6 : Interconnection entre les classifications moléculaires et immunohistologiques
Les tumeurs Claudin-Low sont à 71% des TNBC (ER-/HER2-), à 15% des HER2+ et à 13% des ER+/HER2-. Les tumeurs Basal-like sont à 83%
des TNBC (ER-/HER2-), à 10% des HER2+ et à 7% des ER+/HER2-. Les tumeurs Her2-enriched sont à 18% des TNBC (ER-/HER2-), à 66% des
HER2+ et à 16% des ER+/HER2-. Les tumeurs Luminal B sont à 7% des TNBC (ER-/HER2-), à 21% des HER2+ et à 72% des ER+/HER2-. Les
tumeurs Luminal A sont à 5% des TNBC (ER-/HER2-), à 9% des HER2+ et à 87% des ER+/HER2- (Prat et Perou 2011).
D. Les cancers du sein de type triple négatifs (TNBC)
Les TNBC constituent 10 à 15% des cancers du sein. L’âge moyen de diagnostic est plus jeune pour les
patientes TNBC que pour les autres groupes (53 vs 57 ans, P<0,0001). Au diagnostic, les TNBC sont
généralement de grade III (66% vs 28%, P<0,0001) avec une taille tumorale plus grande (3 vs 2,1 cm,
P<0,0001) et un envahissement ganglionnaire (Dent et al. 2007). Ce sont des tumeurs très agressives.
Les TNBC sont sensibles aux chimiothérapies conventionnelles mais présentent très rapidement des
résistances et des récidives.
Les TNBC représentent un groupe tumoral très hétérogène. Basée sur une analyse hiérarchique,
l’équipe de Lehmann a pu définir 6 sous-groupes moléculaires, Basal-like1 (BL1), Basal-like2 (BL2),
Immunomodulatory (IM), Mesenchymal-like (ML), Mesenchymal-Stem-Like (MSL) et LuminalAndrogen-receptor (LAR) (Lehmann et al. 2011) (Figure 7).
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Figure 7 : Classification des TNBC en 6 sous-groupes moléculaires
Heatmap représentant l’expression des signatures GE suite à une analyse GSEA sur des TNBC (vert : sous-exprimé ; rouge : sur-exprimé).
UNS : non classifiable car instable, BL-1 : Basal-like 1, BL-2 : Basal-like 2, IM : Immunomodulatory, M : Mesenchymal, MSL : MesenchymalStem like, LAR : Luminal Androgen Receptor (Lehmann et al. 2011).
Les sous-groupes Basal-like 1 et 2 sont enrichis en gènes impliqués dans les voies de la division et du
cycle cellulaire. Les BL1 expriment aussi fortement des gènes impliqués dans les mécanismes de la
réparation de l’ADN et les tumeurs BL1 positives ont le marqueur de prolifération KI67 très élevé. Les
BL2 présentent une signature riche en voies de signalisation des facteurs de croissance, de la
glycolyse et de la glyconéogenèse. Le sous-groupe IM est enrichi en gènes des voies du système
immunitaire. Ce cluster tumoral se chevauche avec le groupe anatomopathologique des cancers
médullaires, formes distinctes des TNBC avec un pronostic favorable. Le sous-groupe ML est très
enrichi en voies de signalisation impliquées dans la motilité cellulaire, les interactions avec la matrice
extracellulaire et la dédifférenciation. Le sous-groupe MSL présente des voies de signalisation
similaires associées à d’autres clusters tels que la voie du TGF-β, de la TEM et de l’angiogenèse. De
plus, une diminution des gènes de la prolifération est associée à la présence de gènes impliqués dans
les voies de cellules souches. Enfin, ces deux sous-groupes partagent des fortes similitudes avec des
types de cancer mammaire très indifférenciés, les cancers mammaires métaplasiques (classification
anatomopathologique),
qui
sont
caractérisés
par
des
figures
squameuses
et
mésenchymateuses/épithéliales et les tumeurs de type Claudin-low. Le dernier sous-groupe LAR est
le sous-groupe le plus différencié des TNBC. Il est ER négatif mais très enrichi en voies de
métabolisation hormonale telles que la synthèse des stéroïdes et le métabolisme des androgènes et
des œstrogènes. La voie de signalisation des récepteurs aux androgènes est fortement exprimée.
Enfin, ce sous-groupe semble se chevaucher avec un type de cancer mammaire particulier, les
tumeurs apocrines (classification anatomopathologique).
Cette analyse hiérarchique a permis de mieux comprendre l’hétérogénéité des TNBC et de proposer
de nouvelles possibilités thérapeutiques pour chaque sous-groupe, basées sur les voies de
signalisation activées qui pourraient être ciblées. De plus, une analyse de survie montre que chaque
sous-groupe a un pronostic différent. Les sous-groupes les plus favorables sont le MSL et l’IM tandis
que les plus défavorables sont le ML et le LAR.
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(CC BY-NC-ND 2.0)
E. La prise en charge thérapeutique des cancers du sein
La Haute Autorité de la Santé a donné des recommandations officielles pour le traitement des
patientes atteintes d’un cancer du sein, reposant sur des protocoles thérapeutiques adaptés à
chaque situation pathologique.
La prise en charge thérapeutique débute par la chirurgie. La chirurgie permet d’enlever la masse
tumorale. Selon la taille de la masse et de son invasion dans le tissu sain, la chirurgie peut se
restreindre à la tumeur, c’est la tumorectomie, ou consister à retirer le sein complet (mamelon
compris), c’est la mastectomie. Un curage ganglionnaire peut être nécessaire s’il y a des facteurs de
récidive. Une cure de radiothérapie est ensuite mise en place.
La chimiothérapie n’est pas systématique et dépend du stade cancéreux.
Elle n’est pas
recommandée pour un cancer in situ. Pour un cancer infiltrant, la chimiothérapie peut être proposée
avant ou après la chirurgie. Après chirurgie, la chimiothérapie, appelée adjuvante, permet de réduire
les récidives pour les cancers identifiés comme à risque potentiel. Avant chirurgie, la chimiothérapie,
nommée néoadjuvante, permet de diminuer la taille de la tumeur pour permettre une chirurgie
conservatrice. Le traitement des cancers mammaires métastatiques repose essentiellement sur la
chimiothérapie pour stabiliser l’évolution de la pathologie (HAS 2010).
Ces agents thérapeutiques sont associés entre eux pour former des protocoles ou des schémas
thérapeutiques, caractérisés par des doses et un calendrier précis définis pour chaque patient. Les
molécules utilisées pour traiter les cancers infiltrant la cyclophosphamide, le docétaxel, la
doxorubicine, l’épirubicine, le fluo-uracil (5-FU), le méthotrexate et le paclitaxel. Le traitement du
cancer du sein métastique et récidivant diffère légèrement ; la durée du traitement est plus longue et
les médicaments peuvent être utilisés seuls. Les agents sont les anthracyclines, la capécitabine, le
cyclophosphamide, le docétaxel, l’éribuline, la gemcitabine, le paclitaxel et vinorelbine (HAS 2010).
Les données suivantes sont issues des recommandations de la HAS et du VIDAL.
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1. Chimiothérapies standards
Les molécules thérapeutiques ayant reçues une autorisation de mise sur le marché (AMM) sont
retranscrites dans le Tableau 3.
Tableau 3 : Molécules thérapeutiques utilisées contre le cancer du sein
Les molécules thérapeutiques sont délivrées par voie IV sauf indication. VO : voie orale ; IV : voie intraveineuse.
Classe
thérapeutique
Action
Molécule
thérapeutique
Doxorubicine
(ADRIBLASTINE)
Posologie
40-60 mg/m²/ cycle
sans dépasser
550mg/m²
40-100mg/m²/cycle
Epirubicine
sans dépasser
(FARMORUBICINE)
900mg/m²
Anthracyclines
épipodophyllotoxine
Inhibiteurs des topoisomérases
Inhibiteur de topoisomérases
Doxorubicine
liposomales
(CAYELIX)
Indication dans le
cadre du cancer du
sein
Carcinomes
mammaires
50mg/m²/mois
métastatique en
monothérapie
MYOCET)
60-75mg/m² toute
les 3 semaines
métastatique en
association avec le
cyclophosphamide
Mitoxantrone
(analogue des
anthracyclines)
12 - 14 mg/m², tous
les 21 à 28 jours
métastatique en
monothérapie ou en
association.
Etoposide
(CELLTOP)
- IV : 50 150 mg/m² par jour
pendant 1 à 3 jours
- VO : 80 - 300
mg/m² par jour en
cure de 3 à 5 jours
tous les 21 à 28 jours
association dans les
protocoles de
polychimiothérapie,
dans les cancers
métastatiques
antérieurement
traités.
30
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
75 mg/m² et 220
mg/m² administrées
Paclitaxel (TAXEL)
en perfusion IV sur
3 heures
Taxanes
Alcaloïdes de l'If
appartenant à la
famille des poisons
du fuseau
docétaxel
(TAXOTERE)
5-fluoro-uracile
ou 5-FU
Antipyrimidiques
interrompent la
synthèse des acides
nucléiques
50 - 100 mg/m² en
perfusion IV sur
1 heure.
- en situation
adjuvante en cas
d'envahissement
ganglionnaire et
après un traitement
initial par une
association
anthracyclinecyclophosphamide
- localement avancé
ou métastatique
situation adjuvante
après chirurgie en
cas d'envahissement
ganglionnaire, en
association à la
doxorubicine et au
cyclophosphamide
tumeur localement
avancée ou
métastatique en
monothérapie ou
associée à la
doxorubicine
400 - 600 mg/m² par
jour 3 à 6 jours par
mois en
monothérapie, et de
300 - 600 mg/m² par après traitement
jour, 2 à 5 jours par locorégional ou lors
cycle de 3 ou
des rechutes
4 semaines en
association avec
d'autres
cytotoxiques
(voie orale)
1 250 mg/m² matin
capécitabine
et soir, pendant
(prodrogue du 5-FU) 14 jours consécutifs,
suivis d'une semaine
(XELODA)
de repos (cycles de
3 semaines)
localement
avancées ou
métastatiques, soit
en monothérapie ou
associé au Docétaxel
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(CC BY-NC-ND 2.0)
gemcitabine
(GEMZAR)
Antifolique
Agents alkylants
Alcaloïdes de la
pervenche ou vincaalcaloïdes
Interrompent la
synthèse des acides
nucléiques
Forment des liaisons
covalentes avec les
nucléotides de la
chaîne ADN et
inhibent ainsi la
réplication
poisons du fuseau
métastatique, en
association avec le
paclitaxel, chez les
1 250 mg/m² aux J1 patients en rechute
et J8 de chaque cycle après une
chimiothérapie
de 21 jours
néoadjuvante ou
postopératoire
adjuvante
Méthotrexate
(LEDERTREXATE)
30 - 50 mg/m² par
en traitement
cure, les intervalles
adjuvant ou après
entre les cures
variant de 1 semaine rechute
à 1 mois
cyclophosphamide
(ENDOXAN)
500 4 000 mg/m² toutes
les 3 à 4 semaines.
ifosfamide
(HOLOXAN)
thiotépa
1,5 - 3 g/m² par jour
et par cycle
8 - 12 mg/m² par
jour
mitomycine C
(AMETYCINE)
10 - 15 mg/m²
vinorelbine
(NAVELBINE)
- IV : 25 - 30 mg/m²/
semaine
- VO : 6080 mg/m² en 1 prise
hebdomadaire
vinblastine (VELBE)
4 - 18,5 mg/m² par
semaine
vindésine
(ELDISINE)
3 mg/m² tous les 7 à
15 jours
vincristine
(ONCOVIN)
1,4 mg/m² par
semaine
traitement adjuvant
et en situation
métastatique
métastatique
métastatique
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(CC BY-NC-ND 2.0)
•
Les effets indésirables
Les agents cytotoxiques ont de nombreux effets secondaires qui vont différer selon la classe
thérapeutique, la dose et les patients. Les effets indésirables les plus fréquents sont :
-
L’alopécie est souvent progressive et temporaire. Elle démarre 2 à 3 semaines après la
première perfusion. Les cheveux repoussent 3 semaines après la fin de chimiothérapie.
L’alopécie peut aussi toucher les poils pubiens, les cils et les sourcils.
-
Les nausées et vomissements démarrent généralement le soir de la perfusion et peuvent
durer jusqu’à 72 heures après. Des antiémétiques sont prescrits en parallèle pour soulager la
patiente.
-
Les diarrhées peuvent aussi apparaître. Des anti-diarrhéiques sont proposés.
-
L’insuffisance myélocytaire est un des symptômes les plus fréquents. La leucopénie se
caractérise généralement par une neutropénie et une lymphopénie et peut être associée à
une anémie et une thrombopénie. Cette insuffisance peut se développer en aplasie.
L’hémogramme est régulièrement surveillé et l’oncologue peut proposer des facteurs de
croissance pour stimuler l’hématopoïèse.
-
Des liaisons de la bouche comme des mucites ou des stomatites peuvent apparaître
particulièrement avec le 5-FU.
-
Des troubles cutanés peuvent survenir suite à la prise de certains médicaments comme le 5FU ou la Capécitabine, caractérisés par des rougeurs, des plaques, des dessèchements et des
tiraillements. En autre, le syndrome pied-main est retrouvé fréquemment, associé à des
rougeurs, des gonflements et des cloques au niveau de la paume des mains et la plante des
pieds.
-
Des troubles neuropathiques périphériques de type paresthésie se manifestent par des
picotements ou des fourmillements pouvant être douloureux. En effet certains médicaments
comme le Paclitaxel ou la Vinorelbine sont susceptible d’être neurotoxique.
-
La fragilisation et coloration des phanères
-
Les douleurs musculaires et articulaires apparaissent en particulier après un traitement aux
taxanes.
-
Les troubles du cycle menstruel se manifestent avec une irrégularité ou une absence des
menstruations chez les femmes non ménopausées. Dans certains cas, une ménopause
précoce peut être induise. Comme la plupart des agents chimiothérapeutiques ont un effet
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(CC BY-NC-ND 2.0)
tératogène, les patientes non ménopausées doit être sous une contraception non
hormonale.
-
Des troubles cardiaques surviennent en particulier avec les anthracyclines telles que la
Doxorubicine et l’Epirubicine. Ces effets sont dépendant de la dose maximale administrée.
-
L’asthénie
-
Les allergies médicamenteuses
2. L’hormonothérapie
Plus de 70% des tumeurs mammaires sont hormono-sensibles. Elles sont positives aux récepteurs
hormonaux de l’œstrogène et de la progestérone (Koboldt et al. 2012). Leur pathogenèse est
directement liée à l’action des hormones ostrogéniques. Ainsi, bloquer leur action est une stratégie
thérapeutique efficace pour traiter ces cancers mammaires. Pour les cancers mammaires
hormonosensibles localisés ou non métastatiques, une hormonothérapie est proposée pour une
période au moins de 5 ans, dans le but de réduire une récidive locale, une propagation sur l’autre
sein ou l’évolution métastatique. Dans le cas des cancers mammaires hormonosensibles
métastatiques, l’hormonothérapie est prescrite en association avec d’autres agents médicamenteux.
L’hormonothérapie est caractérisée par trois classes de médicaments, les anti-oestrogènes, les antiaromatase et les agonistes de la Gn-RH.
a. Les anti-oestrogènes
Les anti-oestrogènes agissent par agissent par inhibition compétitive avec l’œstradiol sur ses
récepteurs. Trois molécules ont reçu une AMM pour le cancer du sein, le Tamoxifène (NOLVADEX),
le Torémifène (FARESTON) et le Fulvestrant (FASLODEX). Les deux premiers possèdent aussi une
agoniste oestrogénique sur les tissus de l’endomètre, de l’os et des lipides sanguins. Le traitement
est par pris orale. Le Tamoxifène, à raison de 20 à 40 mg par jour, est indiqué dans les formes
évoluées des cancers hormonosensibles locales ou métastatiques. Le Torémifène, à raison de 60 mg
par jour, est indiqué en première ligne dans le cancer du sein métastatique de la femme
ménopausée. Enfin, Fulvestrant, à raison de 500 mg une fois par mois, est indiqué dans le cancer
34
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mammaire hormonosensible, locale ou métastasé, en cas de récidive. Les effets indésirables des antiestrogènes sont essentiellement thrombo-embéliques (AVC, embolie pulmonaire…), cancérigène au
niveau de l’endomètre et oculaire (cataracte). Des bouffées de chaleurs sont aussi fréquentes.
b. Les inhibiteurs de l’aromatase
L’aromatase est l’enzyme responsable de la dernière étape de la biosynthèse des œstrogènes.
Inhiber son action empêche la formation des oestrogènes. Trois molécules disposent d’une AMM
pour le cancer du sein hormonosensible chez la femme ménopausée, l’Anastrozole (ARIMIDEX),
l’Exémestane (AROMASINE) et le Létrozole (FEMARA). L’Exémestane, à raison de 25 mg par jour,
est indiqué dans le traitement du cancer du sein invasif après une thérapie de deux à trois ans de
Tamoxifèneou après un échec des antiestrogènes. Il est plus efficace associé à l’Evérolimus.
