Les biomarqueurs dans la prise en charge individuelle des cancers du sein Dr Pierre-Jean Lamy Centre de Lutte Contre le Cancer Val d’Aurelle, Montpellier,

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1 Les biomarqueurs dans la prise en charge individuelle des cancers du sein
Dr Pierre-Jean Lamy Centre de Lutte Contre le Cancer Val d’Aurelle, Montpellier, France

2 Cancers RE+ et ou RP + hormonodépendants
1er cancer avec classification biologique Cancers RE+ et ou RP + hormonodépendants expression des RH (IHC) et traitement anti-hormonal -1878 SIR GEORGE THOMAS BEATSON : les lapines castrées ont moins de tumeurs mammaires. Lien entre l'estrogène et le cancer du sein avant même la découverte de l'hormone -1966 Elwood V. Jensen découvre les RH (synthèse du Tamoxifène même année) -1980 PM Martin : localisation nucléaire

3 Tamoxifen for early breast cancer: an overview of the randomised trials." Early Breast Cancer Trialists' Collaborative Group. Lancet 1998 “Starting tamoxifen immediately after breast cancer surgery prevented one in six women from relapsing and one in twelve from dying, irrespective of age” Pr R. Peto Oxford university

4 HER (Human Epidermal growth factor Receptor) 2
Gène NEU (neuroblastome du rat)- Cerb-B2 (v-erbB de l’érythroblastose aviaire) HER (Human Epidermal growth factor Receptor) 2 Hudis C. A., NEJM, 2007 Amplification du gène localisé sur le chromosome 17q12 Hyperexpression de la protéine Press et al. JCO 1997 Association RH-,grade III, IV, prolifération Croissance tumorale accélérée Fréquence plus élevée des récidives Échecs des traitements classiques

5 Mais répondent à une thérapie ciblée
Trastuzumab (Herceptin™) IgG monoclonale murine humanisée anti-her2 Tout cancer du sein HER2 positif doit bénéficier d’un traitement adjuvant par Herceptin Donc d’un statut HER2

6 Immuno-histochimie FISH 3+ 2.5 106 R Hyperexperssion 2+ 1+ 20 104 R I
R FISH I II III I : HER 2 Non amplifié II : Polysomie III : HER2 amplifié centromeric probe of chromosome17 (green) HER2/ERBB2 probe (red)

7 Classification biologique
Carcinomes invasifs du sein RH+ 70% RH- 30% HER2- HER2+ Hormonothérapie + Herceptin Herceptin ? Hormonothérapie Y a-til un bénéfice de la chimiothérapie? Quelle chimiothérapie choisir?

8 Faut-il instaurer un traitement adjuvant?
Evaluation du risque de récidive et de l’effet thérapeutique des différents traitements via des algorithmes* de calcul de risque selon : -âge de la patiente, -taille de la tumeur, -grade -récepteurs hormonaux -nombre de ganglions positifs -niveau des comorbidités Facteurs pronostics et prédictifs additionnels : -HER2 -Ki67 -embols vasculaires -uPA-PAI-1 -classificateurs multigéniques Bénéfice de la chimiothérapie (CT) (amélioration de la SSR10) >5% Mise sous CT <5% Pas de CT Herceptin Hormonothérapie *Adjuvant Online! *St Gallen-SOR D’après Namer M, Gligorov J, Luporsi E, Serin D. Cancers du sein. Recommandations pour la pratique clinique de Saint Paul de Vence Oncologie 2007;9:

9 *Goldrish et al. 2001 J Clin Oncol 19:3817-22
Selon St Gallen Idéalement (selon les critères épidémiologiques) Pas de CT CT *Goldrish et al J Clin Oncol 19: ESMO minimum recommandation for diagnosis (2001) Adjuvant treatment and follow of primary breast cancer. Annals of oncology 12:

