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Intérêt des facteurs biologiques dans la prise en charge du cancer colorectal


Hépato-Gastro. Volume 12, Numéro 3, 169-79, Mai-Juin 2005, Mini-revue


Résumé  

Auteur(s) : Astrid Lièvre, Pierre Laurent-Puig , Laboratoire de toxicologie moléculaire, Inserm U490, 45 rue des Saints-Pères 75006 Paris, Hôpital Georges Pompidou, 20 rue Leblanc, 75015 Paris.

Résumé : Le cancer colorectal (CCR) représente un problème de santé publique en raison de sa fréquence et de sa gravité. Malgré une amélioration récente de son pronostic liée à une meilleure prise en charge globale passant par un diagnostic plus précoce, une chirurgie et des mesures réanimatoires de qualité et le développement de chimiothérapies plus efficaces, la survie globale, tous stades confondus, reste aux alentours de 50 % à 5 ans. Seuls 20 % des CCR sont diagnostiqués à un stade précoce. Par ailleurs, la classification TNM, seul facteur pronostique validé dans le CCR, a montré ses limites. Enfin, il existe une variabilité inter-individuelle de l’efficacité et de la toxicité des différentes chimiothérapies utilisées. La mise en évidence, dans le CCR, de nouveaux marqueurs diagnostiques, pronostiques et prédictifs de la réponse (et/ou de la toxicité) à la chimiothérapie représente donc un enjeu important. Longtemps restreints aux taux sériques de l’antigène carcino-embryonnaire, d’intérêt limité, les facteurs biologiques potentiellement utiles à la prise en charge du CCR se sont développés ces dernières années avec l’essor de nouvelles techniques de biologie moléculaire. Parmi eux, certains ont déjà prouvé leur intérêt en pratique quotidienne comme l’instabilité microsatellitaire, les mutations constitutionnelles des gènes hMLH1, hMSH2 ou APC et le polymorphisme de l’UGT1A1 ; d’autres, comme l’aneuploïdie, les mutations de TP53 et de KRAS, l’expression de la TS ou les pertes alléliques, nécessitent que leur rôle soit précisé dans la stratégie thérapeutique.

Mots-clés : cancer colorectal, classification TNM, marqueurs pronostiques, facteurs biologiques

Illustrations

ARTICLE

Auteur(s) :, Astrid Lièvre1, Pierre Laurent-Puig1,2,*

1Laboratoire de toxicologie moléculaire, Inserm U490, 45 rue des Saints-Pères 75006 Paris
2Hôpital Georges Pompidou, 20 rue Leblanc, 75015 Paris

Malgré des progrès remarquables ces vingt dernières années, le cancer colorectal (CCR) reste un véritable problème de santé publique avec une mortalité aux alentours de 50 % à 5 ans. Un nombre encore important de CCR (25 %) sont diagnostiqués à un stade métastatique et seuls 20 % le sont à un stade peu avancé (Dukes A), ce qui justifie l’établissement de marqueurs permettant leur diagnostic précoce, si possible à un stade infra-clinique comme c’est le cas pour les CCR génétiquement déterminés. Par ailleurs, la classification TNM, qui représente la seule classification pronostique actuellement validée et utilisée en pratique quotidienne pour évaluer le risque de récidive tumorale et poser l’indication d’une chimiothérapie adjuvante, reste imparfaite. En effet, 25 % des CCR de stade II récidivent et semblent donc pouvoir bénéficier d’une telle chimiothérapie. De plus, 40 % des CCR de stade III seraient guéris par la chirurgie seule et 30 à 40 % récidivent malgré une chimiothérapie adjuvante par 5-FU/acide folinique (5-FU/AF). C’est pourquoi, de nouveaux marqueurs pronostiques, associés à la classification TNM, s’avèrent nécessaires afin de mieux préciser les groupes de malades à risque de récidive relevant d’une chimiothérapie adjuvante. De la même manière, l’hétérogénéité inter-individuelle des profils de réponse et de toxicité des différentes chimiothérapies utilisées dans le CCR incitent à la recherche de facteurs prédictifs de chimiosensibilité et/ou capables de détecter les malades à risque de toxicité grave envers ces drogues, l’idéal étant de pouvoir proposer une chimiothérapie « personnalisée», à la fois la plus efficace et la moins toxique pour le malade. Ces dernières années ont vu l’émergence de nombreux marqueurs biologiques, en particulier génétiques ou moléculaires, potentiellement intéressants dans la prise en charge du CCR, tant sur le plan diagnostique que pronostique et prédictifs de l’efficacité (et de la toxicité) à la chimiothérapie. Cependant, peu d’entre eux sont actuellement utilisés en pratique quotidienne. Le but de cette mini-revue est de faire la synthèse des facteurs biologiques déjà validés dans le CCR et de ceux dont la pertinence scientifique pourrait les rendre utiles à l’avenir.