L’Anastrozole, dont la posologie est de 1 mg par jour, est utilisé pour les cancers hormonosensible en
situation adjuvante ou avancée. Enfin, le Létrozole, à raison de 2,5 mg par jour, est utilisé dans
traitement à un stade précoce en prolongation d’un traitement standard au Tamoxifène. Il est aussi
indiqué dans des stades plus avancés. Les effets indésirables sont liés aux effets antiestrogéniques :
bouffées de chaleur, sécheresse vaginale, dyspareunies, ostéoporose. Les arthralgies sont
fréquentes.
c. Les agonistes de la GnRH
La GnRH (Gonatropin Release Hormone) est une hormone sécrétée par l’hypothalamus. Son rôle est
activer l’expression des hormones hypophysaires LH (Luteinizing hormone) et FSH (Folliclestimulating hormone) pour réguler l’ovulation et les cycles menstruels. Utiliser des agonistes de la
GnRH permet de supprimer les fonctions ovariennes chez les femmes non ménopausées atteintes
d’un cancer mammaire. La Goséréline (ZOLADEX) et la Leuproréline (ENANTONE) ont une AMM
pour les cancers mammaires métastatiques hormonodépendant chez la femme non ménopausée.
Les effets indésirables les plus fréquents sont les bouffées de chaleur, la sécheresse vaginale, la
baisse de la libido et le risque d'ostéoporose.
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d. Les progestatifs
Deux progestatifs disposent d’une AMM dans le traitement du cancer du sein, le
Médroxyprogestérone (DEPO-PRODASONE) et le Mégetrol (MEGACE). Le Médroxyprogestérone
est indiqué dans le cancer du sein métastatique hormonodépendant de la femme ménopausée, à
raison de 500 mg à 1000mg par semaine. Le Mégétrol est prescrit comme traitement palliatif des
carcinomes mammaires. Les effets indésirables principaux sont les accidents thromboemboliques
veineux, la prise de poids, l'hyperglycémie et l'hypertension artérielle. Cependant, la HAS a estimé
leur service médical rendu est faible et ne préconise pas leur remboursement par la sécurité sociale,
rendant leur utilisation plus rare.
3. Molécules de thérapies ciblées
La chimiothérapie cytotoxique a une efficacité variable selon le type de cancers du sein. Dans l’étude
MDACC133 (Prat et Perou 2011), la pCR (pathological complete response) a été mesurée suite au
traitement adjuvant classique. La pCR correspond au pourcentage de réduction tumorale à la fin de
la chimiothérapie. Ces données montrent que les tumeurs de type luminales A (0%) et B (19%) ont
une pCR plus faible que les tumeurs de type HER2-like (39%), Claudin-low (39%) et Basal-like (79%).
Ainsi, certains cancers mammaires ont une résistance innée à la chimiothérapie cytotoxique.
Au cours de ces dernières années, la recherche médicale a permis de mieux appréhender les
mécanismes moléculaires et cellulaires induisant la transformation mammaire. Ainsi, la recherche
thérapeutique a développé des agents dirigés contre ces mécanismes ou ces altérations
oncogéniques. Par exemple, dans le cadre du cancer du sein, environ 20% des tumeurs expriment
fortement le récepteur HER2. Antagoniser ce récepteur réduit drastiquement la masse tumorale et
cible préférentiellement les cellules tumorales.
La thérapie ciblée se développe pour augmenter l’efficacité thérapeutique et réduire les effets
indésirables en mieux protégeant les cellules non tumorales.
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a. La thérapie anti-HER2
Des anticorps monoclonaux dirigés contre le récepteur HER2 ont été développé permettant
d’améliorer significativement la survie des patientes atteintes d’un cancer HER2 positif. Le premier
anticorps commercialisé est le Trastuzumab (HERCEPTIN). Son AMM préconise son usage dans le
cas des cancers HER2 positif infiltrant associé aux taxanes puis poursuivi pendant un an en
monothérapie. Il a aussi une AMM pour les cancers métastatiques HER2 positifs, associés aux
taxanes. Il ne doit pas être combiné aux anthracyclines car le Trastuzumab provoque une insuffisance
cardiaque pouvant être mortelle. Comme tout anticorps, il peut entraîner des effets pulmonaires
d’ordre infiltrat pulmonaire, détresse respiratoire, insuffisance pulmonaire ou œdème aigu du
poumon.
D’autres anticorps ont été commercialisés comme le Pertuzumab (PERJETA), indiqué en première
ligne dans le traitement des cancers métastatique ou récidivant HER2 positif, associé au Trastuzumab
et Docétaxel. Ses effets indésirables observés sont une neutropénie fébrile et des diarrhées. Une
baisse de la fraction d’éjection du ventricule gauche a été identifiée plus rarement.
Enfin, des inhibiteurs des protéines tyrosine kinase à forte affinité pour HER2 ont été développés. Le
Lapatinib (TYVERB) a reçu une AMM dans le traitement des cancers mammaires avec une
surexpression de HER2, en association avec la Capécitabine, le Trastuzumab ou un inhibiteur de
l’aromatase. Ses effets indésirables sont d’ordre cardiaques (diminution de la fraction d'éjection
ventriculaire gauche et allongement de l'intervalle QTc qui doivent être recherchés avant et surveillés
tout au long du traitement), digestifs (diarrhée), cutanés (rash, dermatite acnéique, syndrome mainpied) et pulmonaires (atteintes interstitielles et pneumopathies).
b. La thérapie anti-VEGFR
Le Bévacizumab (AVASTIN) est un anticorps monoclonal ciblant le récepteur VEGFR (Vascular
Endothelium Growth Factor Receptor), va induire l’asphyxie de la tumeur en bloquant l’angiogenèse.
Il dispose d’une AMM en traitement de première ligne des cancers mammaires métastatiques en
association avec le Paclitaxel ou la Capécitabine. La HAS recommande l’utilisation du Bévacizumab
strictement réservé pour l’utilisation des cancers mammaires dits triples négatifs. De par son action
sur le système vasculaire, le Bévacizumab bloque la cicatrisation et être contre-indiqué lors de toutes
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plaies et chirurgies programmées jusqu’après 28 jours suivant l’intervention et tant que les plaies ne
sont pas cicatrisées.
c. La thérapie anti-mTOR
En tant qu’inhibiteur de la sérine thréonine kinase mTOR, l’Everolimus (AFINITOR) bloque la
croissance et la prolifération des cellules tumorales, des cellules endothéliales, des fibroblastes et
des cellules musculaires lisses. L’Evérolimus dispose d’une AMM pour le traitement des cancers
mammaires avancés hormonaux positifs et HER2 négatifs, en association avec un inhibiteur de
l’aromatase, l’Exémestane, dès récidive ou progression de la maladie, traitée précédemment par un
inhibiteur non stéroïdien de l’aromatase. Les effets indésirables les fréquents sont l’altération de la
cicatrisation des plaies, une pneumopathie non infectieuse. Les autres effets sont d'ordres infectieux,
hématologique
(anémie,
thrombopénie),
métabolique
et
nutritionnel
(hyperglycémie,
hypercholestérolémie, hypertriglycéridémie, anorexie), neurologique (dysgueusie et céphalées),
respiratoire (dyspnée, épistaxis, toux), gastro-intestinal (stomatite, diarrhée, mucite, vomissement,
nausée), cutané (rash, sécheresse cutanée, prurit, altération des ongles), général (asthénie, œdème
périphérique, pyrexie, perte de poids).
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II.
La transition épithélio-mésenchymateuse
A. Introduction
Les cellules épithéliales forment des couches de cellules étroitement jointives dues à des structures
membranaires spécifiques comme les jonctions serrées, les jonctions adhérentes et les desmosomes.
De plus, les cellules épithéliales ont une polarisation apico-basale une lame basale sur leur face
basale. La lame basale est une structure protéique séparant le tissu épithélial du stroma environnant.
Les cellules épithéliales sont motiles et peuvent s’éloigner de leurs proches voisines mais ne peuvent
pas quitter la couche épithéliale. Les cellules épithéliales peuvent se convertir en cellules
mésenchymateuses par un processus nommé la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM). Les
cellules perdent leurs caractéristiques épithéliales au profit de caractéristiques mésenchymateuses,
ce qui entraîne des profonds changements architecturaux et comportementaux cellulaires. Les
cellules mésenchymateuses ne forment pas de couches cellulaires organisées. Elles ne possèdent ni
d’organisation apico-basale ni de jonctions cellulaires. Elles contactent leurs cellules voisines sur des
points focaux et ne sont pas associées avec une lame basale. La polarité des cellules
mésenchymateuses évolue en un axe avant-arrière permettant de créer une direction migratoire.
Ainsi, elles sont mobiles et peuvent s’éloigner de leur environnement proche à travers la migration et
l’invasion(Thiery et Sleeman 2006).
La transition épithélio-mésenchymateuse est un programme cellulaire essentiel au développement
embryonnaire. A l’âge adulte, la TEM est activé que dans de rares cas physiologiques comme la
cicatrisation. Cependant, certaines pathologies peuvent réactiver ce programme embryonnaire. C’est
le cas de la fibrose et du cancer. LA TEM est un processus réversible puisque la transition inverse, la
transition mésenchymato-épithéliale (TME) est aussi retrouvée. Ainsi, le passage TME/TEM est un
des mécanismes régulant la plasticité cellulaire (Figure 8).
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Figure 8 : Différentes étapes lors de la TEM
La TEM est un programme cellulaire induisant la déstabilisation des jonctions cellulaires (les jonctions serrées, les jonctions adhérentes et
les desmosomes), la perte de la polarité apico-basale et un changement du cytosquelette d’actine et de cytokétatine pour permettre aux
cellules épithéliales de s’individualiser et d’acquérir des capacités invasives et migratoires (S. Lamouille, Xu, et Derynck 2014).
B. Régulation de la TEM : Facteurs de transcription inducteurs de la TEM
La TEM est un processus cellulaire régulé par de nombreuses voies de signalisation extra et
intracellulaires conduisant à l’activation d’un nombre restreint d’inducteurs de la TEM et à la
répression des inhibiteurs de la TEM. Parmi les stimuli qui induisent la TEM, on retrouve notamment
des facteurs solubles tels que les médiateurs inflammatoires comme le TGFβ, le PDGF, l’IGF et aussi
des facteurs mitogéniques comme l’EGF ou le FGF, retrouvés dans le microenvironnement. Les
principaux inducteurs de la TEM sont des facteurs de transcription, généralement exprimés dans
l’embryon.
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1. Généralités
Les facteurs de transcription inducteurs de la TEM (FT-TEM) sont définis par leur capacité à réprimer
directement ou indirectement le gène CDH1, codant pour l’E-cadhérine. Les FT-TEM appartiennent à
un nombre restreint de familles de gènes, dont les principales sont la famille SNAIL, la famille ZEB, la
famille bHLH, la famille FOX et la famille des protéines homeobox.
Les FT-TEM sont régulés par les signaux du microenvironnement et d’autres voies secondaires
paracrines et autocrines. Un des mécanismes principaux est l’action des miARN inhibiteur de la TEM.
Les microARN (miARN) sont des ARN non codant de 20 – 22 nucléotides régulant l’expression des
gènes au niveau post-transcriptionnel. Les miARN lient des séquences spécifiques appelées « SeedSequence », présentes majoritairement sur les régions non codantes 3’UTR des ARN messagers
(ARNm) cibles.
Les FT-TEM sont des protéines fortement régulées par des modifications post-traductionnelles et par
des interactions avec des activateurs ou des inhibiteurs. Ce sont des protéines présentant une demivie courte (De Craene et Berx 2013).
2. Structure des FT-TEM
a. La famille ZEB
Les membres de la famille ZEB (Zinc finger E-boxe Binding Factor) sont les facteurs de transcription
ZEB1 (δEF1 – AREB6 - TCF8) et ZEB2 (SIP1). Ils sont composés d’un homéodomaine entouré par deux
clusters de doigts de Zinc hautement conservés, les domaines N-terminal et C-terminal, contenant
respectivement 4 et 3 doigts de Zinc (Figure 9). Les facteurs de transcription ZEB interagissent avec
l’ADN à travers la liaison simultanée des deux clusters de doigts de Zinc sur les séquences consensus
E-boxes bipartites CACCTG/A (Peinado, Olmeda, et Cano 2007).
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b. La famille SNAIL
La famille SNAIL est composée de trois membres, SNAI1 (SNAIL), SNAI2 (SLUG) et SNAI3 (SMUC). Ces
gènes codent pour des facteurs de transcription à doigt de zinc et partagent une forte similitude. En
effet, la région C-terminale des protéines, contenant 4 à 6 doigts de zinc est hautement conservée. La
région centrale est riche en proline-sérine et diverge selon le membre. Ainsi, SLUG contient le
domaine Slug. A l’inverse, la région centrale de SNAIL est composée d’un domaine régulateur
contenant un signal d’export nucléaire (NES) et une séquence spécifique pour la destruction (DBD –
Destruction Box Domain). Enfin, l’extrémité N-terminale contient le domaine SNAG entre les acides
aminés 7 et 8, domaine cruciale pour l’activité répressive de cette famille (Figure 9). Les doigts de
Zinc reconnaissent des séquences consensus spécifiques de l’ADN, nommées E2-boxes
(C/A(CAGGTG)) (Peinado, Olmeda, et Cano 2007).
c. La famille HLH
Les facteurs de transcription de la famille Helix Loop Helix (HLH) partagent une structure commune
impliquant deux hélices α jointes par une boucle essentielle à la dimérisation. Cette structure est
accompagnée d’un domaine basique permettant la fixation sur l’ADN (Figure 9). Les facteurs de
transcription HLH agissent en tant qu’homo ou hétérodimère et se lient à l’ADN en reconnaissant les
séquences spécifiques E-box (CANNTG). La famille des HLH peut être classée en 7 catégories dont 3
sont impliquées dans la régulation de la TEM. En autre, la classe II contient en autre les facteurs
TWIST1 et TWIST2. Ils agissent principalement en formant des hétérodimères avec les facteurs de la
classe I (TCF3 et TCF4). Enfin, la classe V représente les protéines Id (Id1-4) et ne peuvent pas se lier à
l’ADN car le domaine basique est absent. En formant des hétérodimères avec les facteurs de la classe
I et II, ils agissent comme des dominants négatifs (Peinado, Olmeda, et Cano 2007).
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Figure 9 : Structure des FT-TEM
SNAIL et SLUG sont composées de 4 et 5 motifs en doigt de Zinc respectivement dans leur domaine C-terminale. Leur extrémité Nterminale correspond au domaine SNAG et d’une séquence riche en proline. Leur domaine central diffère, SLUG contient un domaine SLUG
tandis que SNAIL contient une séquence de destruction et une séquence d’exclusion nucléaire (NES) (Peinado, Olmeda, et Cano 2007),
ZEB1 et ZEB2 sont composées de deux séquences de 4 et 3 motifs de doigt de Zinc au niveau N et C-terminal. Le domaine central est
composé par l’homéodomaine. SID= Smad Interacting Domain, CID= CtBP Interacting Domain (Ellis et al. 2010). TWIST1 (Transcription
Factor Encyclopedia) et TWIST2 (Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Haematology) contiennent un domaine bHLH composé
d’un domaine basique adjacent à deux hélices séparées par une boucle. Leur domaine C-terminal correspond à la TWIST box. Leur domaine
N-terminal contient deux séquences à localisation nucléaire (NLS).
d. La famille FOX
La famille des facteurs de transcription FOX (Forkhead Box) est une large famille comprenant des
protéines allant de FOXA à FOXS, seul leur domaine de liaison à l’ADN est commun à tous les facteurs
FOX avec une séquence consensus de 7 nucléotides : 5’-(G/A)(T/C)(A/C)AA(C/T)A- 3’. Différents
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membres de cette famille sont impliqués dans l’induction et la régulation de la TEM comme par
exemple FOXC1, FOXC2, FOXM1 et FOXQ1.
e. Le facteur de transcription GSC
GSC un facteur de transcription à homéodomaine appartenant à la famille des gènes à
homéodomaine. L’homéodomaine est une séquence de 60 acides aminés formant une structure en 3
hélices reconnaissant les séquences nucléotidique TAAT de l’ADN (De Robertis et al. 2001).
3. Intéractome des FT-TEM
Les FT-TEM se régulent aussi entre eux par des mécanismes transcriptionnels directs ou indirects de
répression ou d’induction(Dave et al. 2011; Hollier et al. 2013; Saxena et al. 2011). Ainsi les FT-TEM
entre eux forment un intéractome. Dans le modèle mammaire, le réseau est dense (Figure 10) (Hugo
et al. 2010; Taube et al. 2010)
Figure 10 : Intéractome entre les FT-TEM
Les FT-TEM sont intégrés dans un intéractome de régulations positives et négatives. Schéma créé à partir des réseaux issus de Taube et al.
2010 et Hugo et al. 2010, analyses d’expression en ARN et protéines.
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4. Fonctions des FT-TEM : Induction de la TEM
Les FT-TEM sont des facteurs de transcription répresseurs ou activateurs. Ils se lient à des coactivateurs ou des co-répresseurs pour réguler le promoteur de leurs cibles.
