Université Paris Descartes Hôpital européen Georges Pompidou Intérêts des bio-marqueurs en vie réelle l’exemple de l’oncologie digestive (actuel et à venir) Pierre Laurent-Puig Université Paris Descartes Hôpital européen Georges Pompidou

Les possibilités thérapeutiques du cancer colorectal en 2013 ADJ L1 L2 L3 REG 3-15% 10-20% PAN T1T2N0 (I) chirurgie Abstention FOLFOX ±BEV FOLFIRI IRI CET T3T4N0 (II) 5FU IV/PO M+ (IV) FOLFIRI ±BEV FOLFOX N+ (III) FOLFOX FOLFIRI ±CET IRI CET FOLFOX Présentation synthétique des différentes possibilités qui s’offrent aux cliniciens pour traiter un cancer du côlon en fonction du stade de la tumeur, Ces différentes combinaisons ont des efficacités assez similaires et idéalement le choix du cliniciens devraient être dicté par des biomarqueurs. Twelves NEJM 2005 André NEJM 2004 Van Cutsem NEJM 2009 Saltz J Clin Oncol 2008 Tournigand JCO 2004 Hurwitz NEJM 2004 Adam Ann Surg 2004 Cunningham NEJM 2004 Van Custem NEJM 2009 Grothey A Lancet 2013 BEV: Bevacizumab (Avastin Roche) CET: Cetuximab (Erbitux. Merck KGaA/Imclone/BMS) IRI: Irinotecan PAN: Panitumumab REG: Regorafenib

Avons nous besoin de marqueurs pronostiques et théranostiques La réponse à cette question est oui Pour sélectionner les patients de stade II qui vont récidiver(~15%) Pour sélectionner les patients de stade III à faible risque récurrence de (~50%) Pour sélectionner les patients de stade II & III qui bénéficieront d’une chimiothérapie adjuvante Pour sélectionner les patients qui bénéficieront d’une thérapie ciblée Pour définir une nouvelle nosologie des cancers colorectaux

Differents types de cancers colorectaux Classification TNM-UICC : seule classification pronostique utilisée en routine Hétérogénéité moléculaire des cancers coliques (CC) : au moins 3 entités moléculaires Instabilité chromosomique (CIN) Instabilité des microsatellites (MSI) Phénotype méthylateur (CIMP)

Les différents phenotypes MSI + (12%-15%) P P P P P P P P P P P P D côlon distal P côlon proximal BRAF mutation V600E KRAS mutation 12-13 Barault et al. Cancer Res 2008;68:8541-46, Barault al. Int J cancer 2008;122:2255-59; & consortium colon CIT2

Les différents phenotypes MSI + (12%-15%) P P P P P P P P P P D D P P P D P P P D distal P proximal CIMP+ MSI + / CIMP+ BRAF mutation V600E KRAS mutation 12-13 18% Barault et al. Cancer Res 2008;68:8541-46, Barault al. Int J cancer 2008;122:2255-59; & consortium colon CIT2

Les différents phénotypes CIN + P P D D D P P P P P P P D D D D D P P P P P D D D D D D D D P P D D D D D D D D P P D D D D D D D D P P D D D D D D D P MSI + (12%-15%) MSI + P P D D D D P P P P D D D D D D P P P P D D D D D D D D P P P D D D D D D D P P D distal P proximal CIMP+ MSI + / CIMP+ BRAF mutation V600E KRAS mutation 12-13 18% Barault et al. Cancer Res 2008;68:8541-46, Barault al. Int J cancer 2008;122:2255-59; & consortium colon CIT2

Les différents phénotypes CIN + P P D D D P P P P P P P D D D D D P P P P P D D D D D D D D P P D D D D D D D D P P D D D D D D D D P P D D D D D D D P Syndrome de LYNCH MSI + P P D D D D P P P P D D D D D D P P P P D D D D D D D P P P P D D D D D D D P P D côlon distal P côlon proximal CIMP+ MSI SPORADIQUES BRAF mutation V600E KRAS mutation 12-13 18% Barault et al. Cancer Res 2008;68:8541-46, Barault al. Int J cancer 2008;122:2255-59; & consortium colon CIT2

Dan Sargent et al. 1027 patients inclus dans des essais cliniques démontrant l’efficacité de la chimiothérapie en situation adjuvante MSI + (dMMR) 185 pts (18%) Pas de chimiotherapie 5FU chimiothérapie

Mutations de KRAS et cancer colorectal JL Bos … B Vogelstein Nature 1987 Mutations de RAS (Codons 12, 13, 61) – 27 tumeurs colorectales Mutations de KRAS: 40% (n=11/27) Localisées sur le codon 12 dans 81% des cas Présentes dès le stade d’adénome KRASm Vogelstein N Engl J Med 1989 9% 58% 47%

Mutations de KRAS et cancer colorectal Codons 12 et 13: hotspot de mutations (> 95% des cas) COSMIC (Catalogue of Somatic Mutations in Cancer) http://www.sanger.ac.uk/genetics/CGP/cosmic/ 18% (G13D) 81% 23% (G12V) 35% (G12D) Exon 2

cetuximab panitumumab Ligand cetuximab panitumumab REGF membrane PIP2 PIP3 P PTEN P Grb PI3K hSOS PDK1/2 Ras/MAPK pathways Ras PI3K/AKT pathways AKT1/2 mTOR Raf 4EBP1 p21 GSK3 MEK1 p27 VEGF BAD p70S6K eIF4E MEK2 ERK1/2 Cell survival Angiogenesis apoptosis Traduction Cell survival Proliferation Angiogenesis Migration transcription

