Cooperating gene mutations in acute myeloid leukemia : a review of the literature A Renneville, C Roumier, V Biggio, O Nibourel, N Boissel, P Fenaux and C Preudhomme Leukemia (2008) 22, 915-931

LAM Hétérogénéité phénotypique et génétique Anomalies génétiques majeures Mutations : pathogénèse Mutation affectant la prolifération cellulaire : altération des voies tyrosine kinase (Flt 3, c kit, RAS, PTPN11) Mutation attenuant la différenciation (AML1, CEBPA) Mutation affectant la régulation du cycle cellulaire et de l’apoptose (P53, NPM1)

Classification LAM avec anomalies cytogénétiques récurrentes : t(8;21) : AML-ETO t(15;17) : pml-rar Avec éosinophilie médullaire : anomalie chr 16 Anomalie 11q23

LAM avec dysplasie multilignées LAM post chimiothérapie LAM non classées

Pourquoi rechercher les mutations Visée pronostic Adaptation des risques thérapeutiques Nouvelles thérapeutiques Compréhension des mécanismes leucémogène

Mutation entraînant la prolifération Flt-3 C-Kit RAS PTPN11 Autres : JAK 2, MPL515

Flt-3 FMS Like Tyrosine kinase 3 Chr 13q12 Exprimé sur progéniteurs myéloïdes et lymphoïdes Perte d’expression au cours de la différenciation Patho : surexprimé dans les blastes de LAM (dans 30-45% des LAM)

Mutations Flt-3 2 types : Duplication en tandem : ITD : la plus fréquente Forte incidente dans CN-LAM, t(15;17), t(6;9) Mutations dans l’exon 20 : TKD La mutation entraîne phosphorylation du récepteur : active voies : PI3K/AKT, RAS/MAPK, JAK2/STAT5

Mutations Forming Subgroups in AML: Just Like Cells, They Are Constantly Dividing and Interacting Peter Emanuel, MD The hematologist Nd07

Modèle murin : Flt-3 ITD : LMMC Flt-3 TKD : anomalies lymphoïdes Jamais de LAM : fLT-3 mut non suffisant

Valeur pronostic Double mutation : ITD+TKD : hyperleucocytose +++, blastose médullaire ++ Flt-3 ITD : PEJORATIF: + de rechute, RC + courte Si Homozygote pour mut : péjoratif +++ + fragment dupliqué long, + le pronostic est mauvais De + : facteur pronostic, suivi maladie résiduelle, cible thérapeutique

C Kit Rcpt : Glycoprotéine transmembranaire Ligand : SCF Dimérisation et phosphorylation entraîne activation voies : STAT3, PI3K Mutation : touche 1 AA, la plus fréquente : D816V exon17

Annales de Biologie Clinique Annales de Biologie Clinique. Volume 62, Numéro 6, 657-69, Novembre-Décembre 2004, revue générale

Diagnostic/ pronostic C-kit muté : au diag de LAM Hyperleucocytaire, de novo ou IIr Abste si t(15;17), caryotype complexe LAM 2 : 70% mutée c Kit Mauvais pronostic, +++ si assos avec t(8;21) Thérapeutique : action des inhibiteurs de la tyrosine kinase

RAS Famille des guanine nucleotide binding protein Régulation de la transduction du signal( Flt3, c Kit) Physio : équilibre entre 2 formes : GTP-Bound : active GDP-Bound : inactive

3 gènes RAS fonctionnels : N, K, H Mutation N et K : activation de la fonction GTP ase Etude sur SMD : si prsce mut : + de risque de LAM Anomalies cytogénétiques concomitantes : Inv16, t(16;16), inv3, t(3;3)

Rarement présent si t(15;17), anomalie complexe N’est pas utilisable en marqueur pronostic, ni dans le suivi de MR

Gène PTPN11 Protein Tyrosine Phosphatase Nonreceptor 11 Chr 12q24 Code pour prot cytoplasmique : SHP-2 activité phosphatase sur substrat inconnu Forte expression dans cellule hématopoïétique, intervient dans voies de signalisation de FC, H, Cytokines, molécules d’adhésion Retrouvée dans 35% des LMM juvénile, 9% des LAM de l’adulte Impact pronostic non évalué

Autres JAK2 : V617F : PV, TE, LAM IIr au SMP T875N et A572V : LAM7 Mut MPL 515 : croissance indépendante des cytokines, hypersensibilité au TPO

Mutation intervenant sur la différenciation CBF : core binding factor : fortement exprimé dans précurseurs myélomonocytaires, et pendant la différenciation granulaire AML 1 CEBA Autres : WT 1, PU.1

AML 1 Code pour une sous unité du Core Binding Factor Chr 21q22 3 isoformes (variation partie C term) Mutation monoallélique (le + souvent) : abolie transactivation cellulaire induite par le M-CSF Mutation dans 6 à 10% des LAM de l’adulte

Associé à des anomalies cytogénétiques : tri21, tri13 Nombreuses protéines de fusion : t(8;21) : AML1-ETO t(12;21) : AML1-ETV6 t(3;21) : AML1-MDS1 LAM 0 : mut bi allélique, 15-50 % des cas

C/EBa CCAAT / enhancer binding protein Chr 19q13.1 Code pour FT fortement exprimé dans précurseurs myélomonocytaires, et pendant la différenciation granulaire : Régulation - de c Myc Régulation + des gènes spécifiques de la lignées granulaire Inhibe prolifération cellulaire

3 mécanismes T (8;21) : AML1-ETO : régulation négative sur C/EBPa Hyper méthylation du promoteur : gène silencieux Mutation sur le gène

Mécanisme leucémogène : Pabst et coll. : perte de C/EBPa : bloque différentiation cellulaire : facilite processus leucémogène

Mutation de gènes régulant le cycle cellulaire et l’apoptose NPM1 P53

NPM1 = nucleolar phosphoprotein B23 = numatrin =nucleoplasmin Chr 5q35 Protéine canal entre noyau et cytoplasme, exprimée en réponse au stress cellulaire et au processus oncogène

Anomalies retrouvées dans : lymphome avec t(2;5) LAM 3 avec t(5;17) 30 % LAM de novo Plus de 40 mutations trouvées Le plus souvent associé à un caryotype normal Facteur pronostic selon statut Flt 3

P53 Protéine gardienne du génome Chr 17p163 Perte de P53 : instabilité génomique, défaut d’apoptose Inactivation par délétion, mutation, t(5;17)

En général : résistance au CT, survie courte Si détection perte d’hétérozygotie : (LOH) : très mauvaise réponse au chimiothérapies, transplantation à considérer ++++

Discussion Application clinicobiologique Table 1 Pronostic Processus leucémogène : ex : PML-RAR, AML1-ETO : réduit réparation de l’ADN indice pronostic : cf fig 1 : screening mutationel Marqueurs de MR : flt-3 ITD, NPM1

En pratique Caryotype : Défavorable Intermédiaire : Flt-3 puis si - : CEPBA Favorable : sauf pour t(15,17) : Flt-3, Si - : cKit, Npm1

Potentiel thérapeutique Greffe dès première RC Inhibiteurs Flt-3 (PKC 412, CEP 701…) C Kit : ++ si on connaît la mutation exact : ex : ins/del exon 8, substitution codon 822 : sensible à l’imatinib mais D816 : résiste

The role of FLT3 in haematopoietic malignancies Derek L. Stirewalt & Jerald P. Radich Nature Reviews Cancer 3, 650-665 (September 2003)