10 Que doit-on attendre de la biologie?
Définir de nouvelles cibles thérapeutiques pour -développer des nouveaux modèles -tester des stratégies thérapeutiques nouvelles Reclassifier les tumeurs pour Mieux définir le risque de récidive Eviter les sur et sous-traitements Facteurs pronostiques fiables Personnaliser les thérapies Facteurs prédictifs de réponse

11 -Puce avec sondes pour 8102 gènes
[i] Microarray : ou « puces à ADN » est une technologie multiplexe composée de spots microscopiques sur lesquels sont fixés des courtes séquences (oligonucléotides) d’ADN spécifiques de gènes. La fixation de séquences correspondantes de l’ADN est révélée généralement par des sondes fluorophores permettant une approche quantitative relative. [ii] ADN Complémentaire : ADN obtenu par transcription inverse d’ARN. L’ADN plus stable que l’ARN est alors plus facilement analysable par les techniques de biologie moléculaire. [iii] Analyse statistique non supervisée : étude statistique dont le but est de différencier des sous-classes dans une population non classée préalablement par un « superviseur ». Elle s’oppose aux analyses supervisées où la population globale est déjà différenciée en classes et dont le but est d’affecter à ces classes de nouveaux paramètres. ARN tumoral du patient Marquage rouge ARN de cellules tumorales en culture Marquage vert -Puce avec sondes pour 8102 gènes -Set de 65 échantillon/ 42 patientes -Rouge : hyper-expression tumorale -Vert : hypo-expression tumorale -Noir : expression égale Le modèle statistique dit « non supervisé» a sélectionné 534 gènes d’intérêt. Il a permis de classer la population initialement en 5 types moléculaires

12 2000 : 1ère classification moléculaire
Pérou, Sorlie et al. Nature VOL 406 | 17 AUGUST 2000 Luminal (A et B) HER2 Basal-like -CK5, 17+ -CK 5, 17 -

13 Luminal B RE+ et mutations de la protéine p53 parfois HER2 +
OS DFS Sorlie et al PNAS 2001 Luminal A RE +++ / GATA-binding proteine 3, de l’hepatocyte nuclear factor 3α, LIV-1, cytokératines luminales 7,8,18,19 bons répondeurs HT Luminal B RE+ et mutations de la protéine p53 parfois HER2 + mauvais répondeurs HT [i] p53 est un gène suppresseur de tumeur qui joue un rôle dans la stabilité du génome. [ii] BRCA1 est un gène suppresseur de tumeur maintenant l’intégrité et la stabilité du génome. Il est impliqué dans la réparation de l'ADN endommagé. La mutation germinale de ce gène est liée à un risque accru de cancer du sein. Dans les tumeurs, la protéine BRCA1 bloque l’activité du RE réprimant l’expression des protéines kinases induites par l’estradiol. [iii] EGFr : ou HER1, récepteur tyrosine kinase de la famille HER. Il est activé par les facteurs de croissance comme l’EGF, le TGFalpha, la Beta celluline, l’Heparine-bindingGrowth Factor, les Amphiréguline et Epiréguline. [iv] cKIT est un gène codant pour le CD 117, un récepteur tyrosine kinase. C’est un proto-oncogène dont les altérations sont impliquées dans certains cancers comme les GIST (tumeurs stromales gastro-intestinales). HER2+ correspond au type surexprimant la protéine HER2 avec des RE plutôt négatifs bon répondeurs aux antiHER2