Facteurs biologiques utiles au diagnostic

Cancer colorectal sporadique

L’antigène carcino-embryonnaire

Tout comme pour le dépistage, la valeur diagnostique de l’antigène carcino-embryonnaire (ACE) dans le CCR reste à ce jour insuffisante, notamment pour les stades précoces (Dukes A et B), avec une sensibilité pour un seuil > 2,5 μg/L variant, selon les études, entre 20 et 80 % en fonction du stade de la maladie [1, 2]. En effet, la sensibilité et la concentration de l’ACE augmentent avec le stade d’extension tumorale et l’on estime ainsi qu’une concentration de l’ACE > 5μg/L est associée dans 75 % des cas à l’existence de métastases viscérales. Par ailleurs, l’ACE est plus sensible pour détecter des métastases hépatiques ou rétro-péritonéales que des métastases pulmonaires ou ganglionnaires [3]. Enfin, il faut signaler le manque de spécificité de l’ACE, la concentration de ce marqueur pouvant être élevée dans la plupart des adénocarcinomes avancés et dans plusieurs pathologies bénignes : lésions inflammatoires de l’intestin, cirrhose, hépatites, maladies pulmonaires. Pour ces raisons, il n’est pas recommandé de doser l’ACE dans le cadre du dépistage et du diagnostic précoce des CCR [2]. En revanche, une valeur élevée de l’ACE détectée lors du bilan initial d’extension peut conduire à pratiquer des investigations complémentaires. Ainsi, pour certains experts américains, le dosage de l’ACE est recommandé s’il peut aider à établir le stade d’extension ou à prendre la décision opératoire [4].

Cancer colorectal avec prédisposition génétique

Instabilité microsatellitaire

Le syndrome HNPCC (Hereditary Non Polyposis Colorerctal Cancer) est lié à la présence d’une mutation constitutionnelle sur l’un des gènes de réparation des mésappariements de l’ADN, appelés gènes MMR (Mismatch Repair). Il en résulte des défauts d’appariements survenant au cours de la réplication de l’ADN, particulièrement au niveau de petites séquences répétées de l’ADN dites séquences microsatellites. Les deux principaux gènes impliqués dans la survenue de ce syndrome sont les gènes hMSH2 et hMLH1, plus rarement le gène hMSH6 et exceptionnellement PMS2. Le manque de sensibilité important et reconnu des critères cliniques d’Amsterdam nécessite d’élargir la méthode d’identification des personnes prédisposées au CCR dans le cadre d’un syndrome HNPCC. Les cancers se développant au cours de ce syndrome ont systématiquement un phénotype instable ou MSI (Microsatellite Instability) [5] qui se caractérise par l’apparition de nouveaux allèles après amplification de certains marqueurs microsatellites à partir de l’ADN extrait des cellules tumorales par rapport à celui extrait des cellules coliques normales. Cette particularité phénotypique moléculaire, associée à l’élaboration de nouveaux critères cliniques, récemment révisés (tableau 1( Tableau 1 )) sert à la reconnaissance du syndrome HNPCC et permet donc d’identifier, parmi les patients atteints de CCR, le sous-groupe de patients pouvant bénéficier d’une recherche de mutation délétère d’un des gènes MMR [6-8] (( figure 1 )).

La détermination du phénotype MSI par une technique de biologie moléculaire constitue actuellement la méthode diagnostique de référence depuis la conférence de consensus internationale de 1998 [9]. Elle doit comporter le génotypage de 5 marqueurs microsatellites (D2S123, D5S346, D17S250, BAT25 et BAT26) dans le génome tumoral et non tumoral d’un patient. Le statut MSI est affirmé par la présence d’au moins 2 loci microsatellites instables. D’autres marqueurs microsatellites mononucléotidiques (NR21, NR22, NR24) ont récemment été proposés et sont maintenant retenus par les experts de la nouvelle conférence de consensus [8] afin de déterminer le phénotype MSI seulement à partir de l’ADN des cellules tumorales en l’absence de tissu non tumoral disponible. La recherche en immunohistochimie, à partir de coupes histologiques de tumeurs, d’une perte d’expression des protéines du système MMR, essentiellement hMLH1 et hMSH2 a été proposée comme une alternative à la technique de biologie moléculaire. La perte d’expression protéique est exclusive, ce qui signifie qu’elle ne concerne qu’une des deux protéines, hMLH1 ou hMSH2, codée par le gène de réparation correspondant. Cependant, cette technique ne teste qu’une partie de la fonction MMR (2 protéines seulement), est moins sensible que la technique par génotypage et reste très observateur-dépendante [10]. Il n’en demeure pas moins que, outre sa facilité de réalisation en routine, elle a l’avantage de permettre, en cas de suspicion de syndrome HNPCC chez un patient ayant une tumeur MSI, de cibler l’analyse moléculaire sur un des gènes MMR, hMLH1 ou hMSH2. En effet, la plupart des mutations constitutionnelles des gènes MMR conduisent à une absence d’expression de la protéine correspondante.

La présence d’un phénotype MSI n’est pas spécifique du syndrome HNPCC car 10 à 15 % des CCR sporadiques possèdent ce phénotype fréquemment en rapport, dans ce cas, avec une hyperméthylation du promoteur du gène hMLH1.
Tableau 1 Critères de Bethesda révisés.

Critères de Bethesda révisés (un seul de ces critères doit être rempli) :

• CCR diagnostiqué avant l’âge de 50 ans

• CCR ou cancers du spectre large HNPCC (estomac, urothélium, voies biliaires, cerveau [glioblastome], glandes sébacées, intestin grêle) synchrones ou métachrones, quel que soit l’âge de survenue des cancers.

• CCR avec phénotype MSI avant l’âge de 60 ans.

• CCR avec au moins un ATCD au 1er degré de CCR ou d’un cancer du spectre large HNPCC, l’un des cancers devant être diagnostiqué avant l’âge de 50 ans (adénomes inclus, devant être diagnostiqué avant l’âge de 40 ans).