Les FT-TEM sont capables d’induire une TEM. Cependant, cette induction est dépendante du modèle
cellulaire et tous les FT-TEM ne possèdent pas la même capacité à induire la TEM. Ainsi selon le
degré d’engagement dans ce programme obtenu par la signature d’FT-TEM, la TEM peut être
partielle ou totale. De plus, les FT-TEM n’auraient pas le même rôle dans la TEM. Certains comme
ZEB1 et SNAIL seraient impliqués dans l’induction alors que d’autres comme ZEB2, GSC et FOXC2
dans le maintien de la TEM (Lindley et Briegel 2010).
La caractéristique principale des facteurs de transcription inducteurs de la TEM est leur capacité à
réprimer directement ou indirectement l’expression de l’E-cadhérine. Les FT-TEM SNAIL, SLUG,
SMUC, ZEB1, ZEB2, E47 agissent directement sur le promoteur de l’E-cadhérine à travers des E-boxes.
Les FT-TEM TWIST1, TWIST2, GSC et FOXC2 régulent indirectement l’E-cadhérine en induisant
notamment l’expression de ZEB1 (Puisieux, Brabletz, et Caramel 2014).
C. Rôles de la TEM
1. Implication de la TEM dans l’embryogenèse
La transition épithélio-mésenchymateuse est un processus essentiel à l’embryogenèse. Au cours du
développement, différents cycles d’TEM/TME ont lieu, référencés comme TEM primaire, secondaire
et tertiaire.
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a. La TEM primaire
Le premier stade embryonnaire nécessitant une TEM est la gastrulation, survenant lors de la
troisième semaine de gestation. Les cellules issues de l’ectoderme vont migrer et se différencier en
cellules mésodermiques, composante de la troisième couche cellulaire de l’embryon. Une deuxième
TEM apparait pendant la formation de la crête neurale. Les cellules de la crête neurale subissent une
TEM pour migrer et se différencier en différents types cellulaires incluant les structures craniofaciales, la majorité du système nerveux, les mélanocytes et quelques cellules endocrines (Thiery et
al. 2009).
b. La TEM secondaire
Les cellules de la crête neurale ayant subi une TEM vont entrer dans une MET permettant la
formation de la notochorde, des somites, les précurseurs du système urogénital, la splanchnopleure
et la somatopleure. A l’exception de la notochorde, ces épithélia secondaires vont subir une TEM
secondaire générant des mésenchymes différenciés. Par exemple, la splanchnopleure forme la paroi
du tube digestif et est à l’origine du péricarde, du myocarde, de l’endothélium et de la musculature
viscérale (Thiery et al. 2009).
c. La TEM tertiaire
Suite à la TEM secondaire donnant naissance à plusieurs organes primitifs, plusieurs cycles
d’TEM/MET peuvent être nécessaires lors de l’organogenèse. C’est le cas pour le développement du
cœur. Brièvement, les progéniteurs cardiaques issus de la splanchnopleure s’organisent en une bicouche épithéliale suite à une TME. Suite à une seconde TEM, ces nouvelles cellules
mésenchymateuse entrent dans une TME pour se différencier en cellules endothéliales et former le
les tubes endocardiaques entourée par le tissu myocardique. Enfin les cellules endothéliales issu du
canal atri-ventriculaire subissent une troisième TEM pour former les coussins endocardiques
responsable de la formation du septum séparant les ventricules (Thiery et al. 2009).
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A l’âge adulte, la TEM est retrouvée impliquée dans de rare cas physiologiques comme la
cicatrisation cutanée ou la cicatrisation de l’épithélium ovarien post-ovulation (Thiery et al. 2009).
2. Implication de la TEM dans la fibrose
La fibrose est caractérisée par l’accumulation de myofibroblastes sécrétant en excès du collagène qui
se dépose sur tissu altéré et perturbe la fonction tissulaire. Les myofibroblastes peuvent être issus de
l’activation des fibroblastes interstitiels ou de cellules épithéliales ayant subi une TEM. Initialement
démontrée dans le modèle rénale, l’implication de la TEM dans la fibrose est aussi présente dans le
modèle pulmonaire, cardiaque et hépatique. Les mécanismes mis en place sont similaires aux
mécanismes physiologiques avec un rôle prépondérant de la voie du TGFβ (Thiery et al. 2009).
3. TEM et Cancer
Le cancer est une pathologie néoplasique résultant d’une hyperprolifération cellulaire échappant aux
mécanismes de sauvegarde, conséquente d’une accumulation d’altérations mitogéniques et/ou
d’une dédifférenciation cellulaire. Pour survivre et se développer, les cellules tumorales mettent en
place différents processus comme par exemple l’angiogenèse, la dissémination métastatique,
l’adaptation métabolique ou la modulation du système immunitaire (Hanahan et Weinberg 2011).
La TEM, à travers l’action des FT-TEM, est fortement impliquée dans le développement tumoral
précoce mais aussi tardif. Un résumé de la bibliographie non exhaustif s’en suit en accentuant sur les
phases précoces du développement tumoral.
a. Invasion et métastase
L’implication des FT-TEM et de la TEM dans la tumorigenèse est particulièrement retrouvée dans les
processus tardifs qui sont l’invasion et la métastase.
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En 2004, TWIST1 a été identifié comme le premier FT-TEM impliqué dans les processus d’invasion
métastatique(Jing Yang et al. 2004). Des études similaires ont permis de déterminer les rôles prométastatiques de FOXC2 (Mani et al. 2007; Hollier et al. 2013), de ZEB1 (Aigner et al. 2007) et pour
GSC par exemple (Hartwell et al. 2006). Cependant depuis peu, l’implication de la TEM et des FT-TEM
dans les mécanismes métastatiques est controversée. Dans plusieurs modèles cancéreux comme les
carcinomes mammaires et pancréatiques, la TEM ne serait pas indispensable à la progression
métastatiques(Zheng et al. 2015; Fischer et al. 2015).
La TEM serait aussi impliquée dans les phases précoces de l’évolution tumorale.
b. Acquisition de propriétés de cellules souches
L’expression des FT-TEM TWIST1, SNAIL, ZEB1 et FOXC2 induit un enrichissement cellulaire en
population CD44+/CD44-. Ces cellules ont une capacité d’auto-renouvèlement, de différenciation et
de favoriser la prise tumorale. Ces caractéristiques correspondent à l’acquisition de cellules souches
cancéreuses. Ainsi la TEM au travers des FT-TEM est fortement lié au phénotype souche tumoral
(Mani et al. 2008). (A.-P. Morel et al. 2008). (Hollier et al. 2013; Knezevic et al. 2015)Morel, 2012
Il est intéressant de noter que les cellules CD44+ sont enrichies en gène impliqués dans la mobilité
cellulaire, l’invasion, l’apoptose et le remodelage de la matrice extracellulaire. Ceci sous-entend que
cette population indifférenciée serait impliquée dans les mécanismes d’invasion et de métastases,
rôles prépondérant de la TEM (Hollier, Evans, et Mani 2009). Cette hypothèse est relayée dans le
modèle de carcinome du côlon par Thomas Brabletz. En effet, les cellules métastatiques récapitulent
l’hétérogénéité de la tumeur primaire, reflétant une caractéristique des cellules indifférenciées ou
similaires aux cellules souches (Brabletz et al. 2005). De plus, les cellules souches cancéreuses
marquées par la signature CD44+/CD24- présentent une résistance plus importantes
face aux
chimiothérapies que les cellules tumorales différenciées (Hollier, Evans, et Mani 2009).
Ainsi, la TEM au travers de l’action des FT-TEM joue un rôle prépondérant dans la plasticité cellulaire.
D’une part, les FT-TEM permettent une plasticité dans le phénotype cellulaire et d’autre part, les FTTEM régissent aussi la capacité cellulaire à passer d’un état différencié à un état indifférencié ou en
d’autre terme, à un état « cellule souche cancéreuse (CSC)» en particulier dans des tumeurs de type
basale.
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c. Echappement aux mécanismes de sauvegarde
Les lésions pré-malignes sont caractérisées par une prolifération cellulaire aberrante médiée par
l’activation d’oncogènes et limitée par la mise en place des programmes de sauvegarde cellulaire que
sont la sénescence (induite par des oncogènes - OIS) et l’apoptose (Hanahan et Weinberg 2011;
Puisieux, Brabletz, et Caramel 2014). Pour évoluer en lésions malignes, les cellules doivent échapper
à ces mécanismes de sauvegarde principalement régulés par les voies p53 et Rb.
Les FT-TEM induisent un échappement aux mécanismes de sauvegarde. Dans différents modèles de
carcinogenèse (cancer mammaire, neuroblastome, rhabdomyosarcome), TWIST1 et TWIST2 inhibent
l’apoptose et la sénescence induites par les voies p53/Rb. En effet, TWIST1 atténue la réponse de
p53 en inhibant la transcription de p19ARF, de p21WAF1 et de p16INKA (Maestro et al. 1999; ValsesiaWittmann et al. 2004; Ansieau et al. 2008; Beck et al. 2015). Dans le modèle de carcinogenèse
mammaire murin, la FT-TEM ID1 coopère avec l’activation de RAS dans l’induction et le maintien
tumoral en agissant en aval des protéines p19ARF/p53/p21WAF1 (Swarbrick et al. 2008).
En plus de moduler la voie de signalisation de p53, les FT-TEM interagissent avec la voie Rb. Dans un
modèle de MEF, la perte de la FT-TEM ZEB1 entraîne un arrêt de la prolifération associée à une
induction de la sénescence caractérisée par une morphologie cellulaire aplatie et un marquage
positif à la β-galactosidase. Cette sénescence est p15INK4β /p21-dépendante. Les promoteurs de ces
deux gènes sont négativement régulés par ZEB1 (Y. Liu et al. 2008).
d. Croissance tumorale
Par ce que les FT-TEM facilitent l’échappement aux mécanismes de sauvegarde et l’enrichissement
en cellules initiatrices de tumeurs, les FT-TEM jouent un rôle prépondérant dans la croissance
tumorale in vivo.
Par exemple, les FT-TEM TWIST1 et TWIST2 coopèrent avec H-RAS dans le modèle mammaire.
L’expression d’H-RAS seul ne suffit pas pour induire la formation de tumeur dans le modèle de
xénogreffe. Cependant, l’addition de l’expression ectopique de TWIST1 ou de TWIST2 permet
l’induction tumorale dans ce modèle (Ansieau et al. 2008). De la même manière, TWIST1 coopère
avec N-myc dans le neuroblastome (Valsesia-Wittmann et al. 2004) et avec K-RAS dans le modèle
pulmonaire (Tran et al. 2012). D’autres FT-TEM coopèrent avec des altérations oncogéniques pour
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induire la transformation tumorale. C’est le cas d’ID1 avec H-RASV12 dans le modèle mammaire
(Swarbrick et al. 2008), ZEB1 avec K-RAS dans le modèle pulmonaire (Y. Liu et al. 2014; Y. Liu et al.
2013), SNAIL (Olmeda et al. 2007) et FOXC2 (Hollier et al. 2013) dans le modèle mammaire.
Ainsi, les FT-TEM peuvent agir in vivo sur la prise et la croissance tumorale et coopèrent avec des
altérations oncogéniques déjà présentes pour accentuer la progression tumorale, notamment vers
un phénotype invasif.
50
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
III.
Cancers du sein TNBC et TEM
A. Expression des FT-TEM dans les tumeurs du sein
Les FT-TEM sont exprimés dans de nombreux cancers et sont associé à la progression tumorale. Leur
expression dans le cancer du sein est retranscrite dans le tableau 4 suivant.
Tableau 4 : Expression des FT-TEM dans les carcinomes mammaires
Les FT-TEM sont exprimés dans les carcinomes mammaires. Leur association est associée à l’absence des récepteurs hormonaux, au sous
type basal-like et à l’agressivité tumorale. (-) = négatif, (+)= positif.
Echantillons
117 carcinomes invasifs
+ tissus mammaires
normaux
FT-TEM
FOXC2
103 carcinomes invasifs FOXC2
+ 15 tissus normaux
Expression d'FT-TEM
- non retrouvé dans le tissus sain sauf
dans une faible proportion de cellules
épithéliales basales
- 85% des invasifs
- 52% faible marquage cyto
- 37% marquage modéré cyto
- 10% marquage fort cyto et/ou
nucléaire
- 44% des basal-like ont un marquage
fort
- 9% HER2+ et 2% Luminal-ER+ ont un
marquage fort
- fortement exprimé dans les cellules
basales épithéliales normales et peu
dans les cellules luminales
- 28,2% des carcinomes invasifs (+)
- 60,7% des BLBC (+)
Corrélation avec la FT-TEM
Bibliographie
- ER négatif (p<0.001)
- grade tumoral haut (p<0.002)
- sous type basal-like
(p<0.0001)
(Mani et al. 2007)
- grade tumoral (p=0.002)
- marquage p53 (p=0.013)
- marquage Ki67 (p=0.013)
- métastase au niveau des
nodules lymphatique (p=0.004)
- ER négatif (p=0.001)
- PR négatif (p=0.009)
- sous type basal like (p=0.001)
(Dai et al. 2014)
72 tumeurs
GSC
- 78% GSC élevé dont 71% des
hyperplasies canalaires atypiques, 79%
des DCIS et 78% des carcinomes invasifs
200 carcinomes
canalaires invasifs
125 carcinomes
primaires
Slug / Snail
- 36% Slug (+)
- 62% Snail (+)
- 38,4%
- métastases lymphatiques
(YW Cao et al. 2015)
- métastases lymphatiques
- E-cadhérine (-)
- mauvais pronostic
(Z. Yang et al. 2015)
47 carcininomes (C) +
métastases
(M)lymphatiques
Snail, Slug,
Twist1
- Snail + dans 49% des C et 32% des M
- Slug + dans 40% des C et 13% des M
- Twist1 + dans 26% des C et 23% des M
- marquage sur tumeur
primaire associé au statut
lymphatique
- slug est de mauvais pronostic
quand associé à ALDH1
(Ito et al. 2015)
Snail
(Hartwell et al.
2006)
51
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
1042 carcinomes
Snail
- 25,49% +
- Luminal A : 11,9%
- Luminal B : 15%
- HER2+ : 49,4
- Basal-like ; 73,7%
- taille et grade tumoral
- dissémination métastatique
- récepteurs hormonaux (-)
- marqueur KI-67
- mauvais pronostic
(Soysal et al. 2012)
137 carcinomes
Twist1
- 46,7% +
- métastases lymphatiques
- récepteur progestérone (-)
- mauvais pronostic
(Xu et al. 2014)
141 carcinomes
Twist2
- 74,5% +
- 74% des carcinomes canalaires in situ
- 68% des carcinomes lobulaires
- 100% des carcinomes squameux
- non retrouvé dans tissu sain
- grade TNM
- métastases lymphatiques
- localisation cytoplasmique
associée à la présence de l'Ecadhérine dans le centre de la
tumeur
- localisation nucléaire associée
à la perte de l'E-cadhérine dans
la périphérie de la tumeur
138 carcinomes
ZEB1
-tissu tumoral :
Luminal A : 0%
Luminal B : 1/4
HER2 : 1/14
TN : 4/29
- cellules stromales : toutes +
(Y. Mao et al. 2012)
(Chaffer et al. 2013)
B. La TEM dans les TNBC
1. Importance de la TEM dans la tumorigenèse des TNBC
Une analyse immunohistochimique sur 491 carcinomes mammaires invasifs a été conduite pour
étudier l’expression des marqueurs de la TEM. Une différence d’expression de 28 protéines sépare
les échantillons en deux groupes. Le groupe A est enrichi en tumeurs positives aux récepteurs
hormonaux et à HER2. La majorité de ces tumeurs expriment fortement les cytokératines 8 et 19
(96,4% et 86,7% respectivement), qui identifient le phénotype luminal. Le groupe B regroupe 73
tumeurs principalement de grade III. Elles n’expriment pas les récepteurs hormonaux et expriment
des marqueurs baso-myoépithéliaux comme les cytokératines 5/6/14, l’EGFR, p63, CD10, la Pcadhérine et la Cavéoline, caractéristiques des tumeurs basales (60-70% sont des tumeurs basales).
Les marqueurs mésenchymateux comme la N-Cadhérine, la SMA ou SPARC sont statistiquement plus
associés au groupe B, aux tumeurs basales. Par exemple, l’E-cadhérine est retrouvée dans 46,9% des
tumeurs non basales et dans 35,9% des tumeurs basales (p=0,042). La Vimentine est retrouvée dans
14,6% des tumeurs non basales et dans 65,7% des tumeurs basales (p<0,001) (Sarrió et al. 2008).
52
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(CC BY-NC-ND 2.0)
Une analyse immuno-histochimique sur 388 cancers invasifs et 164 carcinomes canalaires in situ a
aussi été mise en œuvre pour étudier l’expression des marqueurs de la TEM (N-Cadhérine, SMA,
Ostéonectine, Vimentine, E-cadhérine et β-caténine) et des marqueurs de cellules souches (CD44,
CD24, ALHDH1). Les marqueurs mésenchymateux sont préférentiellement retrouvés exprimés dans
les tumeurs invasives que dans les carcinomes canalaires in situ ; cette expression est d’autant plus
importante que le contingent tumoral est basal-like. Dans les tumeurs invasives, le ratio CD44+/CD24est associé avec l’expression de la Vimentine, de la SMA et de l’Ostéonectine ; l’expression d’ALHDH1
est corrélée avec celle de la Vimentine, de l’Ostéonectine, la perte de l’E-cadhérine et l’altération de
la β-caténine. Ainsi, la TEM est impliquée dans la progression tumorale, en particulier dans le soustype basal-like (Choi et al. 2013).
Ces deux études montrent clairement que les marqueurs de la TEM sont préférentiellement
retrouvés dans les TNBC et les tumeurs basal-like. Par ailleurs, la présence des FT-TEM est
particulièrement retrouvée dans ces sous-groupes tumoraux.
Comme il a été défini précédemment, les Claudin-Low, un sous-groupe particulier des TNBC exprime
fortement les marqueurs de la TEM. Enfin, le type anatomopathologique des tumeurs métaplasiques,
principalement triple négatif aux les récepteurs hormonaux et HER2, présente des figures associées à
la TEM. Ces deux sous-groupes tumoraux seront détaillés.
2. TEM et cancers mammaires de type Claudin-Low
La majorité des tumeurs Claudin-low (CL) sont des carcinomes canalaires invasifs non spécifiés.
Cependant, des liens étroits existent avec les cancers mammaires métaplasiques et médullaires, qui
sont des tumeurs rares et peu différenciées. Sur un set de 29 échantillons CL, 31% ont des figures
histologiques différenciées, 17% ont des éléments médullaires, 31% ont une morphologie
métaplasique, 3% ont une histologie mixte lobulaire et canalaire, 3% sont des purs carcinomes
micropapillaires, 41% sont des carcinomes canalaires invasifs non spécifiés. Enfin, une infiltration
lymphoïde est retrouvée dans 37% des cas.
L’analyse moléculaire montre que le sous-groupe des CL est proche des Basal-like pour l’expression
des kératines basales (5, 14 et 17) ainsi que dans la diminution de l’expression d’HER2 et des gènes
luminaux comme ER, PR et GATA3. A l’inverse des basal-like, les CL présentent une faible expression
53
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
des gènes de la prolifération et semblent être des tumeurs à cycle cellulaire lent. Les CL expriment
fortement des gènes impliqués dans le système immunitaire, dans la communication cellulaire, dans
la matrice extracellulaire, la migration, la différentiation cellulaire et l’angiogenèse. A l’inverse, les
gènes épithéliaux de l’adhésion cellulaire sont fortement réprimés comme les Claudines 3, 4 et 7,
l’Occludine et l’E-cadhérine. De plus, une analyse en immunofluorescence sur des échantillons
mammaires montrent que la Vimentine est fortement exprimée retrouvée dans les cellules
cancéreuses de type CL. Ainsi, ces données suggèrent que les tumeurs CL ont subi une TEM ou
expriment fortement des protéines clés de la TEM et recrutent différentes cellules immunitaires
comme les macrophages. Enfin, les tumeurs CL expriment faiblement les marqueurs de surface
impliqués dans la différenciation luminale (CD24, EPCAM, MUC) et fortement des gènes impliqués
dans le phénotype souche (CD44, ALDH1A1, CD49F). Par conséquent, les tumeurs CL sont enrichies
en une population de cellules à capacité souche cancéreuse ou TIC (« Tumeur initiating cells »)
(Figure 11) (Prat et al. 2010).
Figure 11 : Expression des marqueurs mésenchymateux et de la signature "cellule souche" dans les tumeurs Claudin-Low
Analyse transcriptomique sur 337 tumeurs mammaires portant sur la Vimentine (marqueurs mésenchymateux), la FT-TEM TWIST1 et une
signature « Cellule souche like » (Prat et al. 2010). Les tumeurs Claudin-Low expriment fortement ces marqueurs par rapport aux autres
sous-groupes intrinsèques. BL= Basal-like, CL= Claudin-Low, H2 =HER2-like, LA=Luminak A, LB=Luminal B, NBL= Normal-like (Prat et Perou
2011).
En terme de pronostic, les tumeurs CL ont une survie plus basse que les luminal A mais similaire aux
autres sous-types intrinsèques. Après un traitement néoadjuvant à base d’anthracyclines et de
taxanes, les tumeurs CL ont un taux pCR (pathological Complete Response) plus bas que les basal-like
(38,9 vs 73,3%, p=0,08) et plus haut que les luminal A ou B. Par conséquent, les tumeurs CL ont une
54
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
sensibilité moyenne à la chimiothérapie conventionnelle (Prat et al. 2010). Des conclusions similaires
sont retrouvées dans d’autres cohortes (Sabatier et al. 2014).
3. TEM et cancers mammaires métaplasiques
Les cancers mammaires métaplasiques (CMM) sont un groupe anatomopathologique hétérogène et
rare (0,2 à 5% des cancers invasifs). Les tumeurs sont caractérisées soit par une composante
purement
épithéliale
de
type
carcinome
épidermoïde,
carcinome
adénosquameux
ou
adénocarcinome à différenciation fusocellulaire ; soit par une composante mixte épithéliale et
mésenchymateuse. Dans ce dernier cas, l’élément mésenchymateux est cartilagineux ou osseux. Ce
sont des tumeurs agressives qui ne répondent pas à la chimiothérapie conventionnelle (Weigelt,
Eberle, et al. 2014).
Les CMM sont des TNBC qui ont tendance à avoir plus de récidives locales et de métastases que les
autres tumeurs invasives (Y. Song et al. 2013) avec moins d’envahissement lymphatique. La taille
tumorale, les grades nucléaires et histologiques sont généralement élevés (Bae et al. 2011).
Un profil génique sur 28 TNBC métaplasiques a démontré que ces tumeurs étaient tout autant
hétérogènes sur le plan histologique que sur le plan moléculaire. D’après la classification intrinsèque,
54% des métaplasiques appartiennent au groupe des Claudin-Low, 36% au Basal-like et 11% au
Normal-like. En comparant avec la définition des sous-groupes TNBC de Lehmann, 43% sont des
Mesenchymal-like, 14% des Mesenchymal-stem-like. Enfin, basé sur la hiérarchisation intégrative,
8%, 31% et 12% des CMM sont associés aux clusters intégratifs 3, 4 et 8, respectivement. Ces clusters
correspondent à une instabilité génétique intermédiaire ou faible et à un grade histologique bas. A
l’inverse, 15%, 4%, 15% et 15% sont associés aux clusters 1, 5, 9 et 10. Ces clusters correspondent à
une instabilité génétique intermédiaire ou élevée et à un grade histologique haut (Figure 12). Pour
note, les clusters intégratifs sont une classification des tumeurs mammaires combinant des données
de variations de « copy number » et des données transcriptomiques permettant d’évaluer le degré
d’instabilité génétique (Curtis et al. 2012). Des données semblables sur les carcinomes métaplasiques
mammaires ont été retrouvées par l’équipe d’Hennessy (Hennessy et al. 2009).
Si on sépare les tumeurs métaplasiques selon les données histologiques, on observe que les CMM à
cellules fusiformes sont un groupe homogène car ils appartiennent tous aux Claudin-Low ; 40% sont
55
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
des MSL et 50% ne sont pas classés dans la hiérarchisation des TNBC ; et 64% appartiennent au
cluster intégratif 4, associé à une instabilité génétique et un grade histologique bas. Les CMM à
élément cartilagineux sont aussi homogènes car ils appartiennent tous au sous-groupe ML, 62% sont
associés au groupe intrinsèque des Basal-like. Cependant, les CMM à élément cartilagineux sont
hétérogènes au regard des clusters intégratifs. Enfin, les CMM à élément squameux sont très
hétérogènes (Weigelt, Ng, et al. 2014) (Figure 12).
Figure 12 : Hétérogénéité des cancers mammaires métaplasiques
Panel du haut : classification des carcinomes mammaires métaplasiques selon la classification intrinsèque (BL = Basal-like,
NL= Normal-like et CL= Claudin-Low), la classification des TNBC de Lehmann (UN : Unstable, BL-1 : Basal-like 1, BL-2 : Basal-like
2, M : Mesenchymal, MSL : Mesenchymal-Stem like) et la classification basée sur les clusters intégratifs de Curtis. Panel du bas :
classification des cancers métaplasiques selon leur composante mésenchymateuse prenant en compte les 2 classifications précédentes
(adaptée de Weigelt et al, 2014).
56
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(CC BY-NC-ND 2.0)
Les CMM sont enrichis pour des signatures de gènes cellules souches CD44+/CD24bas/- et
mésenchymateuses similaires à celle des Claudin-Low (Herschkowitz et al. 2010).
L’hétérogénéité des CMM se retrouve aussi sur le pronostic vital. Selon l’histologie tumorale, le
pronostic est différent. Les CMM à cellules fusiformes ont un plus mauvais pronostic que les CMM à
cellules squameuses (Y. Song et al. 2013; Rakha et al. 2014). Dans tous les cas, les CMM ont un plus
mauvais pronostic que les autres cancers invasifs mammaires (Figure 13).
Figure 13 : Survie globale des carcinomes mammaires métaplasiques
Les cancers métaplasiques ont une survie globale dépendante de leur composante mésenchymateuse. Par rapport à la classification
tumorale intrinsèque, les cancers métaplasiques ont une survie globale basse.
C. Signatures oncogéniques dans les TNBC
L’hétérogénéité des TNBC se reflète aussi sur leur profil mutationnel.
Une analyse de 2164
mutations somatiques sur 104 TNBC a démontré que ce groupe tumoral présente une fréquence
clonale élevée conduisant à une altération complexe des voies de signalisation cellulaires. Toutefois,
57
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
il semblerait que les TNBC basal-like auraient une fréquence clonale plus importante que les TNBC
non basal-like (Shah et al. 2012).
Certaines altérations oncogéniques sont fréquemment retrouvées dans les TNBC comme la perte de
fonction de p53, de PTEN (Figure 14), l’activation de la β-caténine ou d’EGFR (Koboldt et al. 2012).
Figure 14 : Différences d’altérations génomiques entre les sous types tumoraux mammaires
Les échantillons sont groupés selon la classification moléculaire. Le panel de gauche montre les mutations non silencieuses somatiques de
plusieurs gènes d’intérêt avec leur fréquence mutationnelle dans chaque sous-groupe tumoral. Le panel du milieu représente les données
cliniques de chaque échantillon : ER = présence/absence du récepteur aux estrogènes, PR = présence/absence du récepteur à la
progestérone, HER2=présence/absence de l’amplification de HER2, T= taille tumorale, N= présence de nodule, gris foncé= positif ouT2-T4,
blanc = négatif ou T1, gris clair = NA ou équivoque. Panel de droite : statut du « copy number » des gènes d’intérêt, rouge = Amplification,
Bleu = Délétion.
58
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(CC BY-NC-ND 2.0)
1. PTEN dans les cancers TNBC
En 1997, deux équipes ont identifié la perte de la séquence chromosomique 10q23 comme impliquée
dans la tumorigenèse de 70% des gliobastomes (Sano et al. 1999) et dans 60% des cancers
prostatiques. La réinsertion de cette région chromosomique supprime la capacité tumorale des
cellules de glioblastome, suggérant que cette séquence contient un ou des suppresseurs de tumeurs.
Ainsi, PTEN pour « Phosphatase and TENsin homolog deleted on chromosome 10 » a été découvert.
Ce gène est retrouvé muté et délété dans de nombreuses lignées cellulaires et dans beaucoup de
types de tumeurs primaires, tels que les glioblastome, les cancers de la prostate ou du sein (J. Li
1997; Sano et al. 1999).
PTEN est fréquemment retrouvé muté dans certaines pathologies héréditaires dont le syndrome de
Cowden. Le syndrome de Cowden est un syndrome autosomique dominant d’hamartomes multiples.
80% des cas résultent d’une mutation du gène de PTEN. Les patients atteints du syndrome de
Cowden ont une augmentation du risque de développer des cancers de type mammaire, utérin et
thyroïdien (M. S. Song, Salmena, et Pandolfi 2012). La principale action de PTEN comme gène
suppresseur de tumeur est inhiber l’activation de la kinase AKT et donc de réprimer la voie de
signalisation PI3K/AKT.
Le rôle suppresseur de tumeur de PTEN a été découvert très tôt dans différents modèles. Dans le
modèle d’adénocarcinome prostatique, la surexpression de PTEN conduit à une diminution drastique
de la croissance cellulaire par une accumulation des cellules en phase G1 et une augmentation de la
mort cellulaire par apoptose, caspase dépendante (Davies et al. 1999). Des conclusions similaires
sont retrouvées dans le modèle mammaire (Lu et al. 1999). De plus en plus de travaux soulignent que
les protéines PTEN nucléaire et cytoplasmique jouent des rôles fonctionnels différents. Par exemple,
une étude comparant la capacité tumorale de PTEN nucléaire et cytoplasmique montre qu’ils ont la
même capacité pour réduire le volume tumoral. Cependant, l’activité phosphatase semble être
nécessaire que pour le PTEN cytoplasmique (Chang et al. 2008). Son activité principale passe par
l’inhibition de la voie de signalisation de survie PI3K/AKT(Lu et al. 1999) .
Des souris transgéniques ont été développées pour mieux comprendre le rôle et l’importance de
PTEN. Une délétion homozygote de PTEN n’est pas viable. En effet, ces souris PTEN-/- meurent lors de
l’embryogenèse entre les jours de gestation E6.5 et E9.5. Une délétion hétérozygote de PTEN conduit
59
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
au développement tardif de différentes pathologies néoplasiques, similaire au syndrome de Cowden.
100% des souris PTEN+/- présente une hyperplasie endométriale, qui progresse en cancer de
l’endomètre dans 21% des cas. La moitié des souris PTEN+/- développe des cancers mammaires
(Stambolic et al. 2000) et des néoplasies prostatiques intraépithéliales et 33% présentent des cancers
utérins (Alimonti et al. 2010). Enfin, une perte totale de PTEN (en KO conditionnel) conduit à une
sénescence si p53 est sauvage. Si p53 est muté, il y a développement tumoral (Figure 15) (Berger et
Pandolfi 2011).
Figure 15 : PTEN, gène suppresseur de tumeur haplo-insuffisant
Des souris présentant des KO conditionnels de PTEN développent naturellement des néoplasiques de type mammaire, utérin et
prostatique, dont l’agressivité dépendant de la dose de PTEN. Plus l’expression de PTEN est basse et plus les néoplasies sont agressives.
Des souris présentant un KO total pour PTEN ne sont viables et subissent une mort embryonnaire due à une sénescence importante. La
dose de PTEN est inversement proportionnelle à l’activation d’AKT (Alimonti et al. 2010).
Par conséquent, PTEN est un gène suppresseur de tumeur haploinsuffisant dont une variation subtile
de son expression détermine la susceptibilité tumorale. Pour confirmer cette observation, en 2010,
l’équipe de Pier Paolo Pandolfi a généré différents modèles murins permettant d’obtenir un gradient
d’expression de PTEN. Ainsi, ils ont pu montrer qu’une diminution de la survie et une augmentation
60
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
de l’incidence de cancers épithéliaux dont mammaires sont proportionnels à la réduction de la dose
de PTEN. La taille de la tumeur et l’index prolifératif sont négativement corrélés avec l’expression de
PTEN. Des tumeurs mammaires PTENhy/+ présentent une morphologie de type carcinome canalaire
invasif tandis que des tumeurs mammaires PTEN+/- (avec une dose de PTEN plus faible) ont un
phénotype plus indifférencié (Alimonti et al. 2010).
PTEN est un gène suppresseur de tumeur fortement altéré dans les carcinomes mammaires. En effet,
une perte d’hétérozygotie, une hyperméthylation du promoteur, une diminution d’expression voire
une perte d’expression de PTEN sont des phénomènes communs dans cette pathologie. Ainsi, une
perte d’hétérozygotie est retrouvée dans 25% des carcinomes mammaires, une hyperméthylation du
promoteur de PTEN dans 27,6% des cas et une diminution de l’expression de PTEN (analysée en IHC)
est présente dans 38,9% des cas. Enfin, dans le contexte mammaire, la mutation de PTEN est une
altération rare, elle n’est identifiée que dans 5,65% des cas. Il est à noter que l’importance de la
diminution de l’expression de la protéine PTEN est sous-estimée car la plupart des études n’ont pris
en compte que la perte totale de PTEN ou une diminution drastique de la protéine. Un panel de 10
études est repris dans le Tableau 5.
Tableau 5 : Expression de PTEN dans les carcinomes mammaires
LOH = Perte d’hétérozygotie, DCIS = Carcinomes canalaires in situ.
Echantillons
carcinomes +
hyperplasie
adjacente
Expression de PTEN
- carcinomes : 22% mutation + 48%  protéine
- hyperplasie : 8% mutation + 12%  protéine
- 0% mutation dans tissu sain
88 tumeurs
-2 mutations
90 carcinomes
- hyperméthylation du promoteur dans 48%
101 TNBC
- 48,3% perte totale
140 DCIS + 145
invasifs
- DCIS : 4% perte totale, 7% 
- invasifs : 15% perte totale, 11% 
Corrélation avec la diminution de PTEN
- amplification de HER2
- haut grade tumoral
- taille tumorale
- jeune âge
- stage avancé
- cytokératine 5/6
- expression IGFBP2
- taux de survie bas
- DCIS : grade nucléaire élevé + présence de
nécrose
- invasifs : haut grade tumoral + haut taux
mitotique + invasion lymphatique + haut
index prolifératif
Bibliographie
(Julun Yang et al.
2010)
(Stemke-Hale et al.
2008)
(García et al. 2004)
(Dean et al. 2014)
(Bose et al. 2006)
61
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(CC BY-NC-ND 2.0)
22 carcinomes
invasifs
- 41% LOH
212 carcinomes
invasifs
 dans 26,9%
151 carcinomes
invasifs
 dans 48%
292 carcinomes
invasifs
 dans 28%
46 tumeurs
primaires + 54
métastases
associées
 dans 30,4% dans tumeurs primaires
 dans 25% métastases
(Singh, Ittmann, et
Krolewski 2002)
- grade de type 3
- ER négatif
- sous type TNBC
- diminution du taux de survie
- ER négatif
- présence de nodules
(C. H. Song et al.
2010)
- haut grade tumoral
- taille tumorale
- ER et PR négatifs
- diminution de l'expression de la cycline D1,
p21Cip/Waf1 et p27Kip1
- présence de PTEN -> Luminal A
- perte de PTEN -> basal-like
- discordance entre tumeurs primaires et
métastases dans 20% des cas
(López-Knowles,
O’Toole, et al. 2010)
(Depowski,
Rosenthal, et Ross
2001)
(Gonzalez-Angulo et
al. 2011)
La réduction de l’expression de PTEN est associée avec la progression tumorale. Cette diminution est
fréquemment corrélée avec le passage invasif, agressif et métastatique. De plus, la diminution de
PTEN est souvent associée avec une diminution du taux de survie (Tsutsui et al. 2005; Y. Liu et al.
2014; Capodanno et al. 2009; Depowski, Rosenthal, et Ross 2001; Lee, Kim, et Kim 2004). Enfin, la
perte de PTEN est fréquemment plus retrouvée dans des carcinomes de types triples négatifs ou
basal-like (Winter et al. 2007; López-Knowles, O’Toole, et al. 2010; Depowski, Rosenthal, et Ross
2001; C. H. Song et al. 2010; Bose et al. 1998; Neto et al. 2012; Shi et al. 2003). Pour confirmer ces
données statistiques, une étude in vivo portant sur 13 souris hétérozygotes pour l’inactivation de
PTEN montre que 12 tumeurs mammaires dérivées ont des caractéristiques basal-like (Saal et al.
2008).
2. p53 dans les cancers TNBC
La protéine p53 a été découverte en 1979. Considéré initialement comme un oncogène, en 1989,
deux équipes américaines ont montré que le gène codant pour p53 est en fait inactivé par mutation,
le classant ainsi comme un gène suppresseur de tumeur.
p53 est un facteur de transcription qui régule l’expression d’un nombre important de gènes. Ces
gènes, codant pour des protéines et des miARN, sont impliqués dans le contrôle du cycle cellulaire,
62
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
de l’apoptose et de la sénescence. Cependant, d’autres cibles ont été identifiées impliquées dans les
voies de la glycolyse, de l’autophagie, de la réparation des dommages de l’ADN, de la survie
cellulaire, de la régulation du stress oxydatif, de l’invasion, de la mobilité, de l’angiogenèse et de la
différenciation. De par ses rôles essentiels, p53 est considéré comme le gardien du génome et du
phénotype épithélial (Muller et Vousden 2014).
Le gène TP53 est muté dans plus de 50% des cancers sporadiques. La mutation du gène p53 est
retrouvée dans des syndromes familiaux tels que le syndrome de Li-Fraumeni, syndrome affectant
plus particulièrement le sexe féminin avec une susceptibilité tumorale accrue. Le cancer le plus
commun dans ce syndrome est le carcinome mammaire.
Le gène suppresseur de tumeur TP53 est fortement altéré dans les cancers du sein. Sa dérégulation
passe par différents mécanismes, des altérations génétiques à une dérégulation de la voie de
signalisation de p53. Des mutations sur le gène sont fréquemment retrouvées. Ces mutations sont
des mutations faux-sens codant pour des protéines dominantes négatives. Toutefois certaines
mutations sont des mutations gain de fonction. Il est plus rare d’observer des mutations sévères
entraînant une délétion de la protéine. Des pertes d’hétérozygotie sont également observées dans
les cancers du sein. De nombreux cancers mammaires possèdent un gène TP53 sauvage mais la voie
de signalisation perturbée conduisant à l’activation de la protéine. Les principaux mécanismes mis en
jeu sont des altérations des régulateurs de la protéine p53 comme Mdm2, ATM ou p14ARF (…)(Gasco,
Shami, et Crook 2002).
Le gène TP53 est retrouvé muté en moyenne dans 37% des cancers du sein (11-74%), la fréquence
varie d’un type à l’autre. La présence de LOH sur le locus est retrouvée dans 46% (23-69%). Le
tableau 6 représente un panel de 10 études d’expression. La dérégulation du facteur de transcription
p53 est retrouvée dans les phases précoces de la néoplasie mammaire. En effet, l’accumulation de
p53 en IHC est absente dans des hyperplasies canalaires pures, mais présente dans des hyperplasies
atypiques, premières lésions néoplasiques (X. Mao et al. 2010). Les mutations du gène TP53 sont plus
fréquemment retrouvées dans des tumeurs agressives comme les tumeurs basal-like, HER2 mais
aussi dans les carcinomes médullaires de bon pronostic. Les altérations de la protéine p53 sont
associées avec un haut grade tumoral et un mauvais pronostic. De plus, les mutations situées dans le
domaine de liaison à l’ADN sont de plus mauvais pronostic que les mutations situées dans les autres
domaines du gène TP53 (J Alsner et al. 2000; Jan Alsner et al. 2008).
63
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
Tableau 6 : Expression de p53 dans les carcinomes mammaires
(+) = positif, +++= fortement positif, (-)=négatif, p=p-value, r=coefficient de régression, DCIS : carcinomes canalaires in situ.
Echantillons
Expression de p53
97 carcinomes à
métastases viscérales
- 29,9% p53 positif
251 carcinomes invasifs
primaires
-23% intégrés dans le cluster
transcriptomique p53 muté
200 IDC + 200 DCIS
Corrélation avec la diminution de p53
Bibliographie
- stage TNM avancé
- multiples organes impliqués
- DFS plus court (p53(+)=10 mois vs p53(-)=25
mois ; p<0,001)
- OS plus court (p53(+)=22 mois vs p53(-)=42,5
mois ; p<0,021)
- 89% du cluster p53 muté = ER(-)
'- 79% du cluster p53 muté = Grade III
- cluster p53 muté associé à un mauvais
pronostic (DSS)
(P. Yang et al.
2013)
- p53 positif associé au statut TNBC et forte
expression de p16
(Shan et al. 2013)
- âge
- statut nodules/métastases
- ER/PR négatifs
- HER2 positifs
- récidives
- p53 positif -> survie plus courte
- haut grade histologique
- PR négatif
- HER2 positif
- survie (DFS) plus courte (p53(-) = 96,7 vs
p53(+) =91,2 ; p<0,001)
- survie plus courte que dans luminalA et TNBC
(TNBC-> p53(-) = 94,1 vs p53(+) =78,7 ; p=0,002)
- p53(+) dans 48% des LumA, 80% des LumB,
54,8% des HER2, 93,8% des Basal-like, 53,3%
des Normal-like
(Rolland et al.
2007)
(Miller et al. 2005)
673 carcinomes invasifs
-28,7% p53 positif
831 carcinomes nodules
lymphatiques négatifs
-57,3% p53 positif
217 carcinomes
-55,3% p53 positif
118 DCIS + 100
carcinomes invasifs
- 22,8% p53 positif dans DCIS
- 26% dans carcinomes invasifs
- pas de différence significative entre DCIS et
carcinomes invasifs
- grade tumoral (DCIS = 10%-> 21%, p=0,0029 ;
carcinomes invasifs = 11,8-> 27,95%, p=0,018)
- TNBC / HER2
(Sarode et al. 2011)
428 TNBC
- 40,9% p53 positif dans TNBC
- 88,5% p53 positif dans carcinomes
médullaires typiques
- 66,2% dans les carcinomes
médullaires atypiques
- 34% dans les carcinomes invasifs
- 14,7% dans les autres TNBC
-43,5% p53 muté
- mauvais pronostic (particulièrement pour les
carcinomes invasifs)
(J. Zhang et al.
2013)
- 23% dans LumA
-71% dans HER2
- 82% dans Basal
(Sørlie et al. 2001)
69 carcinomes
630 carcinomes
- p53 muté dans 29% des carcinomes - mutation corrélée avec un jeune âge, le grade
- p53 positif dans 46% des
histologique et ER(-)
carcinomes
- expression corrélée avec le grade
histologique, ER(-) et le statut nodulaire
lymphatique
- pronostic mauvais
(J.-L. Yang et Crowe
2007)
(Munirah et al.
2011)
(Jan Alsner et al.
2008)
Dans une banque de modèle murin, les tumeurs mammaires p53-nulles présentent une grande
hétérogénéité. Sur 50 tumeurs, 26% appartiennent au sous-groupe basal-like, 16% au sous-groupe
Luminal et 10% au sous-groupe Claudin-Low (CL) (Herschkowitz et al. 2011).
64
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
3. La β-caténine dans les cancers TNBC
A la fin des années 1980, la β-caténine a été découverte par deux équipes différentes. L’équipe de
Wieschaus identifia la β-caténine comme effecteur d’une voie de signalisation en étudiant la
segmentation de l’embryon de drosophile (Wieschaus, Nusslein-Volhard, et Kluding 1984). L’équipe
de Rolf Kemler a isolé la β-caténine comme étant une protéine associée à l’E-cadhérine, au niveau
des jonctions cellulaires (Ozawa, Baribault, et Kemler 1989). La β-caténine est une protéine
présentant une dualité fonctionnelle. Elle entre dans la formation des jonctions adhérentes et est
l’effecteur d’une voie transcriptionnelle essentielle, la voie Wnt. Une dérégulation de la protéine βcaténine perturbe l’intégrité cellulaire et conduit à une activation chronique de la voie Wnt. Elle joue
un rôle essentiel dans les processus développementaux comme la formation de la glande mammaire
(Hatsell et al. 2003).
Dans les cellules normales, la β-caténine a principalement une localisation membranaire avec un
faible marquage cytoplasmique. En IHC, la β-caténine n’est pas retrouvée dans le noyau. Lors de la
progression tumoral, la localisation de la β-caténine peut être altérée et les marquages
cytoplasmiques et nucléaires être augmentés. Les mutations de la β-caténine sont un évènement
rare dans la carcinogenèse mammaire. L’altération de la β-caténine est associée aux sous-groupes
des basal-like, des TNBC plus particulièrement des carcinomes métaplasiques et aux marqueurs
souches et est considéré comme un facteur de mauvais pronostic (Tableau 7).
Tableau 7 : Expression de la β-caténine dans les carcinomes mammaires
(+)= positif, (-)=négatif
Echantillons
Expression de la β-caténine (BC)
222 carcinomes invasifs
- BC membranaire : normal dans 69%;
 dans 9% et nulle dans 22% des cas
- BC nucléaire : positive dans 11% des
cas
- expression aberrante de BC dans 37%
des cas
- 0% mutation (sur 19 cas de BC
nucléaire + 9 sans - tous TNBC)
- présence du BC membranaire associée au
(Geyer et al. 2011)
groupe IDC
- absence totale de BC associée au groupe IDL
- expression aberrante de BC associée à d'autres
groupes histologiques dont les métaplasiques
- expression aberrante de BC associée au grade
histologique, la présence d'invasion lymphatique
et de nodules lymphatiques, à la triple négativité
et au phénotype basal-like
- BC nucléaire associé à la diminution de l'Ecadhérine, une survie plus basse
Corrélation avec l'activation de la β-caténine
276 carcinomes
canalaires invasifs
- 4% BC que membranaire
- 5% BC que cytoplasmique
- 1% BC que nucléaire
score MTC = Score membrane - score
cytoplasmique
- BC membranaire et cytoplasmique fort associé
au grade tumoral, taille tumoral, statut LN,
négativité ER/PR, HER2(+), sous-types Basal-like
- BC cytoplasmique fort associé à un KI67(+), à la
récidive, à la survie, sous-types Basal-
Bibliographie
(López-Knowles,
Zardawi, et al. 2010)
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(CC BY-NC-ND 2.0)
lie/HER2(+), luminal A (association (-))
36 carcinomes
métaplasiques
- 92% expression aberrante de BC
(membrane,  cytoplasme/noyau)
- 25,9% BC mutés (sur NTD)
131 carcinomes invasifs
+ 54 DCIS
445 carcinomes invasifs
- 26% BC membranaire 
52 carcinomes
métaplasiques + 8
Fibromatoses
- BC cytoplasmique et nucléaire (+) et
membranaire (-) dans 100% des
fibromatoses
- BC nucléaire dans 42,1%,
cytoplasmique dans 83,0% et 
membranaire dans 64,2%
métaplasiques
- 0 mutation dans métaplasiques
-  BC membranaire dans 66,6%
- BC nucléaire dans 48%
- BC nucléaire + cytoplasmique dans
32%
98 carcinomes invasifs
215 carcinomes
479 carcinomes
mammaires + 12
carcinosarcomes
170 carcinomes
primaires
- BC cytoplasmique et nucléaire
présente dans 77,6% des cas sans
métastases et 94,6% des cas avec
métastases
- BC cytoplasmique dans 16,9% des
tumeurs basales et 3,1% des tumeurs
non basales
- BC mb  dans 17% du contingent
épithélial et dans 58% du contingent
mésenchymateux des carcinosarcomes
- BC cytoplasmique/nucléaire (+) dans
0% des contingents épithéliaux et dans
25% des contingents mésenchymateux
- 66% BC membranaire 
(Hayes et al. 2008)
- BC cytoplasmique et nucléaire associé au sousgroupe basal, ER/PR(-), EGFR/CK5/6(+),
vimentine(+), survie globale, CD44+/CD24- BC cytoplasmique avec haut grade
- association identiques entre DCIS et invasif
sauf pour CD44+/CD24-.
- BC membranaire associée à une survie plus
basse
(Khramtsov et al.
2010)
(Dolled-Filhart et al.
2006)
(Lacroix-Triki et al.
2010)
-  BC membranaire associé au stage tumorale
et
(Prasad et al. 2007)
- BC cytoplasmique et nucléaire associé à la
récidive, à une survie plus basse et au statut
nodule lymphatique
(Fanelli et al. 2008)
(Sarrió et al. 2008)
- BC membranaire associé au grade tumoral et à
la survie
(Pang et al. 2013)
66
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(CC BY-NC-ND 2.0)
4. Le récepteur tyrosine kinase EGFR dans les cancers TNBC
EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor) est un récepteur tyrosine kinase transmembranaire
glycosylé de 170 kDa appartenant à la famille des récepteurs EGFR. Les récepteurs EGFR sont au
nombre de 4 : EGFR (HER1), HER2 (ERBB2/c-NEU), HER3/ERBB3, HER4/ERBB4. Ce fut le premier
récepteur tyrosine kinase découvert en 1975 (Brand et al. 2011).
EGFR est l’activateur de nombreuses voies de signalisation intracellulaires impliquées dans la
prolifération, la migration, la différenciation et l’apoptose. De par son rôle fondamental, EGFR est
fréquemment dérégulé dans les pathologies néoplasiques comme les glioblastomes, les cancers
mammaires, pulmonaires et pancréatiques. De nombreuses mutations et réarrangements sont
retrouvés dans le gène EGFR, responsable de l’auto-activation du récepteur. L’activation d’EGFR est
aussi la conséquence d’une amplification du gène ou une augmentation de la traduction.
EGFR semble être important pour le développement des cellules épithéliales dans divers organes. Un
KO conduit à de nombreuses anomalies du développement cérébral pouvant être létales in utero. En
plus des anomalies cérébrales, une prolifération aberrante, une migration et une différentiation de
cellules épithéliales (de la peau, des poumons, de l’intestin et du placenta) peuvent observées. Les
souris mutantes survivant après la naissance développent une neurodégénération progressive (Citri
et Yarden 2006).
L’activation d’EGFR est une altération oncogénique retrouvée dans les carcinomes mammaires. La
protéine est surexprimée dans 23,3% des cancers du sein (7-42,9%). Dans les TNBC, l’expression est
augmentée dans 58% des cas (25-86,1%). Le niveau d’expression est corrélé à l’amplification du
gène. La mutation du gène est une altération peu commune dans les carcinomes mammaires, elle est
retrouvée dans 14% des cas. L’altération d’EGFR est associée à la progression tumorale, en particulier
avec la dissémination lymphatique. De plus, l’activation d’EGFR serait un mauvais facteur de
pronostic. Il est intéressant de noter que c’est probablement les fonctions liées à la localisation
nucléaire d’EGFR qui sont responsables du mauvais pronostic (Tableau 8).
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(CC BY-NC-ND 2.0)
Tableau 8 : Expression d'EGFR dans les carcinomes mammaires
p-EGFR= EGFR phosphorylé, p=p-value, (+)=positif, (-)=négatif
Echantillons
Expression d'EGFR
Association avec l'activation d'EGFR
Bibliographie
2567 carcinomes
- 18% EGFR +
- taille
- aneuploïdie
- prolifération
- dissémination lymphatique
- HER2 (26% EGFR+ vs 16% EGFR-)
- TNBC (48% TNBC + à EGFR)
(Rimawi et al. 2010)
175 carcinomes
- amplification du gène dans 6% des
cas
- EGFR+ (IHC) dans 7% des cas
- 11,3% EGFR +
- 35,7% p-EGFR +
- forte corrélation entre expression de la
protéine et amplification du gène
(Bhargava et al. 2005)
- grade nucléaire
- ER négatif
- survie plus basse
p-EGFR associé à l'activation de la voie AKT
(Magkou et al. 2008)
154 carcinomes invasifs
198 carcinomes dont 40
TNBC
- 30% EGFR+
- 25% EGFR+ dans TNBC et 17,7%
EGFR+ dans non TNBC
méta-analyse sur 3840
carcinomes dont 998
TNBC
- 22% EGFR+
- 49% EGFR+ dans TNBC et 12,6%
EGFR+ dans non TNBC
36 TNBC
- 86,1% EGFR+
130 carcinomes
- 43,8% EGFR non nucléaire +
- 38% EGFR nucléaire +
(Tang et al. 2012)
- TNBC (p<0,00001)
(L. Zhang et al. 2015)
(Sood et Nigam 2014)
- mauvais pronostic (p<0,00001) pour EGFR
nucléaire et non significatif pour EGFR non
nucléaire
- EGFR nucléaire corrélé à l'augmentation
de la cycline D1 et au KI67
(Lo et al. 2005)
113 carcinomes canalaires - 2% EGFR membranaire +
invasifs
- 2% amplification gène +
- 40% EGFR nucléaire + (dont 12%
marquage fort)
- EGFR nucléaire corrélé à la taille
tumorale, dissémination lymphatique, ER (), mauvais pronostic
(Hadzisejdić et al. 2010)
653 TNBC invasifs
- pas de corrélation entre niveau
d'expression et mutation
- corrélation entre amplification gène et
niveau d'expression de la protéine
(Teng et al. 2011)
707 carcinomes invasifs
- 30% EGFR +
- 11,4 % EGFR muté
- 17,1% EGFR + dont 5,9 % luminal,
25,3% HER2(+) et 79,3% basal-like
- 22% amplification gène
(Hwangbo et al. 2013)
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(CC BY-NC-ND 2.0)
IV.
Projet de thèse : Coopération des FT-TEM avec les
altérations oncogéniques dans la tumorigenèse
mammaire
A. Contexte du projet de recherche
LA TEM est un programme induit au cours de la progression tumorale, principalement associé à la
phase tardive de la dissémination métastatique. Cependant, l’activation de la TEM est aussi
retrouvée dans les phases précoces que sont l’échappement aux mécanismes de sauvegarde (dont la
résistance à l’anoïkis) et l’acquisition de propriétés des cellules souches (Puisieux, Brabletz, et
Caramel 2014). Ainsi la TEM intègre un réseau de signalisation moléculaire dirigé par l’activation des
oncogènes et la perte des gènes suppresseurs de tumeur pour conduire au développement tumoral.
L’induction de la TEM modifie le profil génique cellulaire. Ce changement est étroitement régulé par
un réseau de facteurs de transcription (FT-TEM) favorisant la progression tumorale.
L’équipe de recherche dirigée par le professeur Alain Puisieux se concentre sur l’étude des activités
oncogéniques des FT-TEM au cours de la phase précoce de la progression tumorale. Ce fut une des
premières équipes à mettre en évidence le rôle des FT-TEM dans l’échappement aux mécanismes de
sauvegarde (Ansieau et al. 2008) et dans l’acquisition de propriétés de cellules souches (A.-P. Morel
et al. 2008). Récemment, le groupe a démontré le rôle oncogénique des FT-TEM dans la
transformation primaire de cellules épithéliales mammaires humaines (A. P. Morel et al. 2012) et
dans un modèle de carcinogénèse murine du mélanome (Caramel et al. 2013). Ces données
montrent que les FT-TEM comme TWIST1 ou ZEB1 coopèrent avec une altération oncogénique pour
induire la transformation in vitro et in vivo de cellules immortalisées. Cependant, ces différentes
études analysent l’impact d’un seul FT-TEM dans la transformation sans prendre en compte
l’ensemble de l’intéractome des FT-TEM.
Mon projet de thèse a eu pour but de comprendre comment les altérations oncogéniques s’associent
et coopèrent avec la signature d’FT-TEM pour induire la transformation mammaire. Cet axe de
recherche a eu pour motivation de mieux appréhender la complexité des interactions entre les FTTEM et les altérations oncogéniques dans la progression tumorale pour proposer un début de
réflexion sur une nouvelle stratégie thérapeutique pour les carcinomes mammaires.
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(CC BY-NC-ND 2.0)
B. Modèle d’étude : test de coopération oncogénique
Pour étudier la coopération entre le réseau d’FT-TEM et des altérations oncogéniques, j’ai mis en
place un test de coopération entre une altération oncogénique et une librairie d’FT-TEM, en utilisant
deux méthodes de culture, le soft agar assay et la dilution limite, mimant la transformation cellulaire
et l’hyperprolifération respectivement. Pour ce faire, des lignées cellulaires exprimant une altération
oncogénique ont été générées à partir des cellules épithéliales mammaires humaines immortalisées
par HTERT (HMEC-hTERT). Puis ces nouvelles lignées ont été infectées avec le panel d’FT-TEM.
Quatre altérations oncogéniques ont été choisies car elles sont fréquemment impliquées dans la
tumorigenèse mammaire, particulièrement dans les TNBC (l’activation de la β-caténine, la
surexpression d’EGFR, la perte d’expression de PTEN et de p53). La librairie contenait 10 FT-TEM,
tous impliqués dans la transformation mammaire (FOXC2, GSC, ID1, SNAIL, SLUG, SMUC, TWIST1,
TWIST2, ZEB1 et ZEB2). Ensuite ces lignées ont été mises en culture cellulaire selon les deux
méthodes citées précédemment. Seules les cellules ayant acquises la capacité de croitre dans ces
conditions de culture grâce à l’ajout de l’altération oncogénique et du panel d’FT-TEM, ont pu former
des clones qui ont été récoltés. Enfin, l’ARN de chaque clone a été analysé par PCR pour déterminer
quel(s) FT-TEM avai(en)t infecté la cellule. La figure 16 résume la stratégie mise en place.
70
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(CC BY-NC-ND 2.0)
Figure 16 : Stratégie mise en place pour étudier la coopération entre les altérations oncogéniques et le panel d'FT-TEM
BC : activation de la β-caténine ; EGFR : surexpression d’EGFR ; shp53 : perte de p53 ; shPTEN : perte de PTEN.
Environ 120 clones ont été analysés pour chaque condition. Le tableau 9 résume les statistiques
particulièrement le nombre de combinaisons d’FT-TEM retrouvées dans chaque condition
d’altération oncogénique et de méthode de culture.
Tableau 9 : Nombre de clones retrouvés dans chaque lignée cellulaire et condition de culture, nombre de combinaison et
ratio d'FT-TEM retrouvés dans chaque clone
HH : HMEC-hTERT ; BC : activation de la β-caténine ; EGFR : surexpression d’EGFR ; shp53 : perte de p53 ; shPTEN : perte de
PTEN.
Hyperprolifération => Dilution limite
Transformation => Soft agar
Ratio du
Nombre de Nombre de
Ratio du
Nombre de Nombre de
clones
combinaisons nombre de
clones
combinaisons nombre de
combinaisons
analysés
trouvées
combinaisons analysés
trouvées
HH
BC
EGFR
shp53
shPTEN
100
99
100
99
98
77
67
71
52
66
77
68
71
53
67
35
123
122
124
119
66
44
42
50
56
23
54
51
59
69
Ces données préliminaires montrent qu’à l’inverse de la prolifération, la transformation sélectionne
les combinaisons d’FT-TEM. Cette observation a été validée par une analyse probabilistique.
C. Signatures d’FT-TEM associées aux altérations oncogéniques in vitro
Pour comprendre comment le réseau d’FT-TEM coopère avec une altération oncogénique, nous
avons cherché à identifier des signatures d’FT-TEM associées à chaque altération oncogénique dans
une condition de culture donnée. Dans ce but, nous avons utilisé un outil bioinformatique, la
hiérarchisation de type arborescence. Ce modèle nous a permis de déterminer quel(s) FT-TEM
71
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(CC BY-NC-ND 2.0)
discriminai(en)t le(s) plus la condition oncogénique par rapport à la condition contrôle HMEC-hTERT.
En d’autre terme, quels FT-TEM permettent d’expliquer l’hyperprolifération ou la transformation des
cellules exprimant une condition oncogénique. Par la suite, les résultats ont été retranscrits dans un
graphique sous forme pyramidale inversée. L’abscisse correspond à la capacité discriminante
moyenne de la FT-TEM entre la condition oncogénique et la condition contrôle. Les capacités
discriminantes positives signifient que la FT-TEM est plus associé à la condition oncogénique tandis
que les capacités discriminantes négatives orientent la FT-TEM vers la condition contrôle. L’axe des
ordonnées correspond à la position moyenne de la FT-TEM dans la signature identifiée. Plus la FTTEM et plus il semble avoir un rôle majeur dans cette signature. La figure 17 montre les signatures
d’FT-TEM associées à chaque condition oncogénique selon les méthodes de culture utilisées.
Plusieurs observations peuvent être faites :
- Les signatures d’FT-TEM sont spécifiques à chaque condition oncogénique et diffèrent
selon la condition de culture.
- Des FT-TEM peuvent être positivement ou négativement associés à la condition
oncogénique. Que signifie exactement cette dualité ?
- Dans la méthode de culture transformante, l’expression de GSC et ZEB1 est associée à la
perte de PTEN mais aussi la perte de p53.
- Certains FT-TEM comme SLUG et SMUC ont une association avec la condition oncogénique
(β-caténine et EGFR respectivement) qui s’oppose selon la condition de culture.
- ZEB1 s’associe positivement avec les conditions oncogéniques selon la culture
transformante alors qu’il semble avoir un rôle opposé dans la culture hyperproliférative. ZEB2 a un
comportement inverse.
72
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(CC BY-NC-ND 2.0)
73
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(CC BY-NC-ND 2.0)
Figure 17 : Signatures d'FT-TEM associées aux altérations oncogéniques dans les conditions de culture
d'hyperprolifération et de transformation
Schématisation en pyramide inversée des signatures d’FT-TEM associées aux conditions oncogéniques selon la méthode de
culture utilisée (hyperprolifération ou transformation). L’abscisse représente la capacité discriminante des FT-TEM entre la
condition oncogénique et la condition contrôle. Une capacité discriminante positive signifie que la FT-TEM est associé à la
condition oncogénique. Une capacité discriminante négative signifie que la FT-TEM est associé à la condition contrôle ou en
d’autre terme, que l’absence de la FT-TEM est associée à la condition contrôle. L’ordonnée représente la position moyenne
de la FT-TEM dans la signature.
Cette analyse in vitro a permis d’identifier des signatures d’FT-TEM spécifiquement associées aux
altérations oncogéniques. Par la suite, pour approfondir leur interaction, nous nous sommes
concentrés sur l’association entre GSC et la perte de PTEN.
D.
Association de GSC et la perte de PTEN dans un set de 558 TNBC
Nous avons choisi les TNBC comme modèle d’étude car ceux sont le sous-groupe mammaire le plus
enrichi en marqueurs de la TEM. De plus, la perte de PTEN y est un évènement oncogénique
fréquemment retrouvé. Par immunohistochimie, l’expression et la localisation de PTEN et de GSC ont
été analysées. La figure 18 est un exemple d’échantillons de TNBC marqué par les anticorps PTEN et
GSC. Deux types de marquages peuvent être observés : nucléaire et cytoplasmique. Le tableau 10
résume le nombre d’échantillons qui ont un marquage PTEN nucléaire ou cytoplasmique associée à
un marquage GSC nucléaire ou cytoplasmique.
74
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Figure 18 : Marquage par immunohistochimie de TMA de TNBC pour les anticorps PTEN et GSC
Visualisation d’exemples de marquage cytoplasmique et nucléaire pour PTEN et un marquage pour GSC. Anticorps antiPTEN : anticorps monoclonal 138G6 (Cell Signaling) ; anticorps anti-GSC : clone monoclonal Ab58352 (Abcam, Cambridge,
UK).
Tableau 10 : Résumé du nombre d'échantillons marqués pour PTEN par rapport à GSC
L’expression de PTEN et GSC a été
quantifiée
selon le pourcentage de cellules marqué par l’anticorps (0%, <50 et >50%) et
l’intensité du marquage (0, 1, 2 et 3, du moins au plus intense). Ensuite, pour chaque échantillon, le marquage des anticorps
a été séparé selon sa localisation nucléaire ou cytoplasmique.
GSC nucléaire
% cellules
Intensité
PTEN nucléaire
>50
PTEN cytoplasmique
>50
>50
2
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<50
1
0
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0
GSC cytoplasmique
Pour étudier l’association entre la perte de PTEN et la présence de GSC, des tableaux statistiques de
contingence ont été réalisés. Une p-value a été calculée au travers du test de Fisher exact. Plusieurs
analyses ont été effectuées : PTEN versus GSC indépendamment de leur localisation cellulaire, PTEN
cytoplasmique et nucléaire versus GSC, PTEN versus GSC nucléaire et cytoplasmique et enfin, PTEN
versus GSC selon leur localisation cellulaire.
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RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
1. PTEN versus GSC indépendamment de leur localisation
Lorsque les paramètres « expressions de PTEN et de GSC » sont pris indépendamment de la
localisation des deux protéines, il n’y a pas d’association significative entre elles (p=1,7.10-1) (Figure
19). Ces résultats semblent montrer que PTEN et GSC ne sont pas associée dans leur expression.
Figure 19 : Expression de PTEN selon l'expression de GSC dans le set de TNBC
Histogrammes représentant le pourcentage d’échantillons exprimant PTEN par rapport à GSC. p-value calculée par un Test
de Fisher exact selon les valeurs du tableau de contingence, p-value significative <0,05.
2. PTEN nucléaire et cytoplasmique versus GSC
Dans un deuxième temps, pour étudier l’association entre PTEN et GSC, les paramètres de
localisation ont été ajoutés. Selon la figure 20, l’expression de GSC est associée significativement
avec l’expression du PTEN nucléaire (p=1,2.10-2), mais non avec le PTEN cytoplasmique (p=5,2.10-1).
Ainsi, GSC est inversement corrélé avec le PTEN nucléaire.
76
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
Figure 20 : Expression du PTEN nucléaire ou cytoplasmique selon l'expression de GSC dans le set de TNBC
Histogrammes représentant le pourcentage d’échantillons exprimant le PTEN nucléaire ou cytoplasmique par rapport à
GSC. p-value calculée par un Test de Fisher exact selon les valeurs du tableau de contingence ; p-value significative <0,05,
en violet.
3. PTEN versus GSC nucléaire et cytoplasmique
L’expression de PTEN est significativement associée au GSC cytoplasmique (p=4.8.10-2) et non au GSC
nucléaire (p=1,0.10-1) (Figure 21).
Figure 21 : Expression du GSC nucléaire ou cytoplasmique selon l'expression de PTEN dans le set de TNBC
Histogrammes représentant le pourcentage d’échantillons exprimant le GSC nucléaire ou cytoplasmique par rapport à
PTEN. p-value calculée par un Test de Fisher exact selon les valeurs du tableau de contingence ; p-value significative <0,05,
en violet.
77
RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
4. PTEN versus GSC selon leur localisation cellulaire
La dernière analyse a consisté à comparer PTEN et GSC selon leur localisation. Ainsi la figure X
montre que seules les associations entre le PTEN cytoplasmique/GSC nucléaire (p=1,5.10-2) et PTEN
nucléaire/GSC cytoplasmique sont significative (p=3,2.10-2) (Figure 22).
Figure 22 : Expression du PTEN nucléaire ou cytoplasmique selon l'expression du GSC nucléaire ou cytoplasmique dans le
set de TNBC
Histogrammes représentant le pourcentage d’échantillons exprimant le PTEN nucléaire ou cytoplasmique par rapport au
GSC nucléaire ou cytoplasmique. p-value calculée par un Test de Fisher exact selon les valeurs du tableau de contingence ;
p-value significative <0,05, en violet.
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(CC BY-NC-ND 2.0)
Ces quatre analyses suggèrent que l’association entre GSC et la perte de PTEN est complexe qu’une
corrélation d’expression. En effet, il semblerait que la localisation de chaque protéine régule cette
association par le fait que ces protéines s’excluent mutuellement dans leur compartiment cellulaire
respectif.
E. Conclusion du projet
Le but de ce projet était de mieux comprendre comment le réseau d’FT-TEM coopère avec les
altérations oncogéniques dans la progression tumorale mammaire. Une première analyse in vitro a
permis d’identifier des signatures d’FT-TEM spécifiques à une altération oncogénique et qui varie
selon la condition de culture cellulaire. En extrapolant dans un contexte in vivo, ces signatures d’FTTEM spécifique à une altération oncogénique varie du passage de l’hyper-prolifération ou
l’hyperplasie à la transformation cellulaire. Pour valider ces associations observées, une analyse
immuno-histochimique sur un set de TNBC a été effectuée pour les protéines PTEN et GSC. Les
résultats montrent que PTEN et GSC ne sont pas significativement associés au niveau de leur
expression, ces deux protéines s’excluraient mutuellement dans le compartiment cellulaire respectif.
Est-ce que ces données permettent de proposer une nouvelle stratégie thérapeutique ou un
nouveau marqueur de diagnostic ou de pronostic ?
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RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
V.
Coopération entre le réseau d’FT-TEM et les altérations
oncogéniques : perspectives translationnelles
A. Nouveau marqueur de diagnostic ?
Les tumeurs mammaires triples négatives sont des tumeurs très hétérogènes au niveau des
altérations oncogéniques, de signatures de la TEM hétérogènes. Particulièrement, les tumeurs
Claudin-Low sont des tumeurs mammaires associées à un état indifférencié prononcé et une
expression importante des FT-TEM comme ZEB1, SNAIL ou TWIST1 (Prat et Perou 2011). Deux
hypothèses peuvent être définies pour comprendre la tumorigenèse des tumeurs Claudin-Low. La
première est la transformation de cellules souches normales mammaires exprimant intrinsèquement
des marqueurs de la TEM comme les FT-TEM (Prat et Perou 2011). La deuxième hypothèse est la
dédifférenciation de cellules mammaires épithéliales ou myoépithéliales médiée par l’activation des
FT-TEM (A. P. Morel et al. 2012). Les tumeurs Claudin-Low sont un sous-groupe hétérogène
caractérisé par un pronostic de survie variable (Lehmann et al. 2011).
Est-ce que l’association d’une signature AMT avec des altérations oncogéniques peut expliquer
l’hétérogénéité des tumeurs du sein de type Claudin-Low ? Notre modélisation cellulaire a permis en
effet de mettre en évidence, en partie, cette hétérogénéité moléculaire. Dans notre modèle,
l’addition des FT-TEM permet la transformation de cellules mammaires différenciées en induisant
une dédifférenciation de type Claudin-Low (A. P. Morel et al. 2012). Indépendamment de la condition
oncogénique, l’expression d’FT-TEM seule est capable d’induire la transformation. Cependant, dans
les combinaisons d’expression d’FT-TEM associées aux altérations oncogéniques que nous avons
analysées, des enrichissements et des exclusions de facteurs ont été mises en évidence pouvant
refléter l’hétérogénéité des signatures moléculaires retrouvées dans des tumeurs de type Claudinlow (Hennessy et al. 2009; Prat et al. 2010; Lehmann et al. 2011).
L’hétérogénéité des tumeurs Claudin-Low issues des cellules souches mammaires normales peut
s’expliquer aussi par l’expression différentielle d’FT-TEM. En effet, dans nos modèles in vitro, la
lignée contrôle sans altération oncogénique montre une diversité de combinaisons d’FT-TEM
retrouvées après transformation, beaucoup plus importante que celle identifiée dans les signatures
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(CC BY-NC-ND 2.0)
associées aux altérations oncogéniques. Des analyses supplémentaires sont nécessaires pour mieux
comprendre comment les FT-TEM conduisent à l’hétérogénéité moléculaire et clinique des tumeurs
Claudin-Low.
En pratique, il faut noter que le marquage de l’EGFR est utilisé en routine pour caractériser les
tumeurs basal-like (Z. Li et al. 2015). Associer le marquage de la signature FT-TEM à cette altération
oncogénique pourrait être une piste pour mieux distinguer les sous-groupes tumoraux intégrés dans
les TNBC.
Il serait intéressant d’analyser la corrélation de ces signatures d’FT-TEM/altérations oncogéniques in
vivo avec les paramètres cliniques de diagnostic comme :
- La taille tumorale.
- La présence d’invasion lymphatique.
- La présence de métastases.
- Le marqueur KI67 qui détermine le taux de prolifération tumoral.
- Certains miARN circulants sont spécifiquement retrouvés dans le sérum de patientes d’un
cancer du sein par rapport à des patientes saines. Cependant les études diffèrent sur le
nombre et l’identité de ces miARN (Madhavan et al. 2013; Santuario-facio et al. 2013).
- L’infiltrat immunitaire, en particulier les macrophages et les lymphocytes (Mohammed et al.
2013)
B. Un nouveau marqueur pronostic ?
Les TNBC sont un groupe tumoral hétérogène dans leur pronostic. Dans la classification de Lehmann
(Lehmann et al. 2011), on peut observer que les tumeurs à caractéristiques mésenchymateuses sont
réparties dans deux sous-groupes, les Mesenchymal-like (ML) et les Mesenchymal Stem-like (MSL).
Cependant ces deux sous-groupes ont des pronostics de survie différents. Les MSL ont un meilleur
pronostic que les ML (MSL – RFS (Relapse Free Survival) = 90%, DMFS (Distant Metastasis Free
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(CC BY-NC-ND 2.0)
Survival) = 60% ; ML – RFS = 50%, DMFS = 40% à 4 ans) (Lehmann, Pietenpol, et Tan 2015). Ces
données montrent que le programme génétique mis en place au travers de la TEM est complexe.
Mieux comprendre comment le réseau d’TEM s’intègre dans les voies cellulaires de survie
permettrait de mieux appréhender le pronostic des tumeurs TNBC.
C. Une nouvelle stratégie thérapeutique ?
1. Une nouvelle stratégie thérapeutique pour les TNBC ?
a. Les stratégies thérapeutiques en cours d’investigation pour les TNBC
Les tumeurs mammaires triples négatives ne bénéficent pas actuellement de traitement de
thérapeutiques ciblées. Les patientes atteintes de tumeurs TNBC ont un bon pCR (pathology
complete response) cependant leur survie reste faible à cause d’un taux fréquent de récidives (Prat
et Perou 2011). La chimiothérapie classique utilisée contre les TNBC est généralement une
combinaison de taxanes et d’anthracyclines en première ligne, suivie par de la Capécitabine en
progression.
Pour mettre en place de nouvelles stratégies thérapeutiques, une meilleure compréhension des
mécanismes pathologiques conduisant à la tumorigenèse est nécessaire. Certaines voies cellulaires
ont été démontrées comme dérégulées dans les TNBC et peuvent être ciblées par des agents
chimiques :
- Surexpression des voies de réparation de l’ADN : Les tumeurs Basal-like, sous-groupe des
TNBC ont une altération de ces voies et montrent une sensibilité accrue au Cisplatine. Plusieurs
essais cliniques ont associé la Carboplatine, analogue de la Cisplatine, avec la combinaison
thérapeutique Doxorubicine, Paclitaxel et Bevacizumab. Avec la Carboplatine, le pCR augmente de
37,9% à 58,5% (Mayer et al. 2014).
82
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(CC BY-NC-ND 2.0)
- L’inhibition de la voie PARP (impliquée dans la réparation de l’ADN) est une stratégie
thérapeutique prometteuse, en particulier en présence de mutations de BRCA1, BRCA2, ATM et
TP53. Plusieurs essais cliniques ont été mis en place pour valider l’utilisation de ces inhibiteurs.
L’Olaparib augmente la réponse thérapeutique de 22 à 41%. L’ajout de l’Iniparib à la combinaison
Gemcitabine/Carboplatine améliore le bénéfice clinique de 33,9 à 55,7% et la survie globale de 7,7 à
12,3 mois (Mayer et al. 2014).
- La voie p53 : des inhibiteurs pharmaceutiques dirigés contre les régulateurs négatifs de p53
sont en cours d’essais cliniques dans cancers autres que mammaires, comme des analogues de la
Nutlin, inhibiteur de MDM2, RG7112 et RG7388. Les analogues de la Nutlin empêchent la liaison de
MDM2 avec p53 et empêchent ainsi sa dégradation. D’autres inhibiteurs (HLI98C et MEL23/34)
bloquent l’activité E3 ligase de MDM2 et stabilisent p53. MDMX peut être aussi ciblée car cette
protéine déstabilise également p53. Des inhibiteurs bloquant simultanément MDM2 et MDMX pour
réactiver complétement p53 (Selivanova 2015) sont en cours de développement. Enfin, inhiber la
voie mTOR permet de restaurer la voie p53 sauvage. Dans cette optique, l’inhibiteur de mTOR
Evérolimus pourrait être utilisé en plus de son indication dans les cancers mammaires hormonaux
positifs (Mayer et al. 2014).
- La voie PI3K/PTEN : les tumeurs LAR (Luminal Androgen Receptor) seraient sensibles aux
inhibiteurs de PI3K. De plus, le blocage de la voie PI3K accentuerait la sensibilité des cellules aux
inhibiteurs de la voie PARP. Des essais cliniques sont en cours pour tester la combinaison BKM6120
(inhibiteur des PI3K) et l’Olaparib (Mayer et al. 2014).
- La voie d’EGF est ciblée à travers son récepteur EGFR : les inhibiteurs d’EGFR sont
regroupés en deux classes, les inhibiteurs pharmacologiques bloquant l’activité kinase (comme le
Gefitinib ou l’Erlotinib) et les anticorps monoclonaux dirigés contre le récepteur EGFR (tel que le
Cetuximab) (Hiroko Masuda, Dongwei Zhang, Chandra Bartholomeusz, Hiroyoshi Doihara,
Hortobagyi, et Ueno 2012).
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(CC BY-NC-ND 2.0)
- La voie du VEGF est ciblée au travers de son récepteur VEGFR, bloqué par les inhibiteurs
tyrosine kinase Sunitinib et Sorafenib.
- La voie Scr tyrosine kinase (inhibiteur de Scr - Dasatinib), (Crown, O’Shaughnessy, et Gullo
2012)
- La voie du récepteur de l’androgène (Bicalutamide - inhibiteur des récepteurs aux
androgènes) (Lehmann, Pietenpol, et Tan 2015).
Le tableau 11 suivant résume les possibilités thérapeutiques pour les TNBC selon leur sous-type
moléculaire.
Tableau 11 : Propositions thérapeutiques pour les TNBC selon leur sous-type moléculaire
(Abramson, Lehmann, et Ballinger 2015)
Sous-type moléculaire des
Voies de signalisation enrichies
TNBC
(Gene Ontology)
Basal-like 1
Réponse aux dommages de
l’ADN et prolifération cellulaire
Agents/cibles thérapeutiques
Cisplatine, inhibiteurs PARP
Inhibiteurs mTOR et facteurs de
Basal-like 2
Voies TP63, EGFR et MET
Immunomodulatory
Signalisation immune
Cisplatine, inhibiteurs PARP
TEM, Wnt, TGFβ, IG1FR, Notch,
Inhibiteurs mTOR, Scr et
prolifération cellulaire
facteurs de croissance
TEM, Wnt, TGFβ, MAPK, Rac,
Inhibiteurs mTOR, PI3K, MEK et
PI3K, PDGF
facteurs de croissance
Mesenchymal-like
Mesencymal Stem-like
Luminal Androgen Receptor
Non classifié
Voie AR, FOXA1 et ERBB4
Réponse aux dommages de
l’ADN et prolifération cellulaire
croissance
Antagonistes AR et Inhibiteurs
PI3K
Cisplatine, inhibiteurs PARP
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(CC BY-NC-ND 2.0)
Les altérations oncogéniques étudiées dans mon projet peuvent être ciblées thérapeutiquement. En
plus de p53 et EGFR vu précédemment, l’inhibition de la voie β-caténine et celle de PTEN peuvent
être de possibles stratégies thérapeutiques. La β-caténine est principalement dérégulée suite à la
sur-activation de la voie Wnt/β-caténine. Ainsi différents inhibiteurs pharmaceutiques ont été
développés ciblant différents composants de la cascade Wnt, comme les inhibiteurs des protéines
Dishevelled (DVL), les inhibiteurs de la kinase CK1, des molécules bloquant l’interaction entre la βcaténine et TCF/LEF ou des inhibiteurs des co-activateurs (X. Zhang et Hao 2015). Enfin, il n’existe pas
de thérapie directe réactivant la protéine PTEN. Cependant différents agents ont été développés
pour bloquer l’action des kinases PI3K, AKT, mTOR et MAPK. Il est intéressent de noter que l’absence
de PTEN est un marqueur prédictif d’efficacité thérapeutique pour les inhibiteurs de MEK (Mayer et
al. 2014), de HER2 comme la Trastuzumab mais non pour ceux de PI3K (Lehmann et al. 2011)
Au vu de leur dérégulation dans les TNBC, ces quatre altérations oncogéniques peuvent être ciblées
et être un choix thérapeutique pour ces patientes.
b. La TEM et les FT-TEM : intérêts thérapeutiques ?
Une thérapie combinant l’inhibition d’une altération oncogénique avec des inhibiteurs de la TEM ou
des FT-TEM est prometteuse pour plusieurs raisons :
- Les FT-TEM peuvent être responsables de la tumorigenèse de certaines tumeurs TNBC dont
certaines de type Claudin-Low et des tumeurs métaplasiques, liées à un phénotype « cellule souche »
(A. P. Morel et al. 2012). Inhiber cette voie oncogénique pourrait être une stratégie envisageable.
- Les FT-TEM sont capables de coopérer avec des altérations oncogéniques pour induire la
transformation mammaire de lignées cellulaires de type de basal, particulièrement en permettant
l’échappement aux mécanismes de sauvegarde (Ansieau et al. 2008). Ainsi, même si dans ce
contexte, les FT-TEM ne sont pas le moteur de la tumorigenèse, combiner leur inhibition avec celle
de l’altération oncogénique coopérante permettrait d’accroitre l’efficacité thérapeutique.
Ces deux premiers aspects se focalisent sur le rôle de la TEM et des FT-TEM dans les phases précoces
de la tumorigenèse. Cependant, la TEM régule des phases plus tardives.
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(CC BY-NC-ND 2.0)
- La TEM au travers de l’action des FT-TEM joue un rôle primordial dans les mécanismes
d’invasion et de métastases. Bloquer leur expression inhibe les processus invasif et métastatique in
vitro et in vivo dans des modèles murins (Aigner et al. 2007; Mani et al. 2007; Hartwell et al. 2006).
Utiliser comme stratégie thérapeutique, cette approche permettrait de limiter l’invasion
métastatique. Cependant l’intérêt de cibler la TEM pour bloquer la progression métastatique doit
être approfondi en vue des dernières données impliquant que la TEM ne serait pas indispensable
dans cette phase tardive (Fischer et al. 2015; Zheng et al. 2015).
- Par divers mécanismes, les FT-TEM sont fortement liés à la résistance radio et chimiothérapeutique. Tout d’abord, ils vont moduler l’expression des transporteurs d’efflux comme les ABC
(ATP Binding Cassette) et d’influx. Par exemple, traiter la lignée mammaire invasive MDA-MB-231
avec la Doxorubicine accentue le phénotype mésenchymateux et invasif et accroît significativement
l’expression des FT-TEM TWIST1, SNAIL, SLUG et ZEB1. Plusieurs transporteurs d’efflux de type ABC
(ATP Binding Cassette), impliqués dans la résistance aux chimiothérapies, sont surexprimés. Cette
augmentation des transporteurs ABC est aussi retrouvée dans des échantillons de carcinomes
invasifs par rapport aux carcinomes canalaires in situ. Ainsi, le traitement à la Doxorubicine dans un
contexte tumoral agressif active la TEM. De même, la TEM est capable de réguler la sensibilité à cet
agent thérapeutique. Traiter les cellules immortalisées HMLE avec du TGFβ induit une TEM et
augmente l’expression des transporteurs ABC comme ABCC1 et ABCC5. De façon identique,
surexprimer TWIST1, SNAIL ou FOXC2 induit une TEM associée à l’augmentation de l’expression des
transporteurs ABC. De plus, ces trois FT-TEM diminuent la sensibilité de la lignée HMLE face à la
Doxorubicine. Réprimer l’expression des FT-TEM dans la lignée mésenchymateuse et agressive
MDAMB-231 diminue l’expression des transporteurs ABC et restaure la sensibilité pour la
Doxorubicine. C’est le cas pour la répression de TWIST1 et de ZEB1 (Saxena et al. 2011). Cette étude
montre que les chimiothérapies de type Doxorubicine induit l’expression des FT-TEM dans les cellules
survivantes. Ces dernières, au travers de la TEM et des FT-TEM acquièrent une résistance face à cet
agent. D’autre part, certains FT-TEM comme ZEB1 protègent les cellules contre les radiations
ionisantes. Une étude a montré qu’après radiation de la lignée mammaire SUM159, une population
cellulaire exprimant fortement la FT-TEM ZEB1. A son tour, ZEB1 activeraient les mécanismes de
réparation de l’ADN renforçant la radiorésistance (P. Zhang et al. 2014). Ces données suggèrent que
les thérapies font émerger des populations cellulaires en marqueurs de la TEM et d’FT-TEM,
renforçant la résistance. D’autres études montrent que les thérapies néoadjuvantes enrichissent les
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(CC BY-NC-ND 2.0)
populations cellulaires riches en marqueurs d’TEM (Mitra, Mishra, et Li 2015). La TEM et les FT-TEM
sont aussi lié à la résistance aux inhibiteurs de l’EGFR dans le modèle du carcinome pulmonaire
(Wilson et al. 2014) et aux inhibiteurs de HER2 dans le carcinomes mammaires (Burnett et al. 2015).
Cette dernière action est dépendante du statut de PTEN dans ces tumeurs. Enfin, certaines études
suggèrent que la présence des FT-TEM dans la progression tumorale serait essentielle à cette
chimiorésistance à l’inverse des mécanismes métastatique (Zheng et al. 2015; Fischer et al. 2015).
- De par leur capacité à favoriser l’acquisition de propriété de « cellules souches » et leur
capacité à induire une résistance thérapeutique, les FT-TEM sont fortement liés aux processus de
dormance cellulaire et de cellules tumorales circulantes (CTC), ces deux processus étant responsables
des récidives. La population de CTC mésenchymateuses est enrichie suite à un traitement
thérapeutique et de nombreux essais cliniques sont en cours pour démontrer leur détection comme
facteur de pronostic (Mitra, Mishra, et Li 2015).
La figure 23 résume l’implication de la TEM dans la transformation tumorale.
Figure 23 : Implication de la TEM dans la progression tumorale : évidences pour son blocage thérapeutique
La TEM est impliquée dans les phases précoces de la progression tumorale (l’échappement aux mécanismes de sauvegarde
et l’enrichissement en CSC (cellules souches cancéreuses) ou acquisition de propriétés de cellules souches) et dans les
phases tardives (les mécanismes invasifs et métastatiques, la résistance aux chimiothérapies et la récidive tumorale)
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(CC BY-NC-ND 2.0)
c. Comment cibler les FT-TEM et la TEM ?
De par son rôle oncogénique, cibler la TEM semble être une stratégie prometteuse dans la
thérapeutique anticancéreuse. Plusieurs méthodes peuvent être utilisées :
•
Cibler le microenvironnement responsable de l’induction de la TEM
Le microenvironnement est crucial dans la régulation de la TEM. Il est composé de différents types
cellulaires qui vont émettre des signaux pro-oncogènes et interagir avec les cellules tumorales. Les
cellules mésenchymateuses souches (MSC) jouent un rôle prépondérant en maintenant ce
microenvironnement tumoral (adipocytes, fibroblastes et macrophages). Différents groupes ont
essayé de bloquer les MSC. En autre dans le modèle de carcinome mammaire, l’acide Zaledronique
(un biphosphonate) empêche la migration des MSC et par conséquence la migration des cellules
tumorales (Gallo et al. 2012).
•
Cibler les cellules souches cancéreuses (CSC)
Des inhibiteurs de la voie Wnt sont en cours de développement pour inhiber la formation de CSC.
Dans le carcinome mammaire, la molécule LGK974 inhibe l’acétyl transférase spécifique de Wnt, la
Porcupine, et est en cours de d’essais cliniques de phase I. Les premiers résultats prometteurs
montrent une régression tumorale dose-dépendante associée à une tolérance acceptable et une
biodisponibilité orale (J. Liu et al. 2013).
La Metformine, antidiabétique largement utilisé pour sa bonne tolérance, a récemment montré une
activité anti-tumorale médiée l’arrêt de la croissance des CSC en perturbant la machinerie de la TEM.
Son effet est potentialisé en combinant cette molécule avec la chimiothérapie standard (Kothari et
al. 2014). Enfin, la Salynomycine inhibe aussi les CSC et semble avoir des effets anti-tumoraux
promoteur dans le modèle mammaire (Y et al. 2015).
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(CC BY-NC-ND 2.0)
•
Cibler les ARN non codants
Cibler les ARN non codants comme les miARN est une approche thérapeutique très intéressante du
fait que les miARN sont capables de cibler en même temps une centaine d’ARNm, dont l’expression
en général appartient à une même voie de signalisation cellulaire ou à un même mécanisme
biologique. Ainsi, cibler un miARN permet de moduler une ou plusieurs voies de signalisation. Ainsi,
des Antagomirs dirigés contre le miR-10b, 0nco-miR validé dans le modèle mammaire, supprime la
formation de métastases dans un modèle mammaire murin. De plus, il semblerait être bien supporté
par les animaux traités. L’utilisation de Mirmimics, mimant le rôle d’un miARN donné est en cours
d’investigation (Kothari et al. 2014).
•
Cibler les médiateurs du contrôle transcriptionnel de la TEM
Actuellement, les essais cliniques utilisant des thérapies dirigées contre la TEM se focalisent sur le
ciblage de la voie du TGFβ, cytokine inductrice de la TEM. Par exemple, l’EW-7195 bloque la liaison
du TGFβ avec son récepteur. Son action inhibe les métastases pulmonaires in vivo (phase 1 d’essai
clinique). D’autres inhibiteurs (EW-7197 etIN-1130) sont en phase pré-clinique et ciblent les TGFβ 1et
2 récepteurs kinases ont une action similaire.
Plusieurs composés exogènes ont montré une action chimio-préventive en agissant sur la TEM, à
travers la modulation de la voie du TGFβ. C’est le cas du Resveratrol (polyphénol contenu dans les
grappes et vin rouge), de l’EGCG (polyphénol du thé vert), le β-elemene (composant actif de l’herbe
Curcuman wenyujin), le Curcumin et le 2-hydroxycinnamaldéhyde. Leur action in vitro semble être
prometteuse et des investigations supplémentaires in vivo sont nécessaire (Kothari et al. 2014).
Une autre approche thérapeutique est de cibler directement les FT-TEM. Or les FT-TEM sont des
protéines nucléaires difficilement accessibles aux thérapies classiques. Un groupe de l’équipe d’Alain
PUISIEUX dirigé par le Pr Léa PAYEN cherche à conceptualiser des inhibiteurs pharmacologiques
dirigé contre TWIST1. En 2009, l’équipe de Harney a utilisé un complexe métallique de transition à
base de Cobalt, conjugué avec un oligonucléotide contenant la E-Box, CAGGTG, spécifique des FTTEM de la famille SNAIL. Ce complexe empêche la liaison des doigts de zinc des FT-TEM sur l’ADN de
manière spécifique. Il a été testé sur des embryons de Xenopus Leavis où une diminution de la
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migration des cellules de la crête neurale (Harney et al. 2009; Harney, Meade, et Labonne 2012). Des
investigations supplémentaires sur leur utilisation dans un modèle de carcinome in vitro et in vivo
doivent être envisagées.
•
Le réseau d’FT-TEM comme cible thérapeutique
Cibler la TEM est une stratégie thérapeutique difficilement exploitable car la TEM est un programme
cellulaire complexe où différentes voies de signalisation interagissent entre elles et peuvent
compenser l’inhibition d’une d’entre elles. Cependant, ces voies de signalisation convergent vers un
nombre restreint d’FT-TEM qui vont moduler le programme génétique. Ainsi, il serait préférable de
cibler directement les FT-TEM. Cependant, les FT-TEM s’intègrent dans un réseau de régulation où la
modulation de l’un perturbe l’expression et l’action des autres pouvant compenser cette modulation
(Jacqueroud Laurent et Ansieau Stéphane 2013). De plus, même si globalement, les FT-TEM on des
rôles similaires, leur mode d’action peut différer et dépendre du contexte tumoral. Nous avons
observé au cours de ce projet de recherche que les FT-TEM ne coopèrent pas de la même manière
avec les altérations oncogéniques étudiées. Aussi, nous avons remarqué que selon la condition
oncogénique et le stade de culture, les FT-TEM pouvaient être associés positivement ou
négativement aux altérations oncogéniques. Par conséquent, cibler l’ensemble de la signature d’FTTEM associée à la condition oncogénique serait plus judicieux que de cibler la TEM en général ou un
seul FT-TEM. Les miARN pourraient être une solution envisageable car ils peuvent réprimer en même
temps un nombre important d’ARNm appartenant à des réseaux identiques. Cela envisagerait une
thérapie personnalisée où il faudrait déterminer les altérations oncogéniques majoritaires pouvant
être ciblées et les signatures d’FT-TEM associées.
2. L’association PTEN - GSC : cible thérapeutique ?
L’analyse immunohistochimique sur le set de TNBC a permis de montrer un lien entre la FT-TEM GSC
et le suppresseur de tumeur PTEN. Cependant ce lien semble plus complexe qu’une corrélation
d’expression mais porte sur la localisation des deux protéines. GSC et PTEN s’excluraient
mutuellement de leur compartiment cellulaire. On peut envisager comme hypothèse que le GSC
nucléaire induirait l’exclusion de la protéine PTEN nucléaire et aurait un double rôle oncogénique de
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par son action intrinsèque transcriptionnelle et l’exclusion nucléaire de la protéine PTEN nucléaire.
Cependant l’exclusion nucléaire par séquestration de la protéine par GSC doit être un événement
peu fréquent dans les TNBC car les p-value calculées sont certes significatives mais faibles.
Il serait donc intéressant de déterminer in vitro et in vivo le rôle oncogénique de l’association d’une
protéine GSC nucléaire et d’une protéine PTEN cytoplasmique. Si les résultats sont prometteurs, une
stratégie thérapeutique basée sur l’inhibition de GSC pourrait être proposée. Pour éviter une
compensation de la perte de GSC, par activation feedback du réseau d’FT-TEM, l’inhibition de ZEB1
(2ème FT-TEM dans la signature) pourrait être simultanément envisagée.
La perte de la protéine PTEN nucléaire est retrouvée dans 94% des échantillons alors que la protéine
PTEN cytoplasmique est retrouvée dans 31% des échantillons. Différentes études ont montré des
résultats semblables. La protéine PTEN nucléaire possèderait une action plus anti-tumorale que la
protéine PTEN cytoplasmique. Tout d’abord, sur 92 échantillons de mélanomes, 1/3 des échantillons
ne présentent pas un marquage nucléaire et 55% présentent un marquage diminué. Le marquage
cytoplasmique est absent dans 1 seul cas et est diminué dans 1/3 des échantillons. Dans cette même
cohorte, la protéine PTEN nucléaire est inversement corrélée avec l’index mitotique (Whiteman et al.
2002). Sur 27 échantillons d’adénomes prostatiques, le pourcentage du marquage nucléaire de PTEN
est diminué par rapport aux cellules normales environnantes, 6,25% et 40,9% réciproquement
(Beckham et al. 2013). De plus, il a été montré dans 87 cancers du côlon, qu’un marquage de PTEN
nucléaire dominant est inversement corrélé avec le grade tumoral (Trotman et al. 2007). Ces
données suggèrent que PTEN est préférentiellement nucléaire dans un contexte non-néoplasique et
subirait une exclusion nucléaire lors de la progression tumorale. Par conséquent, la translocation
nucléo-cytoplasmique de PTEN doit être étroitement régulée.
Pour démontrer encore plus l’importance de la perte de la protéine PTEN nucléaire dans la
tumorigenèse des TNBC, on peut noter que dans ce sous-groupe tumoral le statut de PTEN ne
permet pas de déterminer la sensibilité tumorale aux inhibiteurs de PI3K. Ceci pourrait s’expliquer
par le fait que c’est la perte nucléaire qui prédomine en termes d’action oncogénique par rapport à la
perte de l’activité cytoplasmique de PTEN. Or l’action du PTEN nucléaire serait indépendante de PI3K
(Lindsay et al. 2006).
Enfin une nouvelle approche thérapeutique ciblant PTEN peut être envisagée : bloquer l’exclusion
nucléaire de PTEN ou renforcer ses rôles nucléaires.
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VI.
Conclusions
Le cancer du sein est une pathologie très hétérogène caractérisée par un pronostic vital variable. Les
classifications histo-pathologiques et moléculaires ont permis de distinguer quatre sousgroupes tumoraux : les tumeurs luminales A ou positives pour les deux types de récepteurs
hormonaux, les tumeurs luminales B, négatives pour un des deux types de récepteurs hormonaux,
exprimant fortement le récepteur HER2 et enfin les tumeurs triples négatives ou basales,
n’exprimant pas les récepteurs hormonaux et ne montrant pas de surexpression du récepteur HER2.
Les avancées thérapeutiques proposent de cibler spécifiquement des altérations cellulaires
responsables de la transformation tumorale des tumeurs luminales et HER2+ par l’hormonothérapie
et les anticorps monoclonaux dirigés contre HER2, respectivement. Cependant, aucune stratégie
thérapeutique ciblée n’a encore été développé pour les tumeurs triples négatives/basales. Les
patientes atteintes de tumeurs basales reçoivent une chimiothérapie standard, lourde en effets
indésirables avec un risque élevé de résistance et de récidive. Leur taux de survie est faible
La transition épithélio-mésenchymateuse, mécanisme embryonnaire permettant l’acquisition de
capacités invasives, mobiles et de propriétés de cellules souches, est réactivée dans un certain
nombre de cancers dont les tumeurs triple négatives. La transition épithélio-mésenchymateuse
participe activement à la transformation et à la progression tumorale. De plus, ce processus est aussi
impliqué dans des mécanismes de résistances aux chimiothérapies et associé à la récidive. Ainsi,
bloquer la transition épithélio-mésenchymateuse pourrait être une stratégie thérapeutique
envisageable pour les tumeurs du sein triples négatives. Une stratégie bloquant ce processus
cellulaire pourrait être combinée à une autre thérapie comme une molécule thérapeutique ciblée,
une chimiothérapie ou à une immunothérapie.
Afin de déterminer quels sont les facteurs clés de la transition épithélio-mésenchymateuse à cibler,
nous avons créé au laboratoire des modèles cellulaires reproduisant l’évolution tumorale du cancer
du sein de type triple négatives avec une expression de 10 facteurs inducteurs de la transition
épithélio-mésenchymateuse, dans des cellules exprimant une altération oncogénique. Mes résultats
ont permis d’identifier une corrélation in vitro et in vivo entre la perte du gène suppresseur de
tumeur PTEN et l’expression de l’inducteur de la transition épithélio-mésenchymateuse Goosecoid.
Des études complémentaires devront être mises en place pour déterminer si l’expression de ce gène
peut représenter une future cible thérapeutique dans les tumeurs du sein triple négatives.
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En conclusion, une nouvelle stratégie thérapeutique personnalisée combinant l’inhibition d’une
altération oncogénique et de facteurs inducteurs de la transition épithélio-mésenchymateuse
associés peut être envisagée pour traiter les tumeurs du sein triples négatives. Cette stratégie peut
être également envisagée pour traiter les tumeurs mammaires non triples négatives à risque élevé
de métastases et de récidives.
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VII.
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RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
L’ISPB - Faculté de Pharmacie de Lyon et l’Université Claude Bernard Lyon 1 n’entendent donner
aucune approbation ni improbation aux opinions émises dans les thèses ; ces opinions sont
considérées comme propres à leurs auteurs.
L’ISPB - Faculté de Pharmacie de Lyon est engagé dans une démarche de lutte contre le plagiat. De ce
fait, une sensibilisation des étudiants et encadrants des thèses a été réalisée avec notamment
l’incitation à l’utilisation d’une méthode de recherche de similitudes.
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RUIZ
(CC BY-NC-ND 2.0)
RUIZ Emmanuelle
Identification de réseaux de coopération entre des inducteurs de la transition épithéliomésenchymateuse (TEM) et des altérations oncogéniques dans la tumorigenèse mammaire
Th. D. Pharm., Lyon 1, 2016, 108 p.
RESUME
Les cancers du sein triples négatifs (TNBC, négatifs aux récepteurs hormonaux ER et PR et au
récepteur HER2), sont un sous-groupe tumoral associé à un pronostic vital faible, du fait notamment
d’une absence de thérapies ciblées. Une spécificité des TNBC par rapport aux autres sous-groupes
de cancers mammaires est la présence des marqueurs de la Transition Epithélio-Mésenchymateuse
(TEM). La TEM est un mécanisme embryonnaire, réactivée par les cellules cancéreuses permettant
d’acquérir une mobilité et une capacité de dédifférenciation. Son implication dans la transformation
et la progression tumorales et dans les mécanismes de chimiorésistance et de récidive fait de la TEM
une cible thérapeutique potentiellement intégrable dans une stratégie thérapeutique visant les
TNBC.
L’objectif de mon travail de thèse a consisté à analyser les interactions entre les inducteurs de la
TEM et les altérations oncogéniques impliqués dans la transformation mammaire. Un lien entre la
perte de fonction du gène suppresseur de tumeur PTEN et la présence du facteur de transcription
induisant l’EMT (FT-TEM) GSCD a été mis en évidence in vitro et in vivo dans les TNBC. Des études
complémentaires seront envisagées pour déterminer si GSCD représente une cible thérapeutique
intéressante pour les tumeurs du sein triple négatives.
MOTS CLES
Cancer du sein
Thérapie personnalisée
Transition Epithélio-mésenchymateuse
Altérations oncogéniques
JURY
M Alain PUISIEUX, Professeur Praticien Hospitalier
Mme Caroline MOYRET-LALLE, Maître de conférences
Mme Léa PAYEN, Professeur Praticien Hospitalier
Mr Pierre SAINTIGNY, Praticien Hospitalier
DATE DE SOUTENANCE
30 Novembre 2016
ADRESSE DE L’AUTEUR
423 chemin Pierre DREVET, 69300 Caluire et Cuire, FRANCE
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RUIZ
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