Les oligodendrogliomes avec codélétion 1p19q ont un profil d’expression génique “proneural” F. Ducray (1), A. Idbaih (1,2), A. Reyniès (3), S. Lair (2), J. Thillet (1), I. Bieche (4), J. Thillet (1), Y. Marie (1), M. Sanson (1), K. Hoang-Xuan (1), O. Delattre (2), JY Delattre (1). 1 Unité INSERM U711, Service de Neurologie Mazarin , Service de Neuropathologie, CHU Pitié-Salpêtrière, Paris. 2 Unité INSERM U830, Unité de Génétique Somatique et Service de Bio-Informatique, Institut Curie, Paris 3 Ligue contre le cancer, CIT3, Service de Bioinformatique 4 Faculté de Pharmacie, Université Paris V

Introduction Malgré ses progrès, la classification histologique des gliomes est insuffisante Développement de classifications « moléculaires »: Classifications génomiques (ADN) (Idbaih et al. 2006) Classifications transcriptomiques (ARN)

Etude du transcriptome Transcription AAAA ARNm ADN N C Protéine

Etude du transcriptome Transcription AAAA ARNm ADN N C Protéine Gains Pertes Mutations

Etude du transcriptome Transcription AAAA ARNm ADN N C Protéine Gains Pertes Mutations Niveau d’expression: Gènes pas exprimés Gènes très fortement exprimés

Etude du transcriptome Transcription AAAA ARNm ADN N C Protéine Corrélation forte entre le profil d’expression génique d’une tumeur, son origine et son profil évolutif

Principe des puces ADN (microarray) pour l’étude du transcriptome Tumeur 1 Tumeur 2 Analyse des données Extraction de l’ARN Amplification & Marquage Puce 2 Puce 1 Hybridation Lecture par un scanner 50.000 sondes

Contexte Plusieurs études du transcriptome des gliomes (Phillips et al. , Freije et al. , Liang et al. , Nigro et al.) Peu d’études à partir de gliomes bien caractérisés au plan génomique

Objectif Comparaison du profil d’expression génique de gliomes bien caractérisés au plan génomique: Gliomes avec codélétion 1p19q (groupe A) Gliomes avec amplification de l’EGFR, perte du chr 10 et gain du chr 7 (groupe B)

Matériel et méthodes Caractérisation en CGH array (Idbaih et al. 2006) Tumeurs: Groupe A (1p19q-): Oligodendrogliomes de grade III (n=4) Groupe B (EGFR+): Glioblastomes (n=5), OIII (n=3), OAIII (n=1) Etude du transcriptome sur puces ADN pangénomiques: Affymetrix: 50.000 sondes / 30.000 gènes Validation de 22 gènes en RT-PCR

Corrélation transcriptome / génome Comparaison du profil des 2 groupes: (SAM avec Différence d’expression >2 et FDR <5%) 3236 gènes surexprimés groupe B (EGFR+) 3505 gènes surexprimés groupe A (1p19q-)

Localisation chromosomique des gènes différentiellement exprimés Groupe B: EGFR + Groupe A: 1p19q -

Localisation chromosomique des gènes différentiellement exprimés Groupe B: EGFR + Groupe A: 1p19q -

Localisation chromosomique des gènes différentiellement exprimés Groupe B: EGFR + Groupe A: 1p19q -

Classification selon le profil d’expression Sélection « sans a priori » de 500 gènes avec une haute variabilité entre les 13 échantillons Clustering hiérarchique non supervisé: Classement des tumeurs en fonction de la similarité de leur profil d’expression génique

Clustering hiérarchique non supervisé à partir de 500 gènes

Clustering hiérarchique non supervisé à partir de 500 gènes MEC, Prolifération Angiogenèse Gènes de CS (CD133) Gènes de GBM (IGFBP2…)

Clustering hiérarchique non supervisé à partir de 500 gènes Gènes oligodendrogliaux (Olig2,UGT8) Gènes du cerveau normal, gènes neuronaux et de la neurogenèse (DCX,MYT1L,NOG, BMP2, SLITRK1…)

Neurones (GABRB3, INA, SNAP25…) Neurogenèse (DCX, NOG, BMP2, GALNT13) Deux catégories de gènes « neuronaux » surexprimés par les oligo avec codélétion 1p19q EGFR+ 1p19q S blanche S grise Catégorie principale de chaque cluster de gènes Myéline (MOG, MOBP,MAG…) Neurones (GABRB3, INA, SNAP25…) Neurones (Neurofilaments, GBRA1…) Neurogenèse (DCX, NOG, BMP2, GALNT13) Dvpt précoce (CD133, TWIST1, NeuroD1) Prolifération (BUB1, TPX2, DLG7…) MEC (COL4A1, COL5A1…), Angiogenèse (AGPTL2….) Immunité (CX3CR1, C1QA, C1QB, C1QC)

Classification transcriptomique de Phillips: 3 groupes de gliomes de haut grade Proneural (bon pc) Proliferative Mesenchymal Phillips et al. Cancer Cell 2006

Mesenchymal genes Proliferative genes Proneural genes Clustering des 13 échantillons à partir de la signature de Phillips et al. Mesenchymal genes Proliferative genes Proneural genes

Validation en RT-PCR 22/23 gènes étudiés validés dans une série indépendante de 16 gliomes (8 A/8 B) En comparaison avec du cerveau normal 10 gènes surexprimés dans le groupe A: Cerveau normal: L1CAM, GALNT13, CTTNBP2, AKR1C3, C20ORF42 Neuro/gliogenèse: DCX, NOGGIN, BMP2, ATOH8, OLIG2 12 gènes surexprimés dans le groupe B: Prolifération: CDK2, CCNB1, EGFR Gènes des CS: IQGAP1, PDPN, REST Autres: IGFBP2, GBP1, YKL40, OSF2, RNF135, PLAT Surexpression de gènes « neuronaux » dans le groupe A > cerveau nl (DCX, GALNT13)

Conclusion Les oligodendrogliomes avec une codélétion 1p19q surexpriment une certaine catégorie de gènes « neuronaux » et ont un profil « proneural » Expression de gènes « neuronaux »? Cellule d’origine = progéniteur bipotentiel neurono-oligodendroglial ? Rôle de gènes « neuronaux » dans l’oligodendrogliogenèse ?