De la biologie moléculaire au diagnosticmoodle.sorbonne-paris-cite.fr/pluginfile.php/14946/mod...Plan Introduction Exemple du cancer du poumon Généralités Epidémiologie Facteurs

J. Lehmann-Che, Laboratoire d’Oncologie Moléculaire

L. Doucet , Oncologie Médicale

Hôpital St Louis

De la biologie moléculaire au

diagnostic et à la prise en charge

Plan

Introduction

Exemple du cancer du poumon Généralités

Epidémiologie

Facteurs de risque

L’adénocarcinome bronchique muté EGFR

L’adénocarcinome bronchique avec translocation ALK

Conclusions

Conclusions

Objectifs pédagogiques

Comprendre en quoi la connaissance des anomalies

moléculaires de la tumeur aide à la prise en charge

Comprendre, plus en détail, le cas des cancers bronchiques

présentant différentes anomalies moléculaires

Qui conditionnent le traitement initial

Qui conditionnent l’évolution sous traitement

Au delà du cancer bronchique, comprendre l’importance de

la génétique somatique des tumeurs.

Introduction

Les grands principes de la transformation

Les grands principes de la transformation

Une multitude de façons d’y parvenir carte d’identité

Pourquoi identifier les altérations moléculaires des cancers?

Proposer le traitement le plus adapté à la tumeur du patient

Thérapeutique ciblée

résistance

toxicité

Patients

bénéficiant du

traitement

Hétérogénéité

tumorale

Connaître l’identité de la tumeur c’est:

Exemple du (ou des) cancer(s) du poumon

Généralités

Epidémiologie du cancer du poumon

• En France :

• 2012:

• 39 495 nouveaux cas

•4ème rang des cancers

• 29 949 décès par an

•1ère cause de décès par cancer

- 2d : colon (17 722 décès)

- 3ème : sein (11 886 décès)

•L’âge moyen de survenue est de 66 ans chez l’homme et 65 ans chez la femme

Quels sont les facteurs de risque de cancer

bronchique:

A/Alcool

B/Tabagisme actif

C/Tabagisme passif

D/Diabète

E/ Génétique

http://toreply.univ-lille1.fr

Quizz 381, cp











Facteurs de risque des cancers du poumon

• Tabac 90-95 %

Actif dès 1 cig/j : 2 x

Passif: 1,26 x

• Autres causes:

- Expositions professionnelles: amiante, arsenic, silice, … - Carcinogènes environnementaux: radon, diesel … - Sexe, ethnie, hérédité … - Alimentaires : Régime pauvre en légumes verts et fruits frais

Un cancer lié au tabac…

Décès annuels dans le monde *

– 2000-2025 150 millions

– 2025-2050 300 millions

– 2050-2100 > 500 millions

– Total XXe s 100 millions

– Total XXIe s 1000 millions

* Peto R, ASCO 2003

Lien entre tabagisme et mortalité par KP

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

années d'arrêt du tabagisme

Décès p

our

1000

0 5 10 15 20 25

fumeurs

ex-fumeurs

non fumeurs

Doll R et Peto R, British Medical Journal

Risque de décès par KP après arrêt du tabac

RELATIVE RISKS OF DEATH FROM LUNG CANCER AMONG INDIVIDUALS WITH AND

WITHOUT EXPOSURE TO CIGARETTE SMOKING AND ASBESTOS.

« Prospective cohort of 17,800 asbestos-exposed

workers compared with 73,763 asbestos-

unexposed workers »

ASBESTOS

SMOKING No Yes

No 1.0 5.2

Yes 10.8 53.2

Hammond et al. Ann NY Acad Sci 1979; 330: 473-90

0

10

20

30

40

50

60

RR lung

cancer

Non

smoker

Smoker

Asbestos non

exposed

Asbestos

exposed

Exemple de l’amiante

Facteurs de risque Exposition professionnelle

Nitadori, Chest 2006;130:968-75

Etudes japonaises sur 13 ans

° Suivi de 102 255 sujets (48 884 hommes et 53 421 femmes):

* 791 cas de cancers du poumon (584 hommes - 207 femmes)

Résultats :

° Il existe une augmentation du risque d’hérédité familiale de cancer du poumon

* Chez les femmes / aux hommes

* Chez les non-fumeurs / aux fumeurs

* Dans le C. épidermoïde / aux autres types histologiques

° Il n’existe pas plus de KP dans les familles atteintes de tout type de cancers

Facteurs de risque Prédisposition familiale

De l’histologie à la biologie moléculaire

L’exposition à des risques différents conduit

probablement à des cancers différents

Identification de cancers du poumon

différents sur le plan moléculaire

De nombreuses anomalies moléculaires

- Isolées ou associées

- Plus ou moins associées au tabagisme

Intérêt de la génétique des cancers du poumon

Quelle est l’influence du tabac sur les caractéristiques

de la tumeur bronchique?


