La classification biomoléculaire

Quelques définitions

LES ALTÉRATIONS MOLÉCULAIRES

Elles sont mises en évidence par les différents examens spécialisés sont de nature différentes.

Les altérations somatiques

Elles  se retrouve uniquement au niveau des cellules tumorales et sont impliquées dans la carcinogenèse.
Elles ont un rôle à la fois pronostique et dans la réponse ou la toxicité des chimiothérapies.

Les altération constitutionnelles

Elles sont détectées dans le sang. Ce sont des altérations génétiques présentes au niveau de toutes les cellules de l’organisme et sont le substrat des syndromes de prédisposition héréditaire.
Elles jouent aussi un rôle important dans la réponse et la toxicité des chimiothérapies.

LES MARQUEURS MOLÉCULAIRES

Les marqueurs d’intérêt diagnostique

Leur recherche a pour objectif soit d'éviter la survenue de la maladie ou de permettre un diagnostic plus précoce permettant un traitement à visée curatrice.

Les marqueurs pronostiques

Ils permettent d'affiner la stratégie thérapeutique, en particulier l'intérêt d'une chimiothérapie adjuvante, par exemple.

Les marqueurs prédictifs de la réponse et de la toxicité des chimiothérapies et des thérapies ciblées

Ils permettent un traitement “personnalisé”.

Peut être cinq maladies différentes...

GLOBALEMENT...

Sur le plan anatomo-pathologique, les cancers colorectaux sont très homogènes, avec dans plus de 95 % des cas, des adénocarcinomes.
La biologie moléculaire a permis, plus récemment, de montrer des voies de carcinogenèse colorectale distinctes, avec deux voies moléculaires majeures

  • L'instabilité chromosomique
  • L'instabilité des microsatellites.

Ces deux voies sont toutes deux caractérisées par l'accumulation d'altérations génétiques somatiques, responsable de la carcinogenèse, puis de la progression de la maladie.

L'INSTABILITÉ MICROSATELLITAIRE (IMS)

Les micro-satellites

Ce sont des petites séquences d'ADN, non codantes, réparties aléatoirement dans le génome. Elles sont souvent caractérisées par des répétitions d'une base ou de deux bases ou binucléotide, identiques, comme par exemple, ACACACACAC..., voire plusieurs bases


Les erreurs de codage...

Au cours de la réplication de l'ADN, se glissent fréquemment des erreurs d'appariement des bases induisant des erreurs de séquence au sein de l'ADN répliqué. Lors du processus normal, ces erreurs sont automatiquement corrigées, en cours de réplication, par un ensemble coordonné de protéines : les protéines du système MMR (pour Mismatch Repair ). Cette correction assure ainsi la préservation de la séquence de l'ADN qui sera transmis aux cellules filles.
Non réparés , ces erreurs, aboutissent à des mutations fonctionnelles des gènes de réparation de l'ADN (DNA mismatch-repair genes ).
Ces variations de séquence au niveau des microsatellites, identifiables par techniques de biologie moléculaire à base de PCR, se nomment : instabilité micro-satellitaire (IMS) ou MSI en anglais MicroSatellite Instability ).
 

Les systèmes de correction des erreurs

Le système biologique de réparation des erreurs est constitué d'une famille de protéines, les protéines du système MMR, dont les principales sont les protéines MSH2, MLH1, MSH6, PMS1, PMS2, etc. Les gènes codant pour ces protéines sont respectivement les gènes hM6H2 , hMLH1 .

Le phénotype

Il est défini par le niveau d'instabilité de l'ADN micro-satellitaire (IMS) et est stratifié en trois stades selon le Bethesda Panel :

  • IMS élevé (MSI-H) déterminé par la présence d'au moins deux micro-satellites instables sur cinq testés
  • IMS bas (MSI-L) lorsque le taux d'instabilité est d'un micro-satellite sur cinq
  • Stabilité MS (MS-S) lorsque aucun micro-satellite instable sur cinq testés n'est retrouvé

Dans ce le cancer est généralement proximal, en amont de l’angle gauche et touche préférentiellement le sujet âgé.

LE PHÉNOTYPE CIMP

Les ilôts CpG

Ils correspondent à des séquences nucléotidiques localisées dans la région promotrice des gènes et caractérisées par une répétition du motif Cytosine-Guanine (CpG). La méthylation des cytosines de ces séquences est responsable d'un défaut d'expression des gènes correspondant.

Le phénotype
CpG island methylator phenotype (CIMP)

Il qui comporte trois niveaux d'expression,
CIMP haut (CIMP-H) , CIMP bas et CIMP-négatif (CIMP-neg)

LES CHIFFRES...

Près de 20 % des cancers colorectaux présentent une instabilité microsatellitaire, (MSI+ve)
Un quart d'entre eux sont avec une une instabilité chromosomique (CIN+ve).

Environ 60 % des cancers du côlon présentant une instabilité chromosomique, CIN+ve
Environ 20 % sont associés à un phénotype CpG island methylator phenotype, CIMP+ve. 

Critères de Bethesda pour la recherche d'une instabilité des microsatellites

  • CRC chez un patient de moins de 50 ans
  • Présence d'une tumeur colorectale synchrone ou métachrone ou d'une autre tumeur du spectre HNPCC quelque soit l'âge.
  • CRC avec une histologie évocatrice de MSI chez un patient de moins de 60 ans
  • CRC chez un patient dont au moins un parent du premier degré a une tumeur du spectre HNPCC, avec un des cancers diagnostiqué avant 50 ans
  • CRC chez un patient dont au moins deux parents du premier ou du deuxième degré ont une tumeur du spectre HNPCC, quelque soit l'âge

//Consensus molecular subtypes// CMS

Les cancers du côlon sont un groupe de maladies hétérogènes. Un consortium international d'experts a réussi à dégager 4 grands sous-types de cancer colorectaux, classifiés, CMS1 à 4 et caractérisés par des facteurs moléculaires, biologiques et cliniques, et des pronostics particuliers...

