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Génomique pan-tumeurs
Chapitre IX Génomique pan-tumeurs Pr Marie-Dominique Galibert (Rennes)
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Génomique pan-tumeurs Marqueurs de sensibilité aux thérapies ciblées
207 Essai pédiatrique MATCH du NCI-Children’s Oncology Group Pediatric Molecular Analysis for Therapy Choice Criblage moléculaire afin de déterminer le nombre et la nature des mutations actionnables dans les cancers pédiatriques réfractaires aux thérapies Patients Profilage génomique Résultats • Âge ≥ 1 ; ≤ 21 • Réfractaires au traitement (n = 422) Panel Oncomine Thermo Fisher Scientific > 160 gènes > mutations CNV, fusion Mutation actionnable : 29 % Proposition de traitement : 24 % Les anomalies identifiées portent sur : la voie des MAP-kinases : 11 % : HRAS/KRAS/NRAS, BRAF, NF1 et les gènes SMARCB1 (n = 14), ALK (n = 8), CDK4 (n = 8), PIK3CA (n = 7), PTEN (n = 7), FGFR1 (n = 5) et BRCA1/BRCA2 (n = 5) Les essais MATCH sont initiés par le NCI en collaboration avec des groupes cliniques d’intérêt. Dans le cas de l’essai pédiatrique, il s’agit du Children Oncology Group (COG). C’est un criblage moléculaire visant à identifier les anomalies actionnables dans les cancers pédiatriques (tumeurs solides et hématologiques) réfractaires aux thérapies. L’analyse porte sur plus de 400 patients. Le criblage moléculaire est réalisé à l’aide du large panel Oncomine™, développé par la société Thermo Fisher (plus de 160 gènes). En termes de résultats, les anomalies génétiques actionnables identifiées portent principalement sur la voie des MAP-kinases (11 %) avec des mutations des oncogènes HRAS, KRAS, NRAS, BRAF et NF1. Au total, ce sont 29 % de mutations actionnables qui ont été identifiées avec 24% de propositions de traitement. Cette étude majeure met en avant l’intérêt d’un profilage génomique sur un large panel. Cette étude majeure met en évidence l’intérêt d’un profilage génomique dans les cancers pédiatriques Congrès américain d’oncologie clinique 2019 – D’après Parsons DW et al., abstr , actualisé
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Génomique pan-tumeurs Marqueurs de sensibilité aux immunothérapies
208 Profilage moléculaire de cancers du sein métastatiques Recherche de marqueurs prédictifs de la réponse aux immunothérapies Résultats Étude rétrospective portant sur patientes Patientes Profilage génomique % ER+/ HER2- HER2+ Triple- négatifs PIK3CA 38 19 PTEN 5 15 NF1 7 8 ESR1 16 6 0,5 FGFR1 18 11 BRAF 2 1 4 TMB > 20 mut/Mb 3 TMB > 10 mut/Mb 12 9 PD-L1 bas / élevé 1 / 0 5 / 5 10 / 3 Panel FMI Séquençage-capture 315 gènes et 28 introns MSI (114 loci) TMB (1.1 Mb) + IHC PD-L1 ER+/HER2– : 1 388 HER2+ : 1 969 Triple-négatifs : 643 20 < âge < 89 Moyenne : 55 Chez l’adulte, des études rétrospectives sur un large panel mettent également en avant l’intérêt de ce type de profilage génomique. Ici, l’étude porte sur le cancer du sein métastatique. L’objectif initial étant de mettre en avant des marqueurs prédictifs de la réponse aux immunothérapies. Il s’agit d’une étude rétrospective portant sur pratiquement patientes : ER+/HER2– (1 388), HER2+ (1 969) et triple-négatives (643). Ici, le profilage génomique a été réalisé à l’aide du large panel développé par la société FMI. Il s’agit d’un séquençage en capture donc, outre l’identification d’altérations génomiques du type mutation, petite Ins/del, il est possible d’identifier des fusions de gènes. L’instabilité génomique est évaluable par l’analyse de 114 microsatellites (MSI). La charge mutationnelle est déterminée en rapportant le nombre de mutations par Mb. Enfin, en complément de cette approche génomique sur ADN extrait, l’expression du marqueur PD-L1 est réalisée par immunohistologie. Les résultats obtenus