Quizz 706, vp

A/ il conduit à une charge mutationnelle élevée

B/ il conduit plutôt à des adénocarcinomes

C/ il conduit à des tumeurs mutées EGFR

D/ il conduit plutôt à des tumeurs de type épidermoïde











Quelles sont les gènes qui sont altérés dans les

cancers bronchiques?

A/ HER2

B/ Kras

C/ EGFR

D/ BCR-ABL

E/ ALK


Quizz 559, gp











Un démembrement des CBNPC grâce à la biologie

moléculaire

Une anomalie spécifique (mutation, translocation…)

Un pronostic spécifique

Un traitement spécifique


Quizz 451 (yp)

Avez vous suivi le cours poumon de la semaine 3

du MOOC stratégies diagnostiques des cancers?

Oui

Non












Quizz 718, fu

Quel type de cancer du poumon vous a été présenté en

semaine 3 ?

A/ cancer bronchique de type épidermoïde?

B/ cancer bronchique non à petites cellules (CNBPC) muté TP53?

C/ cancer bronchique non à petites cellules (CNBPC) muté EGFR?

D/ cancer bronchique non à petites cellules (CNBPC) muté KRAS?

E/ cancer bronchique à petites cellules?











Exemple des cancers du poumon

L’adénocarcinome bronchique muté

EGFR

Quels sont les acteurs de la voie de

l’EGF?

A/ MAPkinases

B/ PI3K/Akt/mTOR

C/ NFκB

D/ Caspases

E/ PML-RARα


Quizz 141, dx











survie cellulaire invasion prolifération

cellulaire

La voie de l’EGF: le driver?

L’addiction oncogénique

A

A

La cellule cancéreuse devient dépendante, « addicte » d’un ou quelques oncogènes pour maintenir sa survie et son phénotype tumoral

Science 2002


Quizz 854, lx

Comment peut-on bloquer la voie de l’EGF?

A/ bloquer l’EGFR à l’aide de petites molécules en surface de

la cellule

B/ dégrader l’EGF

C/ bloquer l’EGFR à l’aide d’anticorps reconnaissant

spécifiquement la partie extra-cellulaire du récepteur

D/ bloquer l’activité catalytique de l’EGFR à l’aide d’anticorps

E/ bloquer l’activité catalytique de l’EGFR à de petites

molécules











Utilisation des

inhibiteurs de

la voie de

l’EGF

La voie de l’EGF: comment la bloquer?


Quizz 892, pr

Quelle est l’activité catalytique de l’EGFR?

A/ une activité sérine/thréonine kinase

B/ une activité phosphatase

C/ une activité tyrosine kinase

D/ une activité acétylase

E/ une activité hydrolase











La voie de l’EGF: les TKI

TKI:

- structures chimiques

apparentées à l’ATP

-rentrent en compétition

avec l’ATP dans la poche

ATP du site tyrosine kinase

Bloque la

transduction du

signal

Structure III de la poche à ATP

Traitements systémiques en oncologie

Les années 1970 à 2000

La chimiothérapie

Les cibles : l’ADN ou le fuseau mitotique

Les années 2000 à 2016

Les « thérapies ciblées »

Les cibles : les voies d’activation

Une révolution thérapeutique

Un bénéfice en survie

Avant les TKI : la chimiothérapie

Schiller JH, N Eng J Med, 2002;346:92-8

Une efficacité limitée

Pas de bénéfice majeur avec

les nouvelles drogues

Peu de progrès en 20 ans

Shepperd F, et al. N Eng J Med 2005;553:123.

Dans les 1ers essais, une

efficacité modeste mais très hétérogène

Meilleure efficacité chez :

Les femmes

Les adénocarcinomes

Les non-fumeurs

Les patients asiatiques

Les TKI d’EGFR dans le CBNPC en 2ème ligne Gefitinib et erlotinib

Mok T, N Engl J Med 2009;361:947.

Pop enrichie

Survie sans progression

Les TKI dans une population sélectionnée Adénocarcinome, non-fumeur, femme ou asiatique

Fukuoka, et al. J Clin Oncol 2011;29:2866-74. Survie sans progression

Le plus important : la cible ou la mutation ?

Les mutations activatrices de l’EGFR

Sharma SV, Nature Reviews Cancer 2007, 7:169

Blocage en

conformation

« on »

Toutes les mutations EGFR sont-elles équivalentes ?

Fukuoka, et al. J Clin Oncol 2011;29:2866-74.

L858R Déletion exon 19



Quizz 533, vb

Qu’est ce qui contribue à ce que la thérapeutique

par TKI fonctionne?