• CCR avec au moins deux apparentés dans la famille ayant un CCR ou un cancer du spectre large HNPCC, quel que soit l’âge de survenue des cancers.

Mutation constitutionnelle d’un des gènes MMR

L’identification d’une mutation constitutionnelle délétère d’un des gènes MMR permet de confirmer le diagnostic de syndrome HNPCC sur une base moléculaire. C’est l’étape diagnostique ultime après recherche préalable recommandée d’un phénotype tumoral MSI. En l’absence de détermination du phénotype MSI (impossibilité technique, fragment tumoral non disponible), la recherche d’une mutation constitutionnelle d’un des gènes MMR est réalisée en cas de critères d’Amsterdam II, de cancer du spectre large du syndrome HNPCC avant l’âge de 40 ans (( figure 1 )). La mise en évidence d’une mutation délétère d’un des gènes MMR permet donc de confirmer le diagnostic de syndrome HNPCC chez le cas index, et surtout de faire le diagnostic chez les sujets apparentés asymptomatiques qui relèveront ainsi d’un programme de surveillance et d’une prise en charge particulière.

Mutation constitutionnelle du gène APC

La mise en évidence d’une mutation constitutionnelle délétère du gène APC vient confirmer sur le plan moléculaire le diagnostic de polypose adénomateuse familiale (PAF) suspectée, chez le cas index, sur le plan clinique par l’existence d’une polypose colorectale diffuse, associée ou non à des manifestations extra-coliques évocatrices de la maladie. Elle permet aussi le diagnostic chez les sujets apparentés asymptomatiques qui relèveront en conséquence d’une surveillance coloscopique précoce et d’une colo-proctectomie totale vers l’âge de 20 ans. Le conseil génétique doit cependant prendre en considération l’existence d’une corrélation génotype/phénotype pour la prise en charge des sujets porteurs de la mutation constitutionnelle. En effet, la position des mutations conditionnent la gravité de certaines manifestations de la maladie [11, 12].

Mutation constitutionnelle du gène MYH

Le gène MYH correspond à un gène de réparation de l’ADN appartenant au système de réparation BER (Base Excision repair), impliqué dans le processus de réparation des dommages oxydatifs de l’ADN. Les résultats de plusieurs études récentes [13, 14] ont permis de mettre en évidence l’existence de mutations germinales bialléliques de MYH comme un facteur prédisposant à un phénotype de polypose colique, avec un risque élevé de développer un CCR, selon une transmission autosomique récessive. Ces résultats plaident en faveur de la réalisation d’une analyse génétique de MYH chez les individus ayant une polypose colique (> 10 polypes) ne s’intégrant pas dans une PAF (c’est-à-dire sans mutation constitutionnelle de APC identifiée) et ayant une histoire familiale de polypose dont la transmission n’apparaît pas dominante. Ceci afin de faire le diagnostic génétique des cas index, d’évaluer le risque de CCR chez les apparentés et de leur proposer une surveillance endoscopique régulière en cas de mutation biallélique de MYH, de la même manière que dans une PAF classique.

Facteurs biologiques pronostiques

L’antigène carcino-embryonnaire

Concernant la valeur pronostique de l’ACE chez les malades opérés d’un CCR stade II-III, plusieurs études ont montré que les malades ayant une concentration pré-opératoire de l’ACE > 5 μg/L avaient un moins bon pronostic que celui des malades ayant une concentration basse du marqueur [15-18], notamment en l’absence d’envahissement ganglionnaire où l’ACE apparaît comme un facteur pronostique indépendant avec un risque de récidive et de décès significativement plus élevé [16]. Cependant, l’élévation de l’ACE n’est pas toujours indépendante du stade tumoral, en particulier de l’extension pariétale [17]. L’ACE pourrait donc permettre chez les malades ayant un CCR stade II de distinguer ceux à haut risque de récidive pouvant potentiellement bénéficier d’une chimiothérapie adjuvante. Il faut toutefois mentionner qu’aucune étude n’a jusqu’à présent évalué le bénéfice d’une chimiothérapie adjuvante basé sur une valeur élevée de l’ACE pré-opératoire. Bien que moins étudiée, la valeur pronostique du taux post-opératoire de l’ACE semble réelle. Après résection chirurgicale d’un CCR ou de métastases hépatiques d’un CCR, un taux pré-opératoire élevé d’ACE doit se normaliser dans les 4 à 6 semaines suivant la chirurgie. La persistance d’un taux anormal de l’ACE après ce délai indique la présence d’un reliquat tumoral et semble associée à un risque de récidive tumorale précoce [15]. La concentration sérique de l’ACE mesurée avant hépatectomie pour métastases hépatiques a une valeur pronostique, mais dont le caractère indépendant n’est pas prouvé [19].