14 Hypo-expression de ER, PR et HER2.
OS DFS Sorlie et al PNAS 2001 Basal-like Hypo-expression de ER, PR et HER2. -Mutation de p53, mutation de BRCA1, expression de cytokératines basales 5/6, 14, 17, de la vimentine, de l’ EGFr, et de cKit Bon répondeurs à la chimiothérapie mais de mauvais pronostiques [i] p53 est un gène suppresseur de tumeur qui joue un rôle dans la stabilité du génome. [ii] BRCA1 est un gène suppresseur de tumeur maintenant l’intégrité et la stabilité du génome. Il est impliqué dans la réparation de l'ADN endommagé. La mutation germinale de ce gène est liée à un risque accru de cancer du sein. Dans les tumeurs, la protéine BRCA1 bloque l’activité du RE réprimant l’expression des protéines kinases induites par l’estradiol. [iii] EGFr : ou HER1, récepteur tyrosine kinase de la famille HER. Il est activé par les facteurs de croissance comme l’EGF, le TGFalpha, la Beta celluline, l’Heparine-bindingGrowth Factor, les Amphiréguline et Epiréguline. [iv] cKIT est un gène codant pour le CD 117, un récepteur tyrosine kinase. C’est un proto-oncogène dont les altérations sont impliquées dans certains cancers comme les GIST (tumeurs stromales gastro-intestinales). Marie-Ange Deugnier et al. Med Sci. 2007 -Les triples négatifs ne sont pas tous basal-like -Les basal-like ne sont pas tous triples négatifs (Nielsen et al. 2004)

15 Classification biologique vs moléculaire
Carcinomes invasifs du sein Luminal A et B de pronostics différents RH+ 70% RH- 30% ??? -Si anomalie des voies de réparation de l’ADN : Inhibiteurs de PARP? -Faut-il définir un sous-type BRAC1 like? -Existe-t-il d’autres cibles spécifiques? Sous-types HER2- HER2- HER2+ HER2+ Les pointillés soulignent le fait que la réponse n’est pas systématique Hormonothérapie Thérapies Anti-HER2 Traitement ciblé

16 Classification et tumorigénèse
Nature Medicine 2009

17 Les classificateurs multigéniques
Fabricant Technique Echantillon Nombre de gènes  Indication Valeur pronostique Valeur prédictive Disponibilité commerciale Classification Sorlie-Perou Académique puce Tissu frais congelé 427 Tout cancer du sein invasif Reclassification partielle Non MapQuant Dx™ Genomic Grade Ipsogen, INC. Puce Affimetrix 97 Grade Oui Test centralisé Oncotype DX ™ Genomic Health, INC. RT-PCR Coupes fixées en paraffine 21 ER positif, GG négatif Récidive (tamoxifène, + /- CMF) Thera Breast Cancer Index™  Biotheranostics (BioMérieux) 2 THEROS H/ISM 5 THEROS MGISM ER positif Récidive et grade Breast BioClassifier™ ARUP Laboratories Tissu frais congelé et coupes fixées 55 Mammaprint © Agendia BV Puce Agilent Tissu frais congelé et ARN-m stabilisé 70 ER négatif, Approuvé par la FDA Signature de Rotterdam Veridex Puce Affymetrix 76 Oui (tamoxifène) Lamy Med Nuc 2010

18 Le grade génomique (Genomic Grade Index) Mapquant™ Ipsogen
-Le grade histologique : 3 classes I =Bon II= intermédiaire III = mauvais pronostic Qu’est ce qu’un pronostic intermédiaire? Quelle prise en charge? Microarray Affymetrix U133A GeneChip Set de détection de 64 tumeurs de grade I et III signature de 97 gènes Validé sur 597 tumeurs = deux classes : GGI 1 (bas) = bon pronostic GGI 3 (élevé) = mauvais pronostic RFS selon legrade histologique RFS selon GGI Grade II reclassifié selon le GGI Sotirou et al. JNCI 2006

19 « Signature 70 gènes » dite d’Amsterdam Mammaprint®
-Microarray Agilent : expression de 70 gènes ARNm issu de prélèvements congelés (ou stabilisés) 1er test validé par la FDA Reclasse à lui seul les patientes N0 : haut et faible risque de récidive Plus performant que la classification classique (St Gallen) Résultats retrouvés chez des patientes avec un envahissement de 1 à 3 ganglions Mook S et al. Breast Cancer Res Treat 2009 Essai Mindact : Microarray In Node-negative and 1 to 3 positive lymph node Disease may Avoid ChemoTherapy” 6000 patientes Classification classique vs Mammaprint® Accord entre les classifications Risque faible surveillance Risque élevé CT Désaccord entre les classification s Randomisation de CT