permettent : – de confirmer les sous-types d’amplification d’HER2 ou non (HER2+) [non montrés ici dans le tableau résultats] ; – d’identifier des marqueurs actionnables par sous-type afin d’envisager des thérapies ciblées. La charge mutationnelle > 20 mut/Mb et l’expression de PD-L1 permettent d’identifier quelques patientes potentiellement sensibles aux immunothérapies. Conclusion Ces données de “vie réelle” sont d’importance par le nombre de patientes screenées. Il est maintenant nécessaire d’agréger ces données avec les prises de décisions thérapeutiques et les résultats et de confirmer ces derniers par un essai. Données d’importance par le nombre de patientes analysées Cette étude met en avant des marqueurs de sensibilité aux immunothérapies et à certaines thérapies ciblées, offrant des perspectives de traitement Une étude complémentaire agrégeant les données cliniques de réponses permettra de valider ces premiers résultats Congrès américain d’oncologie clinique 2019 – D’après Ross JS et al., abstr. 1023, actualisé
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Génomique pan-tumeurs Marqueurs de sensibilité aux thérapies
209 Profilage moléculaire de cholangiocarcinomes intrahépatiques Utilisation d’un large panel en vue d’identifier des altérations actionnables Étude rétrospective portant sur patients (16 < âge < 89 ; moyenne d’âge : 62 ans) Résultats Site métastatique Profilage génomique - MSI élevées : rare (1 %) - TMB > 10 mut/Mb : 150 cas - TMB > 20 mut/Mb : 57 cas - 31/57 MSI élevées - PD-L1+ : 43/490 (9 %) - LOH : 551/2 665 (21 %) - Altérations génomiques : TP53 (32 %), CDKN2A (30 %), KRAS (20 %), ARID1A (18 %) FGFR2 (11 %, 85 % fusions > 144 partenaires) BRAF (5 %, 52 % V600E) RH : ATM (3,7 %), PTEN (3,2 %), BRCA1/2 (3,24) Co-occurrence : IDH1, PBRM1 et ARID1A Foie : 75 % Ganglion L. : 4 % Canal biliaire : 3,5 % Poumon : 2 % Panel FMI Séquençage-capture 404 gènes/gLOH MSI (114 loci) TMB (1.1 Mb) + IHC PD-L1 Ici, l’étude porte sur le cholangiocarcinome intrahépatique. Son objectif est d’identifier des marqueurs de sensibilité : il s’agit d’une étude rétrospective portant sur plus de patients (4 371), le foie (75 %) était le site métastatique analysé majoritairement. Comme précédemment, l’analyse génomique a été réalisée à l’aide d’un large panel FMI. Les résultats mettent en avant des mutations actionnables dans 35 % des cas. On note des anomalies de la recombinaison homoloque (RH) pouvant potentiellement bénéficier des anti-PARP. De plus, la co-occurrence des mutations IDH1/PBRM1 et ARID1 définit potentiellement un sous-groupe également sensible aux anti-PARP, à confirmer. Données d’importance par le nombre de patientes analysées 35 % présentent une mutation actionnable (T. ciblée) - 1 % pourrait bénéficier d’immunothérapie La co-occurrence des mutations IDH1/ pBRM1/ARID1A définit potentiellement un sous-groupe sensible aux anti-PARP. À confirmer. Congrès américain d’oncologie clinique 2019 – D’après Javie MM et al., abstr. 4087, actualisé
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Génomique pan-tumeurs Marqueurs de résistance aux thérapies ciblées
210 Répertoire et fréquence des mutations dans le CBNPC en fonction des traitements par ITK Première ligne erlotinib, géfitinib, afatinib T790M, 60 % Inconnu, 15 % EMT, 2 % Transf. CPC, 5 % BRAF, 1 % PIK3CA, 2 % MET amp, 5 % HER2 amp, 10 % Deuxième ligne osimertinib Inconnu, 25 % Perte de T790M, 49 % C797X, 15 % MET amp, 19 % HER2 amp, 5 % PIK3CA, 5 % BRAF, 3 % Cycle cell, 12 % Autre EGFR, 6 % Fusions, 3 % Première ligne osimertinib Inconnu, 67 % C797X, 7 % HER2 amp, 2 % MET amp, 15 % PIK3CA, 7 % BRAF, 3 % Cell cycle, 12 % Autre EGFR, 3 % Fusions, 1 % KRAS, 3 % La nature et la fréquence des mutations de résistance varient en fonction de ITK En réponse à