A/ la voie de l’EGF est exacerbée

B/ la cellule tumorale est « addicte » à cette voie

C/ les mutations modifient le site de liaison du ligand

du récepteur à l’EGF

D/ les mutations modifient le site catalytique tyrosine

kinase du récepteur à l’EGF

E/ les TKI sont moins affins pour la poche à ATP des

EGFR mutés











- Existence d’une addiction oncogénique

- les TKI se fixent mieux dans la poche des récepteurs mutés

Mais est ce suffisant?

Pourquoi ça fonctionne?

Mitsudomi M, et al. Lancet Oncol 2010;11:121-28.

Survie sans progression Survie globale

Un TKI d’EGFR en 1ère ligne de CBNPC mutés

Zhou C, et al. Lancet Oncol 2011;12:735-42.

Fukuoka, et al. J Clin Oncol 2011;29:2866-74


Mitsudomi M, et al. Lancet Oncol 2010;11:121-28

Mok T, N Engl J Med 2009;361:947.

.

Des essais surtout chez des patients asiatiques

Différences de pharmacocinétique, de pharmacogénomique, de mutations …?

Rosell R, et al. Lancet Oncol 2012;13:239-46.


Taux de réponse selon la mutation

Un essai chez des caucasiens avec mutations

Un exemple

13 juillet: introduction géfitinib 31 juillet


Quizz 960, gq Un patient atteint d’un CBNPC, avec mutation de l’EGFR est mis sous

TKI. Après une réponse thérapeutique de plus d’1 an, l’imagerie met

en évidence une rechute osseuse. Comment peut-on expliquer ce

phénomène?

A/ le patient ne respecte pas ses prises orales de TKI

B/ la cellule tumorale s’adapte à la pression de sélection.

C/ le récepteur à l’EGFR a perdu sa mutation activatrice et

n’est plus sensible au TKI

D/ le traitement a sélectionné des clones tumoraux insensibles

aux TKI, portant une mutation supplémentaire de l’EGFR

E/ la dose de TKI est devenue insuffisante, il faut modifier les

posologies











Les modifications du

génome tumoral sont

dynamiques

La cellule tumorale

s’adapte à la pression

de sélection

Apparition de

résistances au

traitement

les mutations de

résistance de l’EGFR

Sharma SV, Nature Reviews Cancer 2007, 7:169

Quand ça ne marche plus…..


L’exemple de la mutation T790M

Blocage de l’accès du TKI à la poche ATP

= défaut de réponse au TKI

Quizz 741, uq

quels autres mécanismes peuvent expliquer l’apparition de

résistances aux TKI?

A/ La mutation de la cible est la seule

explication possible

B/Un autre acteur de la voie de l’EGF

est inactivé en aval

C/ Un autre acteur de la voie de

l’EGF est activé en aval

D/ Un autre acteur de la voie de

l’EGF est activé en amont

E/ une autre voie de signalisation

prend le relais pour « driver » la

croissance tumorale












La voie de

signalisation de

l’EGF est

modifiée

en aval

les mutations

activatrices

de RAS,

de BRAF


Autres mécanismes de non réponse, en évaluation

Et les voies de

signalisation sont

redondantes

les mutations

activatrices

de PIK3CA

les pertes de PTEN

Quand ça ne marche plus….. Autres mécanismes de non réponse, en évaluation

PTEN

Grossmann, 2011

Les altérations de résistance d’1 traitement peuvent devenir les

cibles thérapeutiques de nouveaux médicaments…..

Que faire des marqueurs prédictifs de non réponse?....

Quizz: 423, vh

Que peut-on faire chez un patient présentant une tumeur

devenue résistante au TKI?

A/ rien!

B/ explorer, au niveau biologique, le mécanisme de la

résistance sur un prélèvement de la tumeur primitive

C/ explorer, au niveau biologique, le mécanisme de la

résistance sur un prélèvement de la rechute/métastase

D/ mettre au point des molécules ciblant spécifiquement les

mécanismes de résistance

E/ combiner les thérapeutiques bloquant différentes cibles












Jänne, NEJM 2015

Existe-t-il un intérêt à connaître la voie de

résistance ?

Osimertinib, Tagrisso®

Existe-t-il un intérêt à connaître la voie de

résistance ?

Jänne, NEJM 2015

Osimertinib chez les patients porteurs de

mutation T790M

Exemple des cancers du poumon

L’adénocarcinome avec translocation de ALK

• Gène de fusion EML4-ALK

• (Echinoderm microtubule-associated protein-like 4-anaplastic lymphoma kinase)

• Fusion de 2 gènes normaux du chr 2

• Déjà identifié dans certains lymphomes

• Protéine chimérique avec activité TK.

Nombreux variants identifiés

Translocations de ALK dans le CBNPC

Translocation EML4-ALK

Peu fréquente (3 à 7%)

Exclusif des mutations EGFR

Adénocarcinome

Hommes

Non fumeurs ou peu

fumeurs

Translocations de ALK

57

Crizotinib et translocation de ALK

82 patients ALK+

Pré-traités

Kwak, et al. N Engl J Med 2010;363:1693-03.

Une efficacité impressionnante

Inhibiteur de l’activité TK de ALK et cMET

Crizotinib et translocation de ALK

Kwak, et al. N Engl J Med 2010;363:1693-03

Phase III

Crizotinib et translocation de ALK en 2ème ligne

Shaw AT, et al. NEJM 2013;368:2385-94.

7.7 vs 3.0 mois

SSP

SS

P (

%)

100

80

60

40

20

0

0 5 10 15 20 25 30 35

Temps (mois)

crizotinib

CT

Crizotinib

(n=172)

CT (n=171)

Médiane, mois 10,9 7,0

HR (IC95) 0,454 (0,35 – 0,60)

p<0,0001

Des résistances apparaissent

Crizotinib et translocation de ALK en 1ère ligne

Mok et al. J Clin Oncol 2014; 32 (suppl 5; abstr 8002)

Modes de résistance :

Mutations de résistances

Choi YL, et al. N Eng J Med 2010;363:1734-9.

Le cas d’un patient

Sasaki T, et al. Cancer Res 2011;71: 6051-60.

Modes de résistance :

Mutations de résistances

Mutation de résistance L1152R

Modes de résistance au crizotinib

Mutations du domaine ALK

Gain de nombre de copies du réarrangement

ALK

Mutations d’EGFR

Mutations de KRAS

Doebele RC, et al. Clin Cancer Res 2012 (18):1472-1482

Katayama R, et al. Clin Cancer Res 2014

En cas de résistance:

Autres inhibiteurs de ALK Porteur de la

mutation I1171T

Des molécules différentes

selon la mutation de

résistance……

En cas de résistance:

Autres inhibiteurs de ALK : exemple du ceritinib

Shaw AT, et al. N Engl J Med 2014

Conclusions

Exemple du (ou des) cancer(s) du poumon

Un démembrement des CBNPC grâce à la biologie

moléculaire

Une anomalie spécifique (mutation, translocation…)

Un pronostic spécifique

Un traitement spécifique

Des mécanismes de résistance aux traitements spécifiques

Un démembrement des CBNPC grâce à la biologie moléculaire

Mais il ne suffit plus :

d’analyser les gènes 1 par 1, il faut une vision globale:

développement du séquençage de nouvelle génération: NGS ciblé voire exome…

d’étudier les anomalies qualitatives des gènes mais également quantitatives:

amplifications/ délétion/ translocations…

d’étudier le niveau ADN mais également ARN : détection des transcrits de

fusion

D’analyser sur 1 prélèvement tissulaire au moment du diagnostic mais au

cours de la prise en charge: biopsies itératives quand possible, analyse ADN

tumoral circulant,

Nécessité de discussions pluridisciplinaires : RCP moléculaires

Stratégie thérapeutique en 1ère ligne de CBNPC

Addiction oncogénique

Non

En 2016 Avant 2005

CBNPC

Chimiothérapie

à base de platine

CBNPC

Oui

Histologie

Non épidermoïde Epidermoïde

Vers un traitement à la carte dans le cancer du poumon

En cas de résistance

EGFR T790M : osimertinib

ALK : ceritinib, alectinib

De nouvelles avancées attendues

Une cible = un traitement ?

Mutation la plus fréquente : KRAS

Pas de traitement spécifique en 2016

Des associations de thérapies ciblées en cours

d’évaluation

Conclusions

Conclusions

Dans de nombreuses pathologies néoplasiques

Identification de « drivers » oncogéniques

Surexpression HER2 et cancer du sein

Translocation BCR-ABL et LMC

Mutations de cKit et GIST

Mutation de BRAF et mélanome

…

Identification de facteurs moléculaires de résistance

Mutation T790M d’EGFR et TKI dans le CBNPC

Mutations de KRAS et anticorps anti-EGFR dans le cancer colorectal

…

Certains cancers sont définis par la présence d’anomalie

moléculaire

Exemple du sarcome d’Ewing

Conclusions

On ne peut plus faire le diagnostic de certains cancers

sans faire de la biologie moléculaire à la recherche

d’anomalie à but :

Diagnostic

Pronostic

Thérapeutique

L’avenir : définir une « carte d’identité biomoléculaire »

de la tumeur pour proposer le traitement adapté à

chacun

= vers un « traitement à la carte » ? Une médecine

de précision

Documents

De la biologie moléculaire au diagnosticmoodle.sorbonne-paris-cite.fr/pluginfile.php/14946/mod...Plan Introduction Exemple du cancer du poumon Généralités Epidémiologie Facteurs