20 Oncotype DX (Genomic Health Inc)
-Mesure de l’expression d’ARNm par RT-PCR -Coupes de tissu fixées en paraffine -Patientes : RE+ N0 -Test pronostic (Paik et al. NEJM 2004) -Test prédictif de la réponse à la chimiothérapie par CMF chez des patientes RS>31 (RE+ tamoxifène) avec une diminution du taux de récidive de 27,6% ( Paik et al JCO 2006) -Test prédictif de la réponse au tamoxifène néoadjuvant (Akashi-Tanaka S. et al. Breast 2009) -Etude TransATAC : RS pertinent avec l’Anastrazole (Dowset el al. Cancer Res ; 69, Abstract 53)

21 Essai Trial Assigning Individualized Options For Treatment =TAILORx
Oncotype DX : test multigénique le plus avancée en terme de validation mais : -limité tumeurs RE+ de patientes traitées par Tamoxifène -Test centralisé – condition prénalytiques non maitrisées -Pas d’étude de validation contre techniques de références (IHC) Essai Trial Assigning Individualized Options For Treatment =TAILORx

22 Puce AmpliChip CYP450 2D6 Roche Molecular Diagnostics®
Jin Y et al. JNCI 2005 -Métabolites du tamoxifène : + actif ou concentration plasmatique élevée -CYPP450 2D6 : + de 50 polymorphismes avec des activités différentes –Inhibé par certains antidépresseurs -CYP2D6*4 est un factor prédictif de récidive indépendant chez les femmes ménopausées traitées par tamoxifène Goetz et al. Breast Cancer Res. Treat 2007 DFS OS -Puce Affimetrix dédiée – un prélèvement sanguin Définir le phénotype métaboliseur -rapide -intermédiaire -lent FDA Cleared- marquage CE

23 Anomalies chromosomiques et cancer du sein
Kwei et al. Molecular Oncol 2010

24 Anomalies du chromosome 17
Johan Staaf Breast Cancer Res 2010 Lamy PJ et al. Breast Cancer Res 2011 Les tumeurs HER2 négatives ne présentent pas d’amplification de la TOP2A

25 TOP2A et cancer du sein Topo-isomérase II A : induit des cassures de l’ADN permettant une topologie « détendue de l’ADN double brin Cellules tumorales : Haut niveau de TOP2A Haut niveau de coupures Les anthracyclines s'intercalent entre les paires de bases azotées de l'ADN et inhibent l'activité de la topoisomérase II Stabilisation des coupures Induction de l’apoptose Un nombre élévé de coupures induisent l’apotose Courtesy Pr JF Heron

26 Amplification de HER2 et réponse aux anthracyclines
Traitement adjuvant standard des cancers du sein Bénéfice augmenté sous-type HER2+ (Pritchard NEJM 2006) Un nombre élévé de coupures induisent l’apotose

27 Valeur pronostique de l’amplification de TOP2A
Lamy et al. Breast Cancer Res. 2011 -Patientes HER2+ traitées par : Chimiothérapie (78%) Hormonothérapie (39,5%) Trastuzumab (23,3%) -Les patientes RH- et TOP2A non amplifiées ont le plus mauvais pronostique -Absence de cibles pour les antihormonaux et les anthracyclines Chimio : anthra ou anthra + tax

28 TOP2A : Valeur Prédictive de la réponse aux anthracyclines
Training set 5000 cancers du sein (essais H ,et BCIRG 05 06) Test FISH centralisé Amplification versus non amplification (N ou del) Anthracycline/Cyclophosphamide vs Taxanes +/- Herceptin Aucun HER2 négatif ne présente d’amplification de TOP2A Beaucoup de publications Qui mélangeaient TOP amp et del mais j’en retiens une Press JCO 2011 AC compensent l’absence d’Herceptin si TOP2A amp Press et al JCO 2011