Lors de la surveillance des patients traités par chirurgie, dans 65 % des cas, l’augmentation de la concentration sérique de l’ACE est le premier indicateur de récidive. Elle précède l’apparition des signes cliniques ou radiologiques de reprise évolutive avec une avance au diagnostic estimée entre 4 et 12 mois [20]. Cependant, il n’existe pas à l’heure actuelle de bénéfice prouvé en termes de survie de cette avance au diagnostic. En l’absence de consensus, la surveillance régulière des taux sériques de l’ACE après chirurgie curative d’un CCR n’est donc pas recommandable de façon systématique. Elle ne doit être envisagée en tout état de cause que chez des sujets capables de supporter une nouvelle chirurgie ou une chimiothérapie. Enfin, chez les patients recevant une chimiothérapie palliative, l’augmentation contrôlée à deux reprises de la concentration sérique de l’ACE traduit une progression de la maladie. Le dosage de l’ACE peut compléter l’imagerie et l’examen clinique pour apprécier la réponse à la chimiothérapie, en particulier en cas de maladie non mesurable, même si une discordance entre ces différents paramètres est rapportée dans 20 % des cas [2].

Altérations génétiques

Contenu en ADN

Les résultats des études sont discordants en raison de l’hétérogénéité tumorale d’une part et de la variabilité des techniques utilisées et des définitions retenues d’autre part. Mais, de nombreuses études rapportent l’aneuploïdie (50 à 60 % des CCR), comme un facteur de mauvais pronostic qui n’apparaît toutefois pas toujours indépendant du stade et du grade tumoral [21, 22]. L’étude de la ploïdie garderait cependant son intérêt pronostique dans les CCR de stade II où l’aneuploïdie est corrélée au risque de récidive et de métastase [22].

Pertes alléliques

La perte allélique du bras long du chromosome 18 est celle qui a fait l’objet de plus de données dans la littérature. Cette région contient plusieurs gènes suppresseurs de tumeurs dont le plus connu est DCC (Deleted in Colon Cancer). Il code pour une protéine transmembranaire d’adhésion entre les cellules et la matrice extra-cellulaire. L’absence ou l’inactivation de DCC par mutation ou délétion induirait une perte des propriétés adhésives des cellules tumorales favorisant leur croissance et leur dissémination. La plupart des études montrent une valeur prédictive péjorative indépendante de la perte d’hétérozygotie en 18q sur la survie globale et la survie sans récidive des CCR stade II-III [23-26], avec des résultats très significatifs pour les tumeurs de stade II dans le travail de Jen et al., où la survie à 5 ans était de 93 % en l’absence de perte allélique contre 54 % en présence de cette dernière [25]. Des données similaires sont rapportées lorsque l’expression de DCC est évaluée en immunohistochimie. Parmi 132 adénocarcinomes colorectaux stades II-III analysés par Shibata et al., la survie à 5 ans des patients ayant une tumeur stade II DCC-positive était supérieure à celle des patients ayant une tumeur DCC-négative (94,3 % vs 61,6 %, p < 0,001) pour lesquels la survie était équivalente aux tumeurs stade III exprimant DCC [27]. Ces résultats encourageants incitent à la réalisation de nouvelles études pour déterminer l’utilité clinique de la perte allélique en 18q, en particulier pour les CCR stade II.

La perte allélique du bras court du chromosome 8 a une valeur pronostique péjorative démontrée de façon significative dans plusieurs études, soit de façon isolée, soit en association avec d’autres pertes alléliques [28], ce qui n’a pas été confirmé dans l’étude de Watanabe et al. [26] portant sur 460 malades opérés de cancer colique stades II-III ayant cependant reçu une chimiothérapie adjuvante. Des résultats similaires ont été obtenus de façon plus marginale pour d’autres pertes alléliques telles que celles de 17p, 5q et 1p.

Au total, les CCR avec perte allélique semblent être associés à un moins bon pronostic, la perte de 18q apparaissant le plus pertinente pour les CCR stade II-III.

Mutation de KRAS

Les protéines Ras appartiennent à la classe des molécules qui ont pour fonction la transduction du signal du milieu extra-cellulaire vers le milieu intra-cellulaire. Elles servent de liens entre les récepteurs membranaires et les protéines kinases intracytoplasmiques effectrices, nécessaires à l’expression de certains gènes impliqués dans la prolifération cellulaire. Les oncogènes RAS sont activés par la présence d’une mutation faux-sens sur l’un des quatre codons : 12 ou 13 dans l’exon 1; 59 ou 61 sur l’exon 2. La prévalence des mutations de l’oncogène KRAS2 d’après la littérature est d’environ 40 % [29], ces mutations survenant précocement au cours de la cancérogenèse colorectale et principalement (80 % des cas) sur le codon 12. La valeur pronostique des mutations de KRAS reste controversée. Plusieurs études ont rapporté un mauvais pronostic en cas de mutations de KRAS, notamment au niveau des codons 12 et 13, ceci indépendamment du stade tumoral [30, 31].