l’osimertinib (ITK 3e G.) : - Mutation EGFR C797X - Amplification de MET Développement de nouvelles approches thérapeutiques D’après Wu et al., Mol Cancer 2018, Papadimitrakopoulou et al., Ann Oncol 2018, Ramalingam et al., Ann Oncol 2018 Dans le cancer du poumon, l’échec aux traitements par des thérapies ciblées (inhibiteur d’ITK) est objectivé par la présence de mutations de résistance. En première ligne, en réponse aux ITK de première et de deuxième génération, on observe principalement la survenue de la mutation de résistance T790M de l’EGFR et des amplifications de MET. L'utilisation de l’ITK de troisième génération osimertinib, en deuxième ou en première ligne, conduit à la survenue de mutations de résistance spécifiques (mutation au niveau du codon C797 de l’EGFR et amplifications de l'oncogène cMET). La nature et la fréquence des mutations de résistance varient en fonction de l’ITK. Ces données permettent d’envisager de nouvelles approches thérapeutiques avec, par exemple, le JNJ-372 (diapositives suivantes). Congrès américain en oncologie clinique D’après Janne PA et al., abstr. 9010, actualisé
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Génomique pan-tumeurs Marqueurs de résistance aux thérapies ciblées
211 Développement d’une nouvelle molécule thérapeutique (1) Le JNJ-372, un anticorps bispécifique EGFR-cMET Rationnel moléculaire : l’amplification de cMET est un mécanisme de résistance aux thérapies ciblées Fixation EGFR Fixation cMET JNJ-372 Anticorps IgG1 complètement humanisé bispécifique Cible les récepteurs EGFR et cMET Potentialité d’action dans les tumeurs EGFR muté incluant les ITK résistantes Mutations activatrices et de résistance Le JNJ-372 est un anticorps bispécifique ciblant spécifiquement les récepteurs membranaires EGFR et cMET. Il présente donc un double intérêt dans les tumeurs EGFR muté présentant une amplification de l’oncogène cMET, comme observé dans le cancer du poumon non à petites cellules. EGFR Congrès américain en oncologie clinique D’après Haura EB et al., abstr. 9009, actualisé
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212 Développement d’une nouvelle molécule thérapeutique (2) Mécanismes d’action du JNJ-372 Inhibition de la signalisation EGFR et cMet Dégradation récepteur Fonction ADCC Ligand Cell. NK Lysosome Les mécanismes d’action envisagés du JNJ sont triples : – la liaison aux récepteurs inhibe la liaison du ligand, sa dimérisation, donc son activation ; – la liaison aux récepteurs conduit à son internalisation et à sa dégradation ; – l’activation de la réponse immunitaire = ADCC (Antibody-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity). Cell. cancéreuse Prolifération Congrès américain en oncologie clinique D’après Haura EB et al., abstr. 9009, actualisé
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213 Développement d’une nouvelle molécule thérapeutique (3) Activité du JNJ-372 : post-ITK de 3e G. dans le CBNPC muté EGFR 16/58 patients (28 %) en RP comme meilleure réponse (8 confirmées) 8 patients avec C797S 3 patients avec amplification cMET (> 6 copies) 5 patients sans mécanisme de résistance identifié lié à EGFR ou cMET 140 120 100 80 60 40 (n = 58) Variation de taille par rapport au bilan initial (%) 20 -20 -40 -60 Dose attribuée (mg) 700 1050 1400 Essai de phase I en escalade de dose mettant en avant l’activité du JNJ-372 chez des patients atteints de CBNPC muté EGFR post-ITK de troisième génération. Chez 16 patients sur 58 en réponse partielle (la meilleure réponse) : mutation T790M + C797 ou amplification de MET ou autre mécanisme de résistance. Le JNJ est donc une molécule prometteuse, qui requiert toutefois des études complémentaires. -80 Mutation de résistance aux ITK T790M C797S C797G G724S G796S L718M L718Q L718V Amplification cMET (> 6 copies) Profil de tolérance acceptable : taux de toxicité de grade 3 faible (9 %) Le JNJ-372 est une molécule prometteuse, mais requiert des études complémentaires Congrès américain en oncologie clinique D’après Haura EB et al., abstr. 9009, actualisé