29 Les classificateurs protéiques
Mammostrat® (Applied Genomics Inc) Tumeurs RE+ N0 5 marqueurs par IHC : SLC7A5 p53, HTF9C, CEACAM5, NDRG1 Définir le risque de récidive en 3 classes chez les patientes traitées par tamoxifène Copyright © 2001/2008 ALPHELYS Ring et al. JCO 2006

30 L’interactome uPA/PAI-1
Lamy PJ et al

31 valeur pronostique de uPA/PAI-1
Etude EORTC sur 8377 cancer primaires Look et. al., JNCI, 2002. N0 : Valeur pronostique est indépendante et supérieure aux autres facteurs (âge, pT, RH, grade SBR) N0 et N+ Valeur prédictive de la réponse à la chimiothérapie (Harbeck et al. Cancer Res. 2002)

32 Essais Chemo-N0 et NNBC3 Chimiothérapie adjuvante : quelles patientes en bénéficient? Survie globale à 5 ans : 95% 6.3% de récidives à 3 ans -39.6 % de récidive 14.2% de récidives à 3 ans Désescalade thérapeutique possible Quelle est la chimiothérapie optimale? ETUDE NNBC-3 : 1 bras surveillance (marqueurs bas) vs deux bras - 6 cures FEC100 - 3 cures FEC cures Taxotère (marqueurs élevés)

33 Standardisation et Contrôle de qualité externe international
uPA : 3 ng/mgP PAI-1 : 14 ng/mgP

34 Une valeur pronostique et prédictive
-avec un niveau de preuve élevé -permettant une désescalade thérapeutique -39% de chimiothérapies sans perte de bénéfice 90% de femmes traitées 30% échecs 70% survie uPA/PAI-I élévé 40% 40% de femmes traitées Harris et al. JCO 2007 Recommandations

35 Conclusions 1 HER2, Récepteurs Hormonaux : standard
Classificateurs multigéniques : Oncotype Dx – Mammaprint… Tests centralisés à disponibilité limité Coût : 600$ Mammostrat $ OncotypeDX Valeur pronostique / rarement prédictive / indications limitées (RE+, No) Sont-ils efficients ? certains disent NON! Sur 7 signatures multigéniques, 5 ne classaient pas mieux les patientes…que ne l’aurait fait le hasard (Michiels S et al Lancet 2005) Niveau de preuve insuffisant pour un usage en clinique

36 Conclusions 2 uPA PAI-1 est le test biologique pronostique validé avec niveau de preuve I pour une utilisation clinique. Il permet une désescalade thérapeutique (valeurs basses) ou de faire le choix d’une chimiothérapie (valeurs élevées) TOP2A : amplifié dans 30% environ des cancers HER2+ Facteur prédictif de réponse aux anthracyclines

37 Merci pour votre attention
Laboratoire de Biologie Spécialisée et d’Oncogénétique Service d’Oncologie Biologique APHM Marseille P.M. MARTIN L’H. OUAFIK F FINA L’équipe médicale PJ LAMY Chef de service F MONTELS Médecin Biologiste E CRAPEZ Ingénieur Biologiste S ROQUES cadre de santé L’équipe administrative F ALBERGE A BASTIDE MC PEREIRA S LACOMBE L’équipe technique Les étudiants A HO-PUN-CHEUNG L CASANO T LANGLOIS S CHOBLET S ABHERVE P AUDRAN N BEN KADDI K France AC LABERENNE C MALLIE C MONTELIONC F NIELLOUD I PANTEL I M PASCAL M D PAVLOVIC C RIGAUD D ROUYRE C TEYSSOT C VIGLIANTI Service de Chirurgie et d’Oncologie Mammaire P ROUANET G ROMIEU W JACOT