Mutation de TP53

TP53 est un gène supresseur de tumeur localisé en 17p13, codant pour la protéine p53 impliquée dans la régulation du cycle cellulaire, la réplication de l’ADN, la réparation des lésions de l’ADN et dans l’apoptose. Le statut p53 a été évalué comme facteur pronostique et prédictif de la réponse à la chimiothérapie. Bien que de nombreuses études aient montré que le gène TP53 était fréquemment muté dans le CCR (50 à 70 % des cas), la valeur pronostique péjorative des mutations de TP53 reste controversée. Certains auteurs ont montré que cette valeur pronostique péjorative était indépendante des autres facteurs pronostiques du CCR, notamment du stade tumoral [32, 33], d’autres non [26]. D’autres publications rapportent des résultats opposés [34]. Ces données discordantes, voire contradictoires, peuvent s’expliquer par la faible puissance statistique de certaines études ayant inclus de faibles effectifs de malades et, surtout, par l’extrême hétérogénéité des méthodes utilisées pour la détermination du statut p53. En effet, beaucoup d’équipes ont utilisé l’immunohistochimie qui permet la détection de l’accumulation de la protéine p53 dans les tissus. Cette technique n’est pas homogène (faux-positifs, diversité des anticorps utilisés, définition du seuil de positivité non univoque, subjectivité dans l’évaluation du score). D’autres études ont, elles, fait une analyse de l’ADN par SSCP (Single-Stand Conformation Polymorphism) ou séquençage à la recherche de mutations de TP53, avec pour inconvénient le caractère incomplet de cette technique, focalisée sur certaines régions riches en mutations et non sur la totalité du gène, en raison de sa lourdeur et de son coût. Les études ayant comparé les résultats obtenus avec les deux techniques ne montrent malheureusement pas de parallélisme entre la présence ou l’absence de mutation de TP53 et l’immunoréactivité en immunohistochimie [33]. Enfin, certaines études ont inclus des malades ayant reçu une chimiothérapie adjuvante, ce qui peut constituer un biais d’autant que la présence d’une mutation de TP53 a été montré comme étant un facteur de chimiorésistance par différents auteurs [35].

Le statut p53 ne peut donc constituer actuellement un facteur pronostique fiable dans le CCR et nécessite des investigations supplémentaires avant de pouvoir être appliqué en pratique quotidienne.

Instabilité microsatellitaire

Les études portant sur les malades ayant un CCR s’intégrant dans un syndrome HNPCC ayant montré une survie supérieure de ces malades par rapport à celle des malades ayant un CCR sporadique [36], il a été suggéré que les CCR sporadiques de phénotype MSI avaient un meilleur pronostic que celui des CCR de phénotype MSS (Microsatellite Stable). Cette hypothèse a été confirmée par plusieurs études [37, 38] montrant le phénotype MSI comme un facteur indépendant de bon pronostic. Dans ces études, la diminution de la mortalité et du risque de récidive tumorale associé au phénotype MSI était estimée entre 20 % et 70 %, avec notamment des taux de survie sans récidive et de survie globale à 3 ans avoisinant les 90 % pour les tumeurs MSI dans l’étude prospective d’Hemminki et al. [38].

Une des raisons invoquées pour expliquer le meilleur pronostic des CCR de phénotype MSI serait leur meilleure chimiosensibilité. Plusieurs expériences in vitro suggèrent, en effet, une interférence du phénotype MSI avec la sensibilité tumorale à différents agents cytotoxiques. Ainsi, une résistance au 5-FU [39], de même qu’une plus grande sensibilité à l’irinotecan [40] des cellules tumorales colorectales ont été rapportées. Ces résultats ont été confirmés in vivo par Elsaleh et al., qui ont identifié le statut MSI comme un facteur indépendant de bon pronostic en analyse multivariée chez des patients opérés de CCR et ayant reçu du 5-FU en adjuvant [35]. Chez les 460 malades ayant un CCR stade III de l’étude de Watanabe et al., le statut MSI apparaissait également comme un facteur de bon pronostic sur la survie sans récidive mais pas sur la survie globale à 5 ans des patients (MSI vs MSS : 64 % vs 49 %, p = 0,02 et 68 % vs 56 %, NS) [26]. Cependant, parmi les tumeurs MSI, celles qui possédaient une mutation de TGFβRII (61 % d’entre elles) étaient significativement de meilleur pronostic que celles ne possédant pas cette mutation (survie à 5 ans : 74 % vs 46 % ; p = 0,04). Ceci souligne l’importance potentielle de certaines mutations liées à une altération du système MMR, associées au statut MSI, dans la modulation de la réponse à la chimiothérapie et l’évaluation du pronostique des CCR. Cependant, deux études n’ont pas montré de valeur prédictive de la réponse à la chimiothérapie du statut MSI [37, 41]. De plus, une étude rétrospective de 570 cas de CCR stade II-III inclus dans plusieurs essais évaluant l’intérêt d’une chimiothérapie adjuvante par 5-FU suggère une survie à 5 ans significativement supérieure des patients avec CCR MSI par rapport à celle des patients avec CCR MSS en l’absence de chimiothérapie adjuvante seulement [42]. Dans cette étude, seuls les patients avec tumeur MSS semblaient tirer profit de la chimiothérapie adjuvante, cette dernière pouvant même être délétère en cas de statut MSI, conduisant ainsi les auteurs à ne pas recommander la réalisation d’une telle chimiothérapie en cas de tumeur MSI.

En résumé, il est clairement établi que le pronostic spontané des tumeurs MSI est plus favorable que celui des tumeurs MSS, ceci indépendamment du stade tumoral. La présence d’une mutation de TGFβRII semble améliorer le bénéfice de survie. La question de l’interférence du statut MSI avec la chimiosensibilité reste, en revanche, débattue.

Thymidylate synthase

L’activité anti-tumorale du 5-FU agit par l’intermédiaire d’une inhibition de la thymidylate synthase (TS) qui est l’enzyme permettant la méthylation de la 2’-déoxyuracile 5’-monophosphate en 2’-déoxythymidine 5’-monophosphate, base nécessaire à la synthèse de l’ADN. De nombreuses études ont donc logiquement évalué la valeur pronostique potentielle et la valeur prédictive de la réponse à la chimiothérapie par 5-FU de l’expression de la TS.