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214 Nouvelle thérapeutique (1) U3-1402, un anticorps anti-HER-3 conjugué à l’exatécan Rationnel moléculaire : l’expression d’HER3 est augmentée dans 60 % des CBNPC mutés EGFR U3-1402 Internalisation Relargage de l’exatécan HER3 Noyau Lysosome Inhibition de la topo-1 Deuxième exemple de nouvelle approche thérapeutique, notamment dans le CBNPC. Le rationnel moléculaire étant ici le niveau d’expression du récepteur membranaire HER3 qui est augmenté dans les CBNPC. L’utilisation d’un anticorps dirigé contre HER3 et conjugué à l’exatécan permet de cibler spécifiquement les cellules HER3+ et de délivrer à ces cellules la molécule thérapeutique après internalisation et relargage in situ de l’exatécan. La molécule thérapeutique interagit avec l’ADN induisant des dommages conduisant à la mort cellulaire. Liaison HER3 Internalisation du récepteur Relargage Dommage ADN Mort de la cellule Congrès américain en oncologie clinique D’après Janne PA et al., abstr. 9010, actualisé
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215 Nouvelle thérapeutique (2) U3-1402, un anticorps anti-HER 3 conjugué à l’exatécan : étude de phase I Patients : CBNPC métastatique EGFR muté T790M négatif après progression sous ITK de 1re et 2e G. En progression sous ITK de 3e G. 60 40 -20 -40 -60 -80 -100 Meilleur changement (%) 3,2 mg/kg 4,8 mg/kg 6,4 mg/kg RP confirmée RP (n = 16) Cet essai de phase I en escalade de dose met en avant l’activité de l’U chez des patients atteints de CBNPC en progression sous ITK. Quelques réponses partielles. Profil de tolérance acceptable : taux de toxicité de grade 3 faible (9 %) Le U est une molécule prometteuse, mais requiert des études complémentaires Congrès américain en oncologie clinique D’après Janne PA et al., abstr. 9010, actualisé
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216 STK11 (LKB1) et KEAP1 (1) Deux nouveaux marqueurs de résistance dans les CBNPC métastatiques EGFR/ALK non mutés, traités par PCP STK11, également appelé LKB1, est un gène suppresseur de tumeur ; STK11 code une sérine thréonine kinase KEAP1, également connu sous le nom d’INRF2, code une protéine adaptatrice du système ubiquitine-E3 ligase. KEAP1 participe ainsi à la dégradation des protéines NRF2 est une cible de KEAP1 ; KEAP1 est donc un répresseur de NRF2 STK11 et KEAP1 fonctionnent de manière coopérative STK11 et KEAP1 sont retrouvés mutés dans les CBNPC La combinaison PCP (pembrolizumab [P] + carboplatine [ou cisplatine] pémétrexed [CP]) est le traitement de référence en première ligne dans les CBNPC métastatiques EGFR/ALK non mutés Objectif de l’étude Évaluer l’intérêt de STK11 et KEAP1 comme marqueurs de non-réponse au PCP Identification de 2 marqueurs de réponse dans le CBNPC métastatique EGFR/ALK non muté traité par pembrolizumab + carboplatine ou cisplatine + pémétrexed. Pour information Pembrolizumab : immunothérapie. Carboplatine/cisplatine : sel de platine, agent alkylant de l’ADN. Pémétrexed : analogue de l'acide folique inhibant préférentiellement la réplication des cellules cancéreuses. STK11 est un gène suppresseur de tumeurs. KEAP1 est une protéine E3-ligase impliquée dans la dégradation spécifique des protéines via le protéasome. La protéine NRF2 est une cible de KEAP1. KEAP1 dirige NRF2 vers le protéasome ; à ce titre, KEAP1 est considéré comme un répresseur de NRF2. STK11 et KEAP1 sont mutés dans les CBNPC, ils définissent un sous-groupe de non-réponses au PCP. Congrès américain en oncologie clinique D’après Skoulidis F et al., abstr. 102, actualisé
