Cancérologie digestive : quoi de neuf en 2005 ? Dossier

Dossier
thématique
n° 3 - vol. IX
Cancérologie digestive :
quoi de neuf en 2005 ?
Coordinateur : J.L. Legoux
◆ Biologie moléculaire
Molecular biology
138
(A. Lièvre)
◆ Pharmacogénétique du cancer colorectal
Colorectal cancer pharmacogenetics
141
(V. Boige)
◆ Tumeurs endocrines
Endocrine tumors
143
(G. Cadiot)
◆ Cancer du pancréas : va-t-on vers de nouveaux
standards au-delà de la gemcitabine ?
144
Pancreatic cancer
(J.L. Van Laethem)
◆ Le cancer du côlon
Colon cancer
147
(T. Lecomte)
◆ Cancer de l’estomac
Gastric adenocarcinoma
150
(D. Pezet)
© La Lettre du Cancérologue - Volume XV - n° 2 - mars-avril 2006.
D
O
S
S
I
E
R
T
H
É
M
A
T
I
Q
U
E
Biologie moléculaire
Molecular biology
● A. Lièvre*
LE PROFIL D’EXPRESSION GÉNIQUE DES CANCERS
COLORECTAUX : INTÉRÊT PRONOSTIQUE DES PUCES
À ADN
La progression tumorale colorectale est un processus multiétape
aboutissant à l’accumulation de plusieurs altérations génétiques
survenant à différents moments de la carcinogenèse. Ce processus
complexe est probablement l’une des raisons pour lesquelles la
valeur pronostique de ces altérations génétiques, prises séparément
a, jusqu’à présent, été mise en défaut. Une étude plus globale, telle
que celle offerte par les puces à ADN (microarrays), qui permettent la mesure simultanée du niveau d’expression de plusieurs milliers de gènes, est probablement une voie prometteuse pour l’identification de marqueurs moléculaires pronostiques, en complément
du stade TNM et en particulier concernant les cancers coliques de
stades II et III. L’année 2005 a vu l’essor des publications s’intéressant au profil d’expression génique des cancers colorectaux.
S. Eschrich et al. (1) ont évalué sur une puce à ADNc contenant
plus de 32 000 gènes le profil d’expression génique de 78 cancers colorectaux et l’ont corrélé à la survie des patients qui étaient
divisés en deux groupes, de bon (n = 30) et mauvais (n = 48) pronostic (survie globale supérieure et inférieure à 36 mois respectivement). L’analyse a permis d’identifier 43 gènes discriminants
pour la prédiction de la survie des patients, avec une sensibilité
de 93 % et une spécificité de 84 %. Cette “signature génétique”
constituée par le profil d’expression de ces 43 gènes avait une
valeur pronostique significativement plus élevée (signature de bon
pronostic versus signature de mauvais pronostic, p < 0,001) que
celle de la classification de Dukes (Dukes B versus Dukes C,
p = 0,038) appliquée chez ce groupe de patients. Afin de valider
cette classification moléculaire pronostique obtenue à partir de
puce à ADNc, les auteurs l’ont testée sur un groupe indépendant
de 95 patients ayant un cancer colique Dukes B ou C en la transposant sur une puce à oligonucléotides (Affymetrix) comportant
seulement 26 des 43 gènes discriminants. La signature obtenue
avec ces 26 gènes restait cependant très discriminante pour identifier les patients à bon ou mauvais pronostic (p < 0,001), notamment au sein des sous-groupes de patients Dukes B et Dukes C
dont les survies n’étaient statistiquement pas différentes
(p = 0,118). Certains des gènes d’intérêt de cette signature sont
* Inserm U775, faculté des Saints-Pères, Paris et service d’hépato-gastroentérologie et oncologie digestive, CHU Ambroise-Paré, Boulogne.
© La Lettre du Cancérologue - Volume XV - n° 2 - mars-avril 2006.
138
impliqués dans des processus d’adhésion cellulaire, d’invasion,
d’angiogenèse ou d’apoptose et pourraient avoir un rôle important dans la carcinogenèse colorectale.
Ce travail suggère que les patients ayant une “signature” de mauvais pronostic, quel que soit leur stade TNM, pourraient se voir
proposer une chimiothérapie adjuvante. Il vient corroborer les
résultats d’une étude publiée en 2004 (2) qui avait permis d’identifier 23 gènes discriminants pour l’évaluation de la survie sans
récidive chez des patients opérés d’un cancer colique de stade II.