La très grande majorité des études ayant analysé la valeur pronostique de la TS ont évalué l’expression de la protéine par immunohistochimie, plutôt que l’expression de l’ARNm par RT-PCR ou la technique enzymatique, et ont montré une survie significativement inférieure chez les malades ayant une tumeur surexprimant la TS, à la fois en situation adjuvante et en situation métastatique [43-45]. Ces résultats ont été récemment confirmés dans une méta-analyse rassemblant 887 malades ayant un CCR métastatique et 2 610 malades opérés d’un CCR localisé [46]. Les auteurs signalent cependant l’extrême hétérogénéité des études disponibles du fait de la variabilité des méthodes utilisées et des définitions de l’hyperexpression de la TS retenues. À cette remarque doit être ajoutée l’absence de corrélation du niveau d’expression de la TS entre tumeur primitive et métastases hépatiques, ainsi que la variabilité de cette expression en fonction du site métastatique pris en compte, la TS étant exprimée plus fortement au niveau des métastases pulmonaires que des métastases hépatiques. Plusieurs études ont également évalué la valeur pronostique du génotype du promoteur du gène de la TS au niveau tumoral [45, 47]. Ce promoteur comprend une séquence de 28 paires de bases qui peut être répétée 2 à 3 fois (allèles 2R et 3R). Les résultats de ces études montrent une survie significativement meilleure en cas de génotype 2R/2R par rapport aux génotypes 2R/3R et 3R/3R chez des malades ayant un CCR métastatique, ce bénéfice de survie pouvant être expliqué par une meilleure réponse à la chimiothérapie par 5-FU en cas de génotype 2R/2R (voir plus loin). L’ensemble de ces résultats incite à la prudence et nécessite la mise en œuvre d’études supplémentaires, prospectives et méthodologiquement plus homogènes, afin de confirmer la valeur pronostique de l’expression de la TS et du génotype de son promoteur avant d’envisager sa détermination en pratique quotidienne.

Facteurs biologiques prédictifs de réponse à la chimiothérapie

Facteurs prédictifs de réponse au 5-FU

Thymidylate synthase

Différents travaux expérimentaux ont mis en évidence une relation génotype-phénotype de la TS avec notamment la démonstration d’une association entre l’allèle 3R du gène de la TS et des taux élevés d’ARNm de la TS comparé à des individus homozygotes 2R/2R [48]. Ces résultats ont ensuite été confirmés in vivo par plusieurs études et Pullarkat et al. ont ainsi mis en évidence dans des tissus tumoraux de CCR métastatiques des taux d’ARNm de la TS en moyenne 4 fois supérieurs chez les malades homozygotes 3R/3R par rapport à ceux retrouvés chez les malades homozygotes 2R/2R [49]. Dans cette étude, le génotype 2R/3R était associé à des taux intermédiaires d’ARNm de la TS. Parallèlement à ces données, plusieurs auteurs ont montré une association entre l’expression intra-tumorale de TS et la réponse au 5-FU ou à d’autres fluoropyrimidines [44, 45]. Dans l’étude rétrospective de Leichman et al. portant sur 42 CCR au niveau desquels l’expression du gène de la TS était évaluée par RT-PCR avant traitement, le niveau d’expression de TS chez les malades répondeurs à l’association 5-FU/AF était significativement inférieur à celui des malades non répondeurs. Le faible niveau d’expression du gène de la TS était d’ailleurs corrélé à une survie médiane supérieure chez ces malades (13,6 mois vs 8,2 mois ; p = 0,02) [50]. Des résultats similaires ont été obtenus par plusieurs auteurs retrouvant une réponse au 5-FU significativement meilleure chez les patients métastatiques avec un taux d’expression ou une activité faible de la TS au niveau des métastases hépatiques [44, 45, 51].

L’ensemble de ces résultats a conduit à l’analyse de l’impact du polymorphisme 2R/3R du promoteur du gène de la TS sur la réponse à la chimiothérapie par 5-FU/AF. Plusieurs travaux ont montré que les malades homozygotes 2R/2R avaient un taux de réponse au 5-FU supérieur à celui des malades homozygotes 3R/3R [45, 49, 52]. Dans une autre étude, le génotype 2R/2R était également associé a un meilleur « downstaging » dans le cancer rectal traité par radiochimiothérapie pré-opératoire à base de 5-FU [53]. Toutefois, il est apparu que certains patients homozygotes 3R/3R pouvaient bénéficier d’une chimiothérapie par 5-FU [52] et qu’environ 25 % d’entre eux exprimaient de faibles taux d’expression de TS, posant la question de la présence d’autres facteurs capables de moduler cette expression. Kawakami et al. ont récemment identifié un nouveau polymorphisme G /C dans la répétition de 28 pb du promoteur de TS pouvant interférer avec l’expression du gène [54]. En effet, l’allèle 3G était associé à une forte expression de TS et les allèles 2R et 3C à une faible expression de TS. Sur la base de ces résultats, deux groupes étaient déterminés : groupe à forte expression de TS (génotypes 2R/3G, 3C /3G, 3G/3G) et groupe à faible expression de la TS (génotypes 2R/2R, 2R/3C et 3C/3C). La survie globale de ce dernier groupe était significativement plus longue chez les malades ayant reçu une chimiothérapie adjuvante par 5-FU comparée à celle des malades n’en n’ayant pas reçu, ce qui n’était pas le cas dans le groupe de malades à forte expression de TS. Ceci pourrait expliquer pourquoi le génotype 3R/3R est parfois associé à une faible expression de TS et à une bonne réponse au 5-FU. Par ailleurs, il est important de signaler que les études ayant évalué l’impact pronostique et prédictif du polymorphisme de TS ont utilisé de l’ADN provenant soit de la tumeur, soit du sang circulant. Ceci est source d’erreurs dans l’évaluation du statut de TS en raison d’une perte d’hétérozygotie fréquente des tumeurs colorectales au niveau du chromosome 18 (locus de TS). En effet, en cas de perte d’hétérozygotie au niveau de ce locus, les sujets hétérozygotes 2R/3R au niveau germinal (sang circulant) peuvent acquérir un génotype 2R/perte ou 3R/perte au niveau somatique (tumeur). Un récent travail a montré que les taux de réponse aux fluoropyrimidines des sujets avec génotype 2R/perte étaient significativement meilleurs que ceux des sujets avec génotype 3R/perte [47].