 

Sous-type (%)

Caractéristiques

Pronostic

 CMS1 (14 %)
 MSI/tumeurs immunogènes

Côlon droit
Sexe féminin
Age élevé
Haut grade
MSI (microsatellite instable), hypermuté 
BRAF muté
Activation immunitaire

Meilleure survie sans récidive (SSR)
Survie globale (SG) intermédiaire
Mauvaise survie après rechute (SAR)
Peu chimio-sensible

 CMS2 (37 %)
Canonique

Côlon gauche
Phénotype épithélial
Haut grade
MSS
CIN high, P53 muté
EGFR surexprimé/amplifié
Activation de la voie WNT/CMYC

SSR intermédiaire
Meilleure survie globale et après rechute
Chimio-sensible

CMS3 (13 %)

Métabolique

Type épithélial avec dérégulation des voies du métabolisme
MSS 90%
Taux élevé d'altération du nombre de copies (SCNA)
KRAS muté
MYC amplifié
IGFBP2 surexprimé

Survie globale, sans récidive et après rechute intermédiaires

 CMS4 (30 %)
Mésenchymal

Forte infiltration stromale
Jeune âge
Stades avancés (III/IV)
CIN/MSI
Voie TGFβ/VEGF activée conduisant à une immunosuppression
NOTCH3 surexprimé

Mauvaise SSR
Mauvaise OS
SAR intermédiaire
Peu chimio-sensible

Inclassés (21 %)

 

SSR, OS et SAR intermédiaires

 

 

La nouvelle classification //(Nature Medicine 2013;5:619-25)//

Les cancers de type "stem-like" (cellules ressemblant à des cellules souches)

Le sous-type à cellules souches (stem-like) est caractérisé par une expression des facteurs de transduction de la voie « Wnt » associée à la présence de cellules souches, de cellules myoépithéliales et mésenchymateuses et une faible expression des gènes de différenciation
Le point de départ de la maladie se situe au fond de la villosité colique.
La stratégie du traitement nécessiterait un traitement adjuvant
Le pronostic de la maladie est réservé

Les cancers de type inflammatoire

Le sous type inflammatoire comporte une expression élevée de chimiokines et des gènes impliqués dans la production d’interféron.
La stratégie du traitement nécessiterait un traitement adjuvant
Le pronostic est intermédiaire.

Les sous types « transit amplifying »

Il comporte une expression variables des gènes des cellules souches et des éléménts du système de transduction du Wnt
Les chercheurs distinguent, en plus
Les tumeurs résistantes au cetuximab, peuvent émerger de n'importe quelle partie de la crypte colique. Elles ne bénéficieraient pas d'un traitement adjuvant et sont de pronostic réservé.
Les tumeurs sensible au cetuximab, peuvent, elles aussi, émerger de n'importe quelle partie de la crypte colique. Elles ne bénéficieraient pas d'un traitement adjuvant et sont de bon pronostic.

Les cancers à cellules en gobelet

Le sous-type à cellules en gobelet (gobelet-like) est définit par une forte expression de l'ARNm spécifique de ce type de cellules : MUC2 et TFF3.
Elle émergent au sommet des cryptes coliques.
Elles ne bénéficieraient pas d'un traitement adjuvant et sont de bon pronostic.

Les cancers à cellules de type entérocyte

Le sous-type à cellules de type « entérocyte », est définit par une forte expression de gènes spécifiques des entérocytes
Elle émergent au sommet des cryptes coliques.
Elles bénéficieraient d'un traitement adjuvant
Elles sont de pronostic intermédiaire.

Les implications de ces découvertes

UNE NOUVELLE ÈRE

Toutes ces classifications très complexes et parfois un peu contradictoires sont des éléments fondamentaux pour l'avenir permettant une médecine de "précision" et personnalisée.
A une tumeur donnée, une stratégie thérapeutique plus adaptée et mieux tolérée... 

POUR LE PRONOSTIC


Plusieurs études scientifiques ont montré un meilleur pronostic de la maladie chez des patients porteurs d'une tumeur MSI par rapport aux tumeurs MSS (stabilité des microsatellites), indépendamment des autres facteurs pronostiques. Cette notion est encore controversée et est en cours de validation.
Les études ont montré pour la classification la plus récente aussi une bonne corrélation avec le pronostic.

POUR LE CHOIX DU TRAITEMENT

Le statut MSI influence la réponse aux chimiothérapies...

Des études ont mis en évidence, pour les tumeurs MSI, une diminution de l'efficacité du 5-fluorouracile (5-FU) et une augmentation de la réponse à l'irinotecan (Campto TM ).
De plus ces classifications permettent de mieux définir les groupes de patients qui bénéficieront le plus d'un traitement adjuvant.

Les mutations RAS (RASM)

Elles concernent la moitié des  acs de cancers colorectaux.
C’est un facteur prédictif majeur de non-réponse à un traitement par anti-EGFRs. L’utilisation du cetuximab ou du panitumumab en situation métastatique n’est pas utile et pourrait même être délétère.

La mutation BRAF

Elle concerne environ 5 à 10 % des CCR
Elle confère un pronostic réservé aux tumeurs métastatiques quel que soit le traitement reçu.
La quadrithérapie FOLFOXIRI (FOLFOX + irinotecan) + bévacizumab est devenue le traitement de première ligne des patients métastatiques BRAF mutés

 

Mise à jour

15 juillet 2019