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217 STK11 (LKB1) et KEAP1 (2) La mutation du gène STK11 et/ou KEAP1 est prédictive de la survie sans progression et de la survie globale Survie sans progression Survie globale 20 40 60 80 100 6 12 18 24 30 36 Mois Probabilité de survie (%) p < 0,0001 p = 0,005 La présence des mutations de STK11 et de KEAP1 seules ou combinées est corrélée avec une survie sans progression et une survie globale significativement plus faibles. STK11WT ; KEAP1WT (SSP médiane : 8,4 mois, n = 73) STK11WT ; KEAP1WT (SSP médiane : 20,4 mois, n = 74) STK11MUT ; KEAP1WT (SSP médiane : 5,1 mois, n = 15) STK11MUT ; KEAP1WT (SSP médiane : 11,1 mois, n = 15) STK11WT ; KEAP1MUT (SSP médiane : 2,1 mois, n = 13) STK11WT ; KEAP1MUT (SSP médiane : 9,1 mois, n = 14) STK11MUT ; KEAP1MUT (SSP médiane : 2,7 mois, n = 27) STK11MUT ; KEAP1MUT (SSP médiane : 6,6 mois, n = 27) Congrès américain en oncologie clinique D’après Skoulidis F et al., abstr. 102, actualisé
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218 STK11 (LKB1) et KEAP1 (3) Les altérations STK11 et KEAP1 définissent des sous-groupes de réponse au PCP dans le CBNPC métastatique EGFR /ALK non muté STK11WT; KEAP1WT (n = 74) STK11MUT; KEAP1WT (n = 24) STK11WT; KEAP1MUT (n = 14) STK11MUT; KEAP1MUT (n = 27) RP/RC MS Progression STK11MUT et/ou KEAP1MUT : RP/RC : 21,5 % ; MS : 38,5 % ; progression : 40 % En présence d’une altération de STK11 et/ou de KEAP1, le pourcentage de patients en progression est significativement plus important. Le pourcentage de patients en réponse partielle ou complète est le plus faible chez les malades portant les 2 mutations. 26/34 patients (76,5 %) avec une maladie réfractaire portent une mutation de STK11 et/ou KEAP1 Les altérations STK11 et/ou KEAP1 définissent un sous-groupe de patients nécessitant une autre approche thérapeutique Congrès américain en oncologie clinique D’après Skoulidis F et al., abstr. 102, actualisé
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219 Profilage moléculaire des mélanomes métastatiques et réponse aux immunothérapies (1) Objectif de l’étude Établir le profil génomique complet (WES, RNA-seq) de mélanomes métastatiques avant traitement afin de déterminer un modèle prédictif de réponse aux immunothérapies L’objectif de la présente étude est d’établir un profilage génomique complet afin de déterminer dans le mélanome métastatique un modèle prédictif de réponse aux immunothérapies anti-PD-L1 seules ou combinées à un anti-CTLA-4. Congrès américain d’oncologie clinique D’après Pires da Silva I et al., abstr. 9511, actualisé
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220 Profilage moléculaire des mélanomes métastatiques (2) Schéma de l’étude Échantillons (n = 92) Cutané (n = 77) Acral (n = 11) Muqueux (n = 4) Traitements et réponse clinique Collection d’échantillons avant traitement et nature des analyses moléculaires Inhibiteur : PD-1 (n = 64) Inhibiteur : IPI + PD-1 (n = 28) WGS (n = 92) ARNseq (n = 53) IHC PD-L1/TIL (n = 41) Réponse Bonne (n = 33) Mauvaise (n = 31) Le schéma de l’étude est de corréler les réponses aux immunothérapies (rose) avec les analyses par : – le WGS (whole genome – génome complet) permettant d’établir les anomalies génomiques ; – le séquençage de l’ARN déterminant l’expression des gènes ; – les données d’immunohistochimie ICH et d’infiltrat lymphocytaire. Réponse Bonne (n = 21) Mauvaise (n = 7) SNV/indels VS/CNV Expression différentielle Néoantigènes SNV : single nucleotide variant VS : variants structuraux CNV : copy number variation Congrès américain d’oncologie clinique D’après Pires da Silva I et al., abstr. 9511, actualisé
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221 Profilage moléculaire des mélanomes métastatiques (3) Analyse : corréler la réponse clinique aux données moléculaires Survie sans progression Marqueurs associés aux bons répondeurs : TMB élevée Charge en néoantigène élevée Expression de la voie de l’IFNγ et du TCR Expression de PD-L1 Infiltrat lymphocytaire Peu de variants structuraux Bons répondeurs Mauvais répondeurs 100 80 60 Probabilité de survie (%) 40 20 p < 0,0001 20 40 60 Mois Panel de droite. Données de survie sans progression en réponse aux immunothérapies. Panel de gauche. Résultats de l’analyse moléculaire : identification de marqueurs associés aux bons répondeurs Bons répondeurs (n = 54) RECIST, RC, RP, ou MS > 6 mois Mauvais répondeurs (n = 38) RECIST, P ou MS ≤ 6 mois Pas de corrélation entre sensibilité/résistance et nature des mutations Congrès américain d’oncologie clinique D’après Pires da Silva I et al., abstr. 9511, actualisé
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222 Profilage moléculaire des mélanomes métastatiques (4) Résultats : définition d’un modèle prédictif multivarié de la réponse prenant en compte la TMB et la signature IFNg.6 0,2 0,8 1 TMB et signature IFNg.6 : score prédictif de réponse 0,6 0,4 1- Spécificité AUC = 0,83 Sensibilité Bons répondeurs 2 Med 43,6 Mauvais répondeurs 1 100 % de bons répondeurs Score IFNg.6 TMB (Mb) 100 200 300 Med -0,15 400 -1 Établissement d’un modèle prédictif multivarié de la réponse à l’immunothérapie prenant en compte la TMB et la signature de l’interféron gamma associant 6 gènes de la réponse à l’IFNγ. Ce modèle est le meilleur (AUC = 0,83) pour prédire la réponse aux immunothérapies. Le panel de gauche est une représentation graphique permettant de répartir les patients en fonction de la signature IFN (ordonnée) et de la charge mutationnelle (abscisse). TMB haute/Immunoscore® élevé = 100 % de bon répondeurs. L’analyse moléculaire des outliers permettra de mieux comprendre les non-répondeurs. -2 La charge mutationnelle et la signature IFNγ constituent à ce jour le meilleur Immunoscore® L’analyse moléculaire des outliers permettra d’identifier des mécanismes de résistance Congrès américain d’oncologie clinique D’après Pires da Silva I et al., abstr. 9511, actualisé
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Génomique pan-tumeurs Marqueurs de sensibilité et suivi aux thérapies
223 ADN-tumoral circulant : marqueur de réponse et suivi thérapeutique Utilisation de la droplet digitale PCR (ddPCR), pour détecter dans le plasma la mutation BRAFV600 – Mélanome métastatique Analyse pairée de l’ADN tumoral circulant T = 0 et T = 4 sem. (n = 224) Essai COMBI-d Détection BRAFV600 à T = 0 : avant traitement (n = 201 – 93 %) Dabrafénib + tramétinib (n = 211) Dabrafénib + placebo (n = 212) Négatif – sem. 4 (n = 80) Positif – sem. 4 (n = 121) (n = 423) – BRAFV600 SSP et SG augmentées SG diminuée - Rechutes Le suivi de marqueurs moléculaires sanguins permet d’évaluer la réponse aux traitements et d’anticiper les décisions thérapeutiques. Ici, recherche de la mutation BRAF V600 dans des mélanomes métastatiques BRAF V600+ et traités par inhibiteur de BRAF avec ou sans inhibiteur de MEK (n = 423). La ddPCR est une technique sensible et spécifique permettant de quantifier spécifiquement la mutation BRAF V600 dans le sang. Cette mesure reflète la quantité d’ADN tumoral circulant et est corrélée avec la réponse clinique. La ddPCR est sensible et spécifique La réponse thérapeutique est fonction du niveau d’ADN tumoral circulant BRAFV600 avant traitement La quantification de l’ADN tumoral circulant est un bon marqueur de la réponse thérapeutique Permet d’anticiper les décisions thérapeutiques Congrès américain d’oncologie clinique 2019 – D’après Syeda MM et al., abstr. 9510, actualisé
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