On regrette cependant qu’aucun de ces 23 gènes d’intérêt n’ait
été retrouvé discriminant dans l’analyse de S. Eschrich et al.
Deux autres études publiées cette année ont montré l’intérêt pronostique du profil d’expression génique des tumeurs colorectales.
La première porte sur une série de 91 patients opérés d’un cancer colorectal Dukes C (n’ayant pas reçu de chimiothérapie adjuvante) chez lesquels, par ailleurs, les mutations de TP53 et de
KRAS ainsi que la perte allélique en 18q n’avaient pas de valeur
pronostique (3). La deuxième s’appuie sur une série de 18 cancers coliques de stades II-III (9 avec récidive, 9 sans récidive tumorale) chez lesquels le profil d’expression génique de la tumeur,
mais également de façon originale de la muqueuse colique non
tumorale adjacente, s’est avéré prédictif de la récidive avec une
précision de 83 % et 78 % respectivement (4).
L’ensemble de ces résultats incite à poursuivre les investigations
afin de déterminer de manière claire le panel de gènes le plus discriminant pour l’utilisation potentielle en pratique clinique du
profil d’expression génique des tumeurs colorectales.
LES ALTÉRATIONS GÉNÉTIQUES ISOLÉES GARDENTELLES UN INTÉRÊT PRONOSTIQUE ? L’HEURE DES
MÉTA-ANALYSES
Mutations de TP53
Une analyse “poolée” de données individuelles émanant de
25 groupes de recherche et regroupant 3 583 cancers colorectaux
a été publiée (5). Une mutation de TP53 était présente dans 42 %
des cas. Une analyse séparée a été réalisée pour les trois sites tumoraux suivants : côlon proximal, côlon distal et rectum. Les mutations de TP53 étaient significativement plus fréquentes dans le côlon
distal et le rectum (45 % versus 34 % ; p < 0,001). Dans les tumeurs
proximales, les mutations de TP53 étaient significativement associées à un envahissement ganglionnaire. Prises dans leur ensemble,
les mutations de TP53 n’avaient aucune valeur pronostique. CepenLa lettre de l’hépato-gastroentérologue - n° 3 - vol. IX - mai-juin 2006
D
O
S
S
I
E
R
T
dant, une étude détaillée des différents types de mutations a révélé,
en analyse multivariée, que les mutations entraînant la synthèse
d’une protéine tronquée dans les tumeurs coliques distales étaient
un facteur indépendant de mauvais pronostic (RR = 2,52 ; p < 0,07),
de même que les mutations de l’exon 5 dans les tumeurs coliques
proximales (RR = 1,36 ; p = 0,03). Concernant l’interaction avec la
chimio-sensibilité dans les cancers Dukes C, en présence d’une mutation de TP53 le bénéfice de la chimiothérapie adjuvante n’était
observé que dans le groupe des tumeurs coliques proximales
(p < 0,001) alors qu’il l’était quel que soit le site en l’absence de
mutation, suggérant une “résistance” à la chimiothérapie à base de
5-FU dans les tumeurs distales.
Une autre étude rétrospective portant sur 391 cancers coliques de
stade III traités par chimiothérapie adjuvante a montré que la présence d’une mutation de TP53 était un facteur de mauvais pronostic en analyse univariée (survie sans récidive à 5 ans : 44 %
versus 62,7 %, HR = 1,71, IC95 [1,14-2,56] ; p = 0,009) et multivariée (HR = 1,71, IC95 [1,12-2,59] ; p = 0,018), tandis que l’instabilité microsatellitaire n’apparaissait comme un facteur de bon
pronostic qu’en analyse univariée et que les mutations de KRAS
n’avaient aucune valeur pronostique (6). L’administration d’une
chimiothérapie chez tous les patients inclus dans cette étude ouvre
de nouveau le débat sur la potentielle chimiorésistance au 5-FU
comme facteur confondant pour la détermination de la valeur pronostique des mutations de TP53 qui nécessite clairement la réalisation de grandes séries prospectives.