Meta-analysis KRAS 11 selected studies from randomized controlled phase II and phase III trials Trial Phase Line of chemotherapy KRAS mutated tumors BSC versus BSC + Pmab (Amado) III 3rd line 184 (43.1%) BSC versus BSC + Cmab (Karapetis CO-17) 164 (41.6%) FOLFIRI versus FOLFIRI + Cmab (Van Cutsem CRYSTAL) 1st line 397 (37.%) FOLFIRI versus FOLFIRI + Pmab (Peeters 2005-181) 2sd line 486 (44.9%) FOLFOX4 versus FOLFOX4 + Cmab (Bokemeyers OPUS) II 136 (43.2%) Ox, 5FU versus Ox, 5FU + Cmab (Maughan COIN) 565 (42.9%) FOLFOX4 versus FOLFOX4 + Pmab (Douillard PRIME) 440 (40.1%) FLOX versus FLOX + Cmab (Tveit NORDIC VII) 195 (39.2%) Ox-Ct/Bev versus Ox-Ct/Bev + Pmab (Hecht PACCE) 260 (39.1%) Iri-CT/Bev versus Iri-CT/Bev + Pmab (Hecht PACCE) 86 (43.0%) Cap, Ox, Bev versus Cap, Ox, Bev + Cmab (Tol CAIRO2) 206 (39.6%) Total 3119/7577 (41%) Adelstein et al. Eur J Cancer 2011;47:1343-54

Mutations de KRAS et réponse au cetuximab Marqueur prédictif de résistance au cetuximab (30 pts) KRAS Status Répondeurs Non répondeurs Total KRAS muté(%) 0 (0%) 13 (100%) 13 KRAS wild type (%) 11 (65%) 6 (35%) 17 p=0,0003 Multicentric and retrospective french study for validation (89 patients) 14 (58,3) 10 (41,7) 1 (1,1) 25 (38,4) 14 (21,6) Tumor Response rate p=0,001 0 (0) n (%) Partial response Complete response mutated Wild-type Lièvre et al. Cancer Res 2006; 66:3992-95 Lièvre et al. J Clin Oncol 2008; 26: 374-9

Mutations de KRAS et réponse au cetuximab Chez les patients chimiorésistants 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 20 40 60 80 100 Semaine p = 0.0001 Survie sans progression n=88 pts M NM Mois p=0.026 Survie globale 10 30 Survival probability KRAS status Median PFS (95% CI) Median OS (95% CI) KRAS muté KRAS non muté 10,1 sem (8-16) 31,4 sem (19-36) 10,1 mois (5.1-13) 14,3 mois (9.4-20) Lièvre et al. J Clin Oncol 2008; 26: 374-9 Données confirmées par plusieurs études rétrospectives

Mutations de KRAS et réponse aux anti-EGFR Chez les patients chimiorésistants Valeur prédictive des mutations de KRAS dans 2 essais randomisés contrôlés KRAS muté Amado J Clin Oncol 2008 Karapetis N Eng J Med 2008 HR: 0.99 P = 0.96 KRAS WT HR: 0.40 (95% CI, 0.30 to 0.54) P<0.001 HR: 0.68 (95% CI, 0.57 to 0.80) P<0.001 Jonker N Eng J Med 2007 Van Cutsem J Clin Oncol 2007 Enregistrement européen du panitumumab dans le CCRm chimiorésistant et KRAS wild-type

Les mutations rares de RAS

Distribution des mutations sur les différents codons KRAS 1 12-13 37 38 59-61 97 97 117-146 Exon 2 Exon 3 Exon 4 Exon 5 85% 2% 13% Cosmic database 50% 32% 3% 94% 5.6% - 4.1% ND Peters Clin Cancer Res 2013 7.4% Andre Ann Oncol 2012 NRAS 1 12-13 37 38 59-61 97 97 117-146 150 151 189 Exon 2 Exon 3 Exon 4 Exon 5 42% 58% Cosmic database 4.6% 3.9% Peters Clin Cancer Res 2013 Andre Ann Oncol 2012 3.7% 5.5%

Séquençage nouvelle génération de 288 tumeurs de patients traités dans le cadre de 2 études Etude de phase III panitumumab versus BSC (Etude 408) Etude ouverte panitumumab versus BSC (Etude 194) Plusieurs gènes sont explorés de manière systématique sur l’ensemble de la séquence codante NRAS BRAF PTEN PIK3CA TP53 AKT1 EGFR CTNNB1 Author Manuscript Published OnlineFirst on January 16, 2013; DOI:10.1158/1078-0432.

Taux de réponse (Pts KRAS wild-type) en fonction des autres mutations Combined Panitumumab + BSC n=138 Gene Status N Response rate % (CI 95%) NRAS WT MUT 126 9 17 (11-25) 0 (0-34) BRAF 107 13 17 (10-25) 0 (0-25) PTEN 122 16 (10-24) 11 (0-48) PIK3CA 117 10 15 (9-22) 20 (3-56) TP53 50 84 14 (6-27) 17 (9-26) Peeters M Clin Cancer Res 2013

Les mutations de NRAS semble avoir un impact sur la PFS 288 patients analysables Phase III panitumumab versus BSC Impact prédictif: Les mutations de NRAS semble avoir un impact sur la PFS

Conclusions Le phénotype MSI est un marqueur de bon pronostic; Il indique la possibilité d’une prédisposition génétique au cancer du côlon (syndrome de Lynch) Il indique une possible résistance au 5FU La mutation KRAS est marqueur indispensable à la prise de décision de la stratégie thérapeutique des patients atteints d’un cancer colorectal D’autres mutations plus rares sont probablement impliquées NRAS De nouvelles altérations vont devoir être caractérisées afin de donner accès à d’autres thérapies ciblées