En résumé, certaines altérations génétiques de TS sont responsables d’une modification de son expression. Cependant, les mécanismes liant les polymorphismes de TS, l’expression génique et l’expression protéique sont mal connus et nécessitent d’être précisés afin de savoir laquelle des caractéristiques de TS devra être finalement prise en compte comme marqueur pronostique et/ou prédictif de chimiosensibilité dans le CCR et quelle devra être la source d’ADN la plus pertinente.

La dihydropyrimidine déshydrogénase

La dihydropyrimidine déshydrogénase (DPD) représente l’enzyme clé du catabolisme du 5-FU, capable d’inactiver plus de 80 % de cette drogue au niveau hépatique. Plusieurs analyses rétrospectives de l’expression du gène de la DPD ont montré qu’un faible taux de DPD était associé à un meilleur taux de réponse au 5-FU [55] en raison d’une biodisponibilité accrue du médicament dans cette situation. Différentes mutations du gène de la DPD ont été identifiées comme étant responsables d’une diminution de l’activité de cette enzyme, avec pour conséquence une accumulation des métabolites actifs du 5-FU. Ces mutations pourraient expliquer une plus grande toxicité hématologique et gastro-intestinale, parfois létale, au 5-FU comme celle retrouvée, par exemple, en présence d’au moins un allèle DPYD*2A produisant une enzyme inactive [56]. Cependant, malgré le nombre important de variants associés à une diminution de l’activité DPD, leur contribution au phénotype déficitaire mérite d’être confirmée avant d’évaluer l’intérêt de leur dépistage en pratique courante.

Facteurs prédictifs de réponse à l’irinotécan

UGT 1A1

L’irinotécan ou CPT-11 est un inhibiteur sélectif de la topo-isomérase I, enzyme clé de la réplication de l’ADN. Il bloque la réplication de l’ADN en causant des lésions intra-brin. Il est métabolisé au niveau hépatique et tumoral en un métabolite actif et toxique, le SN-38, sous l’action de carboxylestérases. Le SN-38 suit ensuite une voie de détoxication où il est glucuronidé en SN-38G par l’intermédiaire de l’UDP-glururonyltransférase (UGT), essentiellement l’UGT 1A1. Parallèlement, à ces voies d’activation et de détoxication, le CPT–11 est catabolisé directement par l’intermédiaire du cytochrome P450 3A4 (CYP3A4) au niveau hépatique en catabolites totalement inefficaces (( figure 2 )). Ces différentes voies sont soumises à une variabilité, génétique et environnementale, qui rend compte des différences d’activité et de toxicité du CPT-11 rencontrées selon les individus. C’est le cas de l’UGT 1A1 dont il existe une variabilité de l’activité inter-individuelle génétiquement déterminée par la présence ou non d’un polymorphisme au niveau du promoteur du gène, consistant en une insertion d’un couple de paire de bases TA (allèle UGT 1A1*28). Dans la population caucasienne, ce polymorphisme dans la TATA box du gène de l’UGT 1A1 (génotype sauvage = (TA)6TAA/(TA)6TAA ou 6/6, génotype muté = (TA)7TAA/(TA)7TAA ou 7/7) est associé à un déficit partiel de l’activité de l’UGT 1A1 correspondant à la maladie de Gilbert [57]. Ce syndrome, présent chez environ 10 % de la population, se traduit sur le plan biologique par une hyperbilirubinémie libre épisodique, favorisée par le jeûne. Les patients ayant une maladie de Gilbert (homozygotes 7/7) ont donc un déficit de la glucuronidation du SN-38 avec un risque potentiel de toxicité grave au CPT-11, marquée par la survenue de neutropénies fébriles et de diarrhées sévères [58]. Il a, par ailleurs, été montré que les patients porteurs d’un seul allèle UGT 1A1*28 (hétérozygotes 6/7) avaient également un risque 7 fois plus élevé de faire une toxicité sévère au CPT-11 comparés aux patients homozygotes sauvages 6/6 [58].

Autres facteurs

Parallèlement à l’UGT 1A1, certains polymorphismes des gènes de l’UGT 1A9 et 1A7 ou de la carboxylestérase-2 pourraient également interférer avec l’efficacité et la toxicité du CPT-11. Cependant, seules les données concernant le génotypage de l’UGT 1A1 apparaissent actuellement validées.

En conclusion, la mise en évidence d’une toxicité sévère au CPT-11 chez les sujets porteurs de l’allèle UGT 1A1*28 suggèrent très fortement l’intérêt d’un dépistage systématique pré-thérapeutique du polymorphisme du gène de l’UGT 1A1 chez tout patient devant recevoir une chimiothérapie à base de CPT-11 compte tenu de la normalité très fréquente de la bilirubinémie chez ces sujets.

Facteurs prédictifs de réponse à l’oxaliplatine

L’oxaliplatine, comme les autres sels de platine, agit en formant des liaisons covalentes avec l’ADN, responsables de ponts inter- et intra-brin. Il inhibe donc la synthèse et la réplication de l’ADN, et est détoxiqué par l’intermédiaire d’enzymes conjuguant ses métabolites actifs et toxiques avec le glutathion, les glutathions S-transférases (GST). Les gènes du système de réparation des lésions de l’ADN NER (Nucleotide Excision Repair), en particulier la famille des gènes ERCC (Excision Repair Cross-Complementary), jouent un rôle important dans la réparation des lésions de l’ADN induites par les sels de platine et une corrélation inverse entre l’activité ERCC et le taux de réponse aux sels de platine a été rapportée.

Dans l’étude de Shirota et al. portant sur 50 CCR métastatiques traitées en deuxième ligne de chimiothérapie par 5-FU/oxaliplatine, le niveau d’expression de ERCC1 était un facteur pronostique indépendant, avec une survie globale significativement supérieure chez les patients ayant une faible expression intratumorale de ERCC1 [59]. Ces résultats vont dans le sens d’une meilleure réponse à l’oxaliplatine des tumeurs exprimant faiblement ERCC1 récemment rapportée in vitro à partir de l’analyse en RT-PCR de l’expression de ERCC1 de plusieurs lignées cellulaires tumorales colorectales [60]. Différents polymorphismes fonctionnels au niveau des gènes du système NER ont été rapportés. Parmi ceux-ci, une substitution A>C au niveau du codon 751 du gène ERCC2, responsable d’une substitution d’une lysine (Lys) par une glutamine (Gln), a été identifiée comme étant associée à une moins bonne réponse à une chimiothérapie par 5-FU/oxaliplatine (24 % pour le génotype Lys/Lys vs 10 % et 10 % pour les génotypes Lys/Gln et Gln/Gln ; p = 0,015) [61]. Ce polymorphisme a, cependant, fait l’objet ultérieurement de résultats contradictoires nécessitant des études supplémentaires afin de préciser l’implication de ERCC2 dans la réponse à l’oxaliplatine.

Parmi les GST, l’enzyme GSTP1 est particulièrement surexprimée dans le côlon et les tumeurs colorectales. En raison de son implication dans le catabolisme de l’oxaliplatine, l’activité GSTP1 a donc été suspectée de jouer un rôle dans la réponse à cette chimiothérapie. Il a été montré que le polymorphisme A>G en position 313 du gène GSTP1, conduisant au remplacement d’une isoleucine (Ile) en valine (Val), était associé à une faible activité enzymatique [62].

C’est pourquoi, Stoehlmacher et son équipe ont évalué l’impact de ce polymorphisme sur la réponse à l’oxaliplatine chez 107 patients traités en deuxième ligne métastatique [63]. Les patients homozygotes Val/Val étaient ceux qui bénéficiaient le plus de cette chimiothérapie avec une survie médiane de 25 mois contre 13 mois et 7,9 mois pour les génotypes Ile/Val (p < 0,001) et Ile/Ile (p < 0,001). Là encore, des résultats contraires ont été rapportés justifiant une analyse prospective de ce polymorphisme sur de larges cohortes de patients traités par oxaliplatine.

Conclusion

Après une amélioration considérable constatée ces vingt dernières années, le pronostic du CCR connaît actuellement une stagnation. Les questions que se pose le clinicien ont changé : il ne s’agit plus de savoir s’il faut traiter, mais quels patients bénéficient réellement d’une chimiothérapie adjuvante en cas de CCR stade II-III et quelle chimiothérapie est la plus efficace pour chaque patient, sans être toxique. De nombreux facteurs biologiques sont en cours d’évaluation concernant leur potentielle valeur pronostique et prédictive de l’efficacité de la chimiothérapie afin de répondre à ces questions. L’instabilité microsatellitaire, l’aneuploïdie, les mutations de TP53 et de KRAS, l’expression de la TS et la perte allélique en 18q apparaissent comme les plus intéressants et nécessitent d’être validés de façon prospective. Par ailleurs, le dépistage pré-thérapeutique du polymorphisme du gène de l’UGT 1A1 chez tout patient devant recevoir du CPT-11 devrait rapidement se généraliser compte-tenu de son intérêt dans l’identification des sujets à risque de toxicité grave. Les gènes de la TS et de la DPD apparaissent également intéressants dans l’évaluation de la réponse et de la toxicité au 5-FU. Enfin, l’identification de marqueurs génétiques diagnostiques a permis une amélioration de la prise en charge des CCR s’intégrant dans un syndrome HNPCC ou une PAF. L’existence de tels marqueurs, visant à un diagnostic précoce (idéalement à un stade infra-clinique), serait souhaitable dans le CCR sporadique.

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