Perte allélique en 18q
La perte allélique en 18q (LOH 18q) est l’un des marqueurs pronostiques les plus prometteurs, avec cependant des données contradictoires justifiant cette méta-analyse regroupant 17 études publiées
et 2 189 cancers colorectaux (7). La fréquence de la perte allélique
en 18q (54 %) était similaire quelle que soit la technique employée,
y compris l’immuno-histochimie à la recherche d’une perte de l’expression du supposé gène suppresseur de tumeur DCC (délété dans
les cancers colorectaux) situé en 18q21 et impliqué dans la carcinogenèse colorectale. Les patients LOH 18q ou ayant une perte d’expression de DCC avaient une survie globale significativement inférieure aux autres (HR = 2,00, IC95 :1,49-2,69), quelle que soit la
technique utilisée (génotypage ou immuno-histochimie). Ce mauvais pronostic était toujours observé quand seules les neuf études
portant sur les cancers de stades II-III (n = 1 322) étaient prises en
considération (HR = 1,69, IC95 : 1,13-2,54). Une analyse pronostique a également été faite en fonction de la position par rapport au
locus de DCC des marqueurs microsatellites utilisés en génotypage
afin d’évaluer le rôle de ce gène dans la perte allélique en 18q. Que
les marqueurs intéressent le locus de DCC (8 études, 1 210 patients)
ou non (4 études, 458 patients), la perte allélique en 18q évaluée par
génotypage était toujours un facteur de mauvais pronostic. Cela suggère l’implication d’autres gènes que le gène DCC dans le rôle pronostique de la perte allélique en 18q dans les cancers colorectaux.
Ces résultats sont bien sûr à prendre avec précaution compte tenu
de l’hétérogénéité des études et des biais de publication, mais confirment l’intérêt pronostique de la perte allélique en 18q, notamment
dans les stades II où elle pourrait aider au choix des patients relevant d’une chimiothérapie adjuvante.
La lettre de l’hépato-gastroentérologue - n° 3 - vol. IX - mai-juin 2006
H
É
M
A
T
I
Q
U
E
L’instabilité des microsatellites
Plusieurs études ont montré que le phénotype MSI était un facteur de bon pronostic, indépendamment des facteurs pronostiques
standard incluant principalement le stade tumoral. Une compilation de 32 séries de la littérature publiée cette année (8) confirme
ces données chez plus de 7 000 malades, avec un risque relatif de
décès en cas d’instabilité microsatellitaire de 0,65 (IC95 : 0,590,71). Une analyse des 13 séries comprenant uniquement des cancers colorectaux de stades II-III (2 935 patients) confirme ces
résultats avec un risque de décès en cas de tumeur MSI de 0,67
(IC95 : 0,58-0,78) chez ce sous-groupe de patients.
MUTATIONS DE PIK3CA ET CARCINOGENÈSE COLORECTALE
Les phosphatidylinositols 3-kinases (PI3K) sont des kinases phosphorylant les lipides membranaires qui jouent un rôle clé dans la
voie de signalisation intracellulaire PI3K/Akt impliquée dans la
régulation des processus de prolifération cellulaire, d’apoptose et
d’adhésion cellulaire. Cette voie, tout comme la voie Ras/MAP
kinase, est activée au cours de la carcinogenèse colorectale à la
suite de l’autophosphorylation de récepteurs de facteur de croissance membranaires à activité tyrosine kinase tels que l’EGFR.
La PI3K est constituée de deux sous-unités : une sous-unité régulatrice (p85) et une sous-unité catalytique (p110).
Afin de déterminer si les PI3K étaient génétiquement altérées au
cours de la carcinogenèse, l’équipe de Y. Samuels et al. (9) a
séquencé l’ensemble des gènes codant pour les PI3K sur une série
de 35 cancers colorectaux. PIK3CA, qui code pour la sous-unité
catalytique p110, était le seul gène comportant des mutations somatiques. Un séquençage de l’ensemble des exons de PIK3CA a donc
été réalisé à partir de 199 cancers colorectaux supplémentaires,
parmi lesquels 74 (32 %) avaient une mutation. Plus des trois quarts
des mutations étaient situées dans 2 clusters des domaines hélicase
et kinase, génétiquement très conservés, avec un fort ratio de mutations non synonymes sur mutations synonymes laissant présager
un caractère fonctionnel et carcinogène de ces mutations. L’analyse in vitro de l’activité enzymatique kinase dans des cellules transfectées avec la sous-unité p110 sauvage ou p110 mutée a montré
que les mutations somatiques de PIK3CA étaient associées à une
élévation significative de l’activité kinase lipidique de PI3K, responsable d’une phosphorylation activatrice de Akt (9, 10). Il en
résulte une perte de l’inhibition de contact et une induction de la
prolifération et de l’invasion cellulaire associée à une résistance à
l’apoptose (10, 11). Ces résultats suggèrent que les mutations de
PIK3CA ont un rôle fonctionnel oncogénique et que le développement d’inhibiteurs spécifiques de PI3K en cas de mutations activatrices pourrait être une voie thérapeutique prometteuse.
LA VOIE NOTCH : UNE NOUVELLE VOIE DE SIGNALISATION
IMPLIQUÉE DANS LA CARCINOGENÈSE COLORECTALE
Les gènes Notch (Notch 1 à 4) codent pour des récepteurs membranaires qui jouent un rôle clé dans la régulation de la différenciation cellulaire au niveau intestinal. La fixation d’un des ligands (Delta
139
D
O
S
S
I
E
R
T
like–1, –3, –4 et Jagged–1 et –2) sur le récepteur Notch est responsable de plusieurs clivages protéolytiques au niveau de la partie intramembranaire du récepteur, en particulier du domaine intracellulaire
de NICD (Notch intracellular domain) par le complexe de la γ sécrétase. Le NICD va alors se transloquer dans le noyau où il se fixe au
facteur de transcription RBP-J (ou CSL), activant ainsi la transcription de gènes cibles au niveau de l’ADN. Les gènes ciblés par
Notch les mieux caractérisés sont les gènes codant pour la famille
des protéines nucléaires bHLH (basic helix-loop-helix), en particulier HES (hairy-enhancer of split). Le gène codant pour le facteur
de transcription Math1, nécessaire à la différenciation des cellules
pluripotentes en cellules sécrétantes (cellules endocrines et cellules
muco-sécrétantes ou goblet cells) au niveau des cryptes intestinales
et coliques, est réprimé par Hes1 exprimé à ce niveau. L’étude des
souris knock-out ayant une invalidation létale du gène Hes1 (Hes1/) révèle une augmentation significative des cellules entéro-endocrines et muco-sécrétantes au détriment des entérocytes au niveau
intestinal, sans que le pool de progéniteurs prolifératifs ne soit
affecté. À l’inverse, l’invalidation, également létale, du gène Math1
chez la souris (Math1-/-) conduit à l’absence de différenciation vers
la lignée sécrétoire malgré la conservation d’une architecture quasi
normale de l’axe crypte-villosité.
L’étude de J.H. Van Es et al. publiée dans Nature en 2005 (12)
apporte un éclairage supplémentaire sur l’implication de Notch dans
le contrôle de la différenciation cellulaire intestinale, mais surtout
sur son interaction avec la voie Wnt dont le rôle dans la carcinogenèse colorectale est bien établi. Les auteurs ont inhibé la voie Notch
par délétion inactivatrice de RBP-J, mais également par l’administration d’un inhibiteur de la γ sécrétase chez la souris et ont observé,
dans les deux cas, une conversion des cellules cryptiques prolifératives en cellules muco-sécrétantes, caractérisées par une forte expression de Math1, dont le nombre était augmenté. L’inhibition de la γ
sécrétase chez la souris Min (ApcMin : modèle murin de polypose
adénomateuse ayant une mutation constitutive du gène Apc impliqué dans la voie Wnt) était associée aux mêmes constatations, suggérant l’implication de Notch dans le maintien du phénotype prolifératif des cellules adénomateuses intestinales. L’expression des
récepteurs et des ligands de Notch, ainsi que celle de Hes1 dans les
cellules cryptiques et adénomateuses de la souris ApcMin vient
appuyer cette hypothèse en mettant en évidence une activation de
la voie Notch dans ce modèle murin.
Une autre étude, publiée dans le même numéro de Nature, a analysé le rôle de l’activation de Notch sur la différenciation et la prolifération des progéniteurs intestinaux dans un modèle de souris
transgénique surexprimant de façon constitutive Notch1 dans
toutes les cellules de l’épithélium intestinal, y compris les cellules
pluripotentes des cryptes (13). Ils ont observé une déplétion complète en cellules muco-sécrétantes dans tous les segments intestinaux et une réduction marquée des cellules endocrines, suggérant
une expression précoce de Notch activé dans les cellules pluripotentes conduisant à une inhibition de la différenciation vers la
lignée cellulaire sécrétoire. Une corrélation entre l’expression de
Notch1 et celle de Hes1 était observée dans l’épithélium intestinal où Math1 n’était pas exprimé. Une analyse de la prolifération
cellulaire a permis d’observer une augmentation importante des
cellules en prolifération dans les régions intervillositaires associée
140
H
É
M
A
T
I
Q
U
E
à une expansion significative du compartiment prolifératif intracryptique. Le phénotype de ces cellules en prolifération ectopiques
au niveau de la bordure en brosse était identique à celui des cellules indifférenciées présentes habituellement au fond des cryptes,
suggérant une inhibition de la différenciation épithéliale intestinale lorsque la voie Notch est activée. La voie Wnt jouant un rôle
important dans le maintien du pool de cellules cryptiques prolifératives, les auteurs ont analysé l’expression des facteurs de transcription TCF-4 et LEF1 dans leur modèle murin activé pour Notch
et n’ont trouvé aucune altération de la transcription de ces facteurs,
ni de la localisation nucléaire de la β-caténine dans les cellules
cryptiques. Ces données suggèrent que le rôle de Notch dans le
maintien du pool de cellules cryptiques prolifératives serait indépendant de la voie Wnt.
L’ensemble de ces résultats montre, d’une part, que la voie Notch
est nécessaire au maintien du pool de cellules cryptiques prolifératives et à la régulation de leur différenciation et, d’autre part, que
l’activation de cette voie est impliquée dans la carcinogenèse intestinale dans un modèle murin de polypose adénomateuse. Le développement d’inhibiteurs de la γ sécrétase pourrait donc constituer
une nouvelle voie thérapeutique dans la polypose adénomateuse
familiale, et par conséquent dans l’adénocarcinome colorectal. ■
R
É
F
É
R
E
N
C
E
S
B
I
B
L
I
O
G
R
A
P
H
I
Q
U
E
S
1. Eschrich S, Yang I, Bloom G et al. Molecular staging for survival prediction
of colorectal cancer patients. J Clin Oncol 2005;23(15):3526-35.
2. Wang Y, Jatkoe T, Zhang Y et al. Gene expression profiles and molecular markers to predict recurrence of Dukes’B colon cancer. J Clin Oncol 2004;22(9):156471.
3. Arango D, Laiho P, Kokko A et al. Gene-expression profiling predicts recurrence in Dukes’ C colorectal cancer. Gastroenterology 2005;129(3):874-84.
4. Barrier A, Lemoine A, Boelle PY et al. Colon cancer prognosis prediction by
gene expression profiling. Oncogene 2005;24(40):6155-64.
5. Russo A, Bazan V, Iacopetta B et al. The TP53 colorectal cancer international
collaborative study on the prognostic and predictive significance of p53 mutation: influence of tumor site, type of mutation, and adjuvant treatment.
J Clin Oncol 2005;23(30):7518-28.
6. Westra JL, Schaapveld M, Hollema H et al. Determination of TP53 mutation
is more relevant than microsatellite instability status for the prediction of diseasefree survival in adjuvant-treated stage III colon cancer patients. J Clin Oncol
2005;23(24):5635-43.
7. Popat S, Houlston RS. A systematic review and meta-analysis of the relationship between chromosome 18q genotype, DCC status and colorectal cancer prognosis. Eur J Cancer 2005;41(14):2060-70.
8. Popat S, Hubner R, Houlston RS. Systematic review of microsatellite instability and colorectal cancer prognosis. J Clin Oncol 2005;23(3):609-18.
9. Samuels Y, Wang Z, Bardelli A et al. High frequency of mutations of the PIK3CA
gene in human cancers. Science 2004;304(5670):554.
10. Ikenoue T, Kanai F, Hikiba Y et al. Functional analysis of PIK3CA gene mutations in human colorectal cancer. Cancer Res 2005;65(11):4562-7.
11. Samuels Y, Diaz LA Jr, Schmidt-Kittler O et al. Mutant PIK3CA promotes cell
growth and invasion of human cancer cells. Cancer Cell 2005;7(6):561-73.
12. Van Es JH, van Gijn ME, Riccio O et al. Notch/gamma-secretase inhibition
turns proliferative cells in intestinal crypts and adenomas into goblet cells. Nature
2005;435(7044):959-63.
13. Fre S, Huyghe M, Mourikis P et al. Notch signals control the fate of immature progenitor cells in the intestine. Nature 2005;435(7044):964-8.
La lettre de l’hépato-gastroentérologue - n° 3 - vol. IX - mai-juin 2006