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Aberrant methylation of tumor suppressor genes in head and neck squamous cell carcinoma: is it clinically relevant?


Bulletin du Cancer. Volume 94, Number 2, 191-7, Février 2007, Synthèse

DOI : 10.1684/bdc.2007.0202

Résumé   Summary  

Author(s) : Christian Adrien Righini, Florence de Fraipont, Émile Reyt, Marie-Christine Favrot , Service ORL et Chirurgie cervicofaciale, Centre d’innovation en biologie, CHU, Pavillon B, 38043 Grenoble Cedex 09, Inserm, Université Joseph-Fourier U578, Institut Albert Bonniot, rond-point de la Chantourne, 38700 La Tronche.

Summary : During malignant transformation, the malignant cell accumulates epigenetic abnormalities that do not alter the DNA sequence but are transmissible during divisions and modify genes expression. The methylation of CpG islands in the tumor suppressor genes (TS genes) promoters inhibits their transcription ; it is a mecanism of gene inactivation as frequent as allelic deletions. The methylation profile (or panel of methylated genes in a tumor), similarly to allelic deletions, varies with the tumor histology. Within head and neck squamous cell carcinoma (oral cavity, larynx and oropharynx), 19 genes have been analysed, among them 5 are frequently methylated, i.e. : p16, ECAD, DAPK, MGMT et TIMP3. The method of methylation analysis, based on a bisulfite treatment followed by a PCR amplification, is sensitive and specific enough to allow the detection of abnormalities in biological fluid that drain the tumor or in circulating tumoral DNA. In the head and neck squamous cell carcinoma, correlation between the methylation profile in tumor and paired saliva is excellent ; thus methylation analysis in saliva is a very promising approach for early cancer detection in high risk patients or for the post treatment follow up and rapid diagnosis of relapse. The methylation signