thématique Dossier Profils moléculaires des cancers de la prostate

76 Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition (XII), n°2, mars-avril 2008
thématique
Dossier
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ce cas combinent souvent thérapies
endocrine (suppression des androgè-
nes) et cytotoxique (1). Cependant,
cette survie demeure temporaire car,
après un délai variable de 1 à 3 ans,
une reprise de la maladie survient
sur un mode androgéno-indépendant
(AI) pour lequel aucun traitement
n’est efficace à l’heure actuelle.
Pour établir un diagnostic de CaP, les
cliniciens posent ces trois questions
essentielles: quels sont les patients
qui ne nécessitent pas de thérapie?
si une thérapie locale est néces-
saire, quelle approche thérapeutique
utiliser? dans les formes avancées,
quel traitement administrer? Une
meilleure caractérisation des CaP
sur le plan moléculaire est donc
indispensable à l’identification de
nouveaux marqueurs pronostiques
et thérapeutiques. Depuis dix ans,
beaucoup d’études faisant appel à
la biologie moléculaire ont été réali-
sées sur les CaP. Toutefois, celles-ci
n’ont pu êtres validées car le nombre
de patients était trop faible et la
prise en charge thérapeutique hété-
rogène. Par conséquent, la plupart
des marqueurs pronostiques poten-
tiels identifiés n’ont pas été validés.
Par ailleurs, les marqueurs qui sont
évalués de façon intensive souffrent
du manque de standardisation dans
les méthodes d’analyse. Dans les
cancers du sein, le dosage des récep-
teurs aux estrogènes et à la proges-
térone ainsi que celui de la protéine
HER2 sont réalisés en routine pour
le choix d’une thérapie anti-hormo-
nale ou moléculaire ciblée (2). Dans
les CaP, le retard dans la prise en
charge thérapeutique est imputable
à son caractère plus hétérogène (3),
à l’absence de stockage massif de
Profils moléculaires des cancers de la prostate
Molecular profiling of prostate cancer
Claudia Andrieu, Gilles Karsenty, Claire Seillan, Palma Rocchi*
* Inserm U624 “stress cellulaire”, Parc scientifique et technologique de Luminy, Marseille.
De nombreuses tentatives visant à améliorer la prise en charge des
cancers de la prostate (CaP) par biologie moléculaire ont échoué et, à ce
jour, aucun marqueur moléculaire n’est analysé en routine.
Cela est dû en partie à l’hétérogénéité moléculaire intrinsèque des
CaP, mais aussi à la pénurie de tissus suffisamment bien répertoriés et au
défaut de standardisation des techniques d’analyse.
Dans les prochaines années, nous espérons que chaque patient pourra
bénéficier d’une analyse moléculaire systématique de tous ses gènes
au niveau ADN, ARN et protéine grâce aux méthodes de DNA-, RNA-
microarray et protéomique.
Ces techniques ont permis d’identifier de nouveaux marqueurs molé-
culaires potentiels, mais n’ont pu être validées dans une large cohorte de
patients bien caractérisés sur le plan clinique.
De plus, des biopsies systématiques de CaP à évolution lente ou
hormonoréfractaires permettraient l’étude de l’histoire naturelle de la
maladie, la découverte de marqueurs prédictifs potentiels de réponse à la
thérapie et l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques.
Une meilleure connaissance des signatures moléculaires de ce cancer
permettrait de répondre aux questions cliniques majeures suivantes:
quels sont les patients qui ne nécessitent aucune thérapie? quelle thérapie
utiliser dans les formes localisées ? quelle stratégie thérapeutique envi-
sager dans formes avancées ou métastatiques ?
Mots-clés : Cancer de la prostate – Caractérisation moléculaire –
Marqueurs pronostiques – Cible thérapeutique.
Keywords: Prostate cancer – Molecular profiling – Prognosis – Targeted
therapy.
S
S
S
S
S
S
points FORTS
L
es cancers de la prostate (CaP)
CaP se traduisent souvent cli-
niquement par une évolution
locale très lente. Ces cancers font
habituellement l’objet d’une sur-
veillance et ne bénéficient d’aucune
thérapie. Dans les formes locales à
évolution rapide, le traitement de
référence est généralement la chirur-
gie et/ou la radiothérapie. Mais lors-
que le CaP est diagnostiqué à un
stade avancé, seule la suppression
androgénique apporte un gain en ter-
mes de survie des patients, du fait de
l’androgénodépendance (AD) de ce
cancer. Les traitements utilisés dans
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thématique
tissus congelés pour la recherche, au
manque de biopsies systématiques
chez les patients à évolution lente ou
présentant un CaP AI, ainsi qu’à un
défaut de standardisation des techni-
ques utilisées.
Il est donc indispensable de stan-
dardiser les techniques de biologie
moléculaire et d’augmenter l’archi-
vage tissulaire et biologique des CaP
pour identifier de nouvelles cibles
moléculaires pronostiques et théra-
peutiques de ces cancers.
Les marqueurs
pronostiques potentiels
p53
p53 est un gène suppresseur de
tumeur impliqué dans le maintien de
l’intégrité génomique et le contrôle
de l’apoptose. L’inactivation de
p53 apparaît généralement à travers
des mutations d’un allèle. Comme
la plupart des mutations se tradui-
sent par un produit de gène inactivé
dont la demi-vie est augmentée, cela
entraîne une accumulation nucléaire
et un marquage positif de p53 par
immunohistochimie (IHC). Plus de
800 études ont analysé p53 dans les
CaP, et la moyenne des cancers altérés
pour p53 varie de 4 à 61% (4). Cette
grande variabilité reflète le manque
de standardisation dans la mesure de
p53 par IHC, une augmentation de
la sensibilité conduisant à des faux
positifs. De fait, le séquençage de
p53 montre que le taux de mutation
dans les cancers n’est pas supérieur
à 10% (5), et deux études impliquent
l’altération de p53 dans la résistance
à la radiation. Toutefois, les résultats
de ces études sont à prendre avec
précaution car elles ne portent que
sur un faible nombre de patients, 53
et 54 respectivement (6).
Bcl-2
Bcl-2 est une protéine inhibitrice
de l’apoptose, surexprimée dans 1 à
69% des CaP (4). Au vu des diffé-
rences de survie observées chez des
patients atteints de CaP positifs ou
négatifs pour Bcl-2, après thérapie
anti-androgénique (7) ou irradia-
tion (8), il semble que l’expression
de Bcl-2 permette de prédire la
réponse à ces traitements. Cepen-
dant, les mêmes différences de
survie sont observées dans les CaP
de patients traités par prostatectomie
radicale (9). Un taux élevé de Bcl-2
pourrait donc être un marqueur de
mauvais pronostic, indépendamment
du traitement.
L’index de prolifération Ki67
La prolifération cellulaire tumorale
est un marqueur pronostique évident
dans les cancers. La quantification
de la protéine Ki67, exprimée dans
tous les noyaux des cellules en phase
G2, S et M du cycle cellulaire, est
un moyen efficace de mesurer cette
prolifération. Le pourcentage de CaP
positifs pour Ki67 (index de prolifé-
ration [IP]) est beaucoup plus faible
que dans les autres cancers (entre
2 et 15%), ce qui traduit probable-
ment la longue histoire naturelle de
ce cancer. Plusieurs études montrent
que l’IP Ki67 est un facteur pronos-
tique pertinent (10), mais l’informa-
tion clinique additionnelle apportée
par l’IP Ki67 n’est pas encore déter-
minée
Le récepteur aux androgènes
et l’expression de l’antigène
spécifique prostatique
Plusieurs études mettent en évidence
un mauvais pronostic des CaP ayant
un faible taux d’antigène spécifique
prostatique (PSA) ou de récepteur
aux androgènes (RA). Cette observa-
tion peut être reliée à une dédifféren-
ciation générale de ces cancers, mais
aucune étude n’a montré une valeur
pronostique indépendante. Le rôle
prédictif potentiel des altérations du
RA est discuté plus loin.
La cadhérine-E et l’α/β-caténine
La cadhérine-E et l’α/β-caténine
sont des molécules d’adhésion
intercellulaires. L’importance de la
cadhérine-E dans la morphogenèse
des cancers du sein et de l’estomac a
soulevé la question de leur rôle dans
les CaP. Une expression réduite de
ces marqueurs est observée dans les
tumeurs caractérisées par un score de
Gleason élevé. Une valeur pronos-
tique indépendante d’α-caténine dans
les CaP localisés et avancés est égale-
ment démontrée chez 215 patients,
avec 13 ans de recul moyen (11).
p27kip1
p27kip1 est un inhibiteur des kinases
et de la prolifération cellulaire. Les
aberrations cytogénétiques du gène
p27kip1 sont rares et son expression
est essentiellement régulée au niveau
post-traductionnel. Dans la prostate
normale, p27kip1 est exprimé prin-
cipalement dans les cellules sécré-
toires, et une diminution de son
expression est observée dans 19,5
à 84% des CaP. La diminution de
l’expression de p27kip1 est associée
à un score de Gleason élevé et à un
mauvais pronostic (12), mais elle est
aussi observée dans les hyperplasies
prostatiques bénignes.
La différenciation
neuroendocrine
La différenciation neuroendocrine
(NE), mise en évidence avec un
anticorps dirigé contre l’énolase
spécifique des neurones (NSE) ou la
chromogranine A, est présente dans
24 à 98,5% des CaP (13). C’est le
marqueur pronostique potentiel le
plus discuté (14). Certains centres
hospitaliers analysent la différencia-
tion NE en routine dans leurs biop-
sies prostatiques, mais seules sept
études sur 16 montrent une associa-
tion avec un mauvais pronostic (13).
Il est incorrect d’attribuer à la NE,
comme pour Bcl-2, un rôle prédictif
de réponse au traitement. En effet,
seules trois études réalisées sur une
petite cohorte le démontrent. Par
ailleurs, la NE est aussi observée et
associée à un mauvais pronostic chez
des patients traités par chirurgie. De
plus, il n’y a pas de méthodes stan-
dardisées pour la mesure de la diffé-
renciation NE.
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Figure 1. Les marqueurs prédictifs de la réponse à la thérapie antiandrogénique peuvent se
regrouper en cinq catégories.
1. Amplification du RA 2. Mutations du RA
3. Facteurs de croissance et interleukines
4. Détournement du RA
Testostérone Corticostéroïdes
Flutamide
Autres...
Facteurs de croissance
DHT 5α-réductase
PP
P
P
P
P
PP
RA RA
RA RA
RA
RA RA
RA RA
Mitochondrie
Bcl2
Hsp27
RTK
AKT MAPK
Facteurs de croissance
Promiscuité du RA
Amplification du RA
PSA croissance survie
Gènes cibles du RA
5. Cellules neuroendocrines
D’après Feldman BJ. Nat Rev Cancer 2001.
>>>
L’antigène spécifique
membranaire prostatique
L’antigène spécifique membranaire
prostatique (PSMA) est un antigène
membranaire, considéré comme un
facteur de mauvais pronostic, qui est
surexprimé dans 90% des CaP (15).
Comme les protéines de surface sont
des cibles thérapeutiques pertinentes,
PSMA fait actuellement l’objet
d’une étude clinique.
Les marqueurs prédictifs
de réponse à la thérapie
La radiothérapie
Des données récentes montrent
que la radiosensibilité des tumeurs
est un événement génétiquement
contrôlé. Plusieurs équipes s’atta-
chent actuellement à démontrer que
des protéines impliquées dans la
réparation de l’ADN, la transduction
du signal, la prolifération cellulaire
et l’apoptose constituent potentiel-
lement des marqueurs prédictifs.
Cependant, aucune donnée clinique
étayant ce concept n’a été collectée
jusqu’à maintenant. Comme pour
Bcl-2 et p53, il est important de
noter que les marqueurs observés
associés à l’évolution clinique des
patients irradiés peuvent aussi repré-
senter des marqueurs pronostiques
indépendants de la thérapie.
La privation androgénique
Les mécanismes de résistance à la
privation androgénique sont très
étudiés. Ces mécanismes peuvent
se regrouper en cinq catégories
(16) ; tous sont centrés autour de la
voie du RA et schématisés dans la
figure 1.
Certains mécanismes de résistance
à la thérapie hormonale provien-
nent de mutations ou d’une ampli-
fication du RA (17). Aucune de ces
altérations n’a été oberservée dans
les tumeurs primaires non traitées.
Par conséquent, beaucoup d’es-
poirs ont été fondés dans la mise en
place de stratégies de traitement de
seconde ligne dans les cancers AI.
Par exemple, on peut s’attendre à
ce que le blocage hormonal total
soit la thérapie de choix dans les
cancers AI ayant une amplification
du RA, la testostérone résiduelle
du sang étant responsable de leur
croissance. Cependant, les études de
patients après thérapie anti-androgé-
nique ne montrent pas qu’il y ait un
intérêt clinique à analyser de façon
détaillée ces altérations d’expression
du RA (18). D’autres études décri-
vent une activation du RA, indé-
pendamment de la fixation de son
ligand, par les facteurs de croissance
et les interleukines (19). Est égale-
ment décrite une surexpression de
facteurs anti-apoptotiques, comme
la clustérine, Bcl-2 et Hsp27, qui
seraient capables de contourner
la voie du RA pour permettre la
croissance et la survie des cellules
de CaP (17, 20, 21). De même, la
différenciation NE, via la sécrétion
de neuropeptides comme l’adré-
nomédulline, par exemple, serait
responsable de la croissance tumo-
rale AI des CaP (22). Cependant,
des études cliniques prospectives
mettent en évidence la faible valeur
prédictive de la différenciation NE
dans la réponse à la privation andro-
génique.
La chimiothérapie
Un nombre important de marqueurs
tumoraux, comme HER2 dans le
cancer du sein ou le récepteur à
l’EGF (REGF) dans les cancers du
poumon et du côlon, peuvent être
ciblés par des molécules thérapeu-
tique. Certaines études montrent que
de telles drogues peuvent être effi-
caces dans d’autres types de cancers
présentant les mêmes aberrations.
Ainsi, les gènes qui sont la cible
de molécules disponibles sont très
étudiés à l’heure actuelle.
HER2
HER2, récepteur tyrosine kinase
transmembranaire, est la cible
du trastuzumab (Herceptin®). La
plupart des cancers du sein métasta-
tiques présentant une amplification
de HER2 répondent très bien à cette
molécule (2). Dans les CaP, une
amplification de HER2 a souvent été
décrite, mais le trastuzumab n’a pas
eu d’effet significatif (23). De fait,
des études ultérieures, utilisant cette
fois des critères standardisés pour
l’amplification de gènes, ont montré
l’absence d’amplification de HER2
dans les CaP (24).
REGF
REGF, un autre membre de la
famille HER2, est la cible de
V
V
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80 Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition (XII), n°2, mars-avril 2008
thématique
Dossier
Figure 2. Principe de la technique de tissue microarray (TMA) classique réalisée à partir de
prostatectomies radicales.
>>>
plusieurs drogues incluant des anti-
corps bloquants et de petites molé-
cules inhibitrices. L’expression du
REGF a été détectée par IHC dans
1 à 100% des CaP (4, 25), et une
forte expression est associée à un
mauvais pronostic (26). Cependant,
des études utilisant des molécules
dirigées contre le REGF chez les
patients atteints de CaP ont donné
peu de résultats (27). Une obser-
vation similaire a été faite dans
le cadre de cancers du poumon
pour lesquels une surexpression du
REGF est insuffisante à prédire une
réponse clinique significative. Seuls
les cancers avec mutation ou ampli-
fication du gène REGF semblent
répondre à la thérapie. Dans les CaP,
l’amplification du gène REGF n’est
retrouvée que dans 1% des cas, et
la présence de mutations dans les
exons 18-21 n’a pas encore été suffi-
samment analysée (25).
Les futures stratégies
Il est évident que la caractérisation
moléculaire des CaP doit être pour-
suivie afin que l’on puisse répondre
aux questions cliniques fondamen-
tales posées au début de cet article:
quels patients n’ont pas besoin de
thérapie? quel traitement utiliser
dans le cas d’une thérapie locale?
quelle stratégie utiliser dans les CaP
avancés? Le succès des futures stra-
tégies repose sur la disponibilité des
ressources tissulaires et biologiques
appropriées.
Par exemple, l’utilisation de la
méthode de TMA (tissue microarray)
classique, reposant sur des tissus
prélevés lors de prostatectomies
radicales et permettant d’analyser
jusqu’à 3000 échantillons sur une
même lame (figure 2), montre que
des facteurs pronostiques peuvent
être clairement identifiés (28). La
fabrication de ces TMA peut aussi
se faire à partir de biopsies, permet-
tant l’analyse d’un grand nombre de
patients n’ayant reçu aucun traite-
ment. Les fragments de biopsie sont
inclus perpendiculairement dans un
bloc en paraffine, de la même façon
que dans l’approche TMA clas-
sique. Des tissus de patients HR,
radio- et chimiorésistants sont égale-
ment nécessaires pour trouver des
marqueurs prédictifs de réponse aux
nouvelles thérapies, car ces derniers
ne sont pas toujours identifiables à
partir d’une biopsie préthérapeu-
tique. Un grand nombre de tissus
non fixés sont aussi nécessaires à
l’identification de facteurs pronos-
tiques et prédictifs au moyen des
outils de puces à ADN et ARN et
de l’approche protéomique. Ces
méthodes puissantes permettent
l’analyse systématique de tous les
gènes virtuels du cancer au niveau de
l’ADN, de l’ARN et de la protéine.
Ainsi, Hsp27, une cible moléculaire
de CaP, a été découverte sur des
modèles animaux grâce à la tech-
nique de puces à ADNc (20, 21).
Ce marqueur a ensuite été validé
par IHC sur des TMA comprenant
282 échantillons de CaP humains
prélevés en différents temps après
hormonothérapie (figure 3). Grâce
à une optimisation de l’usage des
techniques de biologie molécu-
laire, la synthèse d’un inhibiteur
de la protéine Hsp27 (OGX-427) a
été réalisée, et des essais cliniques
de phase I sont en cours aux États-
Unis et au Canada afin de tester
l’effet de l’inhibition d’Hsp27
dans les CaP. Dans les prochaines
années, nous pouvons donc espérer
que la standardisation de ces tech-
niques et un meilleur archivage des
ressources biologiques permettront
de progresser rapidement dans la
caractérisation moléculaire des CaP
et dans la découverte de nouvelles
cibles moléculaires.
Le CaP étant une maladie
fréquente, il est indispensable de
mieux comprendre les paramètres
moléculaires responsables de son
évolution. À ce jour, aucun d’entre
eux n’est analysé en routine dans
les CaP, et nous espérons que les
technologies de criblage modernes
conduiront à l’identification de
nouveaux biomarqueurs. Lorsque
de tels candidats auront été validés
sur une large cohorte de patients
bien caractérisés sur le plan
clinique, une meilleure compréhen-
sion à l’échelon individuel et une
meilleure prise en charge des CaP
seront envisageables. N
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81 Métabolismes Hormones Diabètes et Nutrition (XII), n°2, mars-avril 2008
Dossier
thématique
Figure 3. A. Immunoréactivité de Hsp27 sur des tissue microarrays de tumeurs prostatiques humaines à différents temps après castration chimi-
que et au stade androgéno-indépendant (AI) [n = 232]. B. Moyenne du scoring visuel de Hsp27 dans chaque groupe.
3-6 mois castration > 6 mois castration
non traités < 3 mois castration
3-6 mois castration
AI
AI
non traités
> 6 mois castration
a
c
b
d
A.
B.
0
**
***
*** ***
< 3 mois 3-6 mois > 6 mois AI
0
0,5
1
1,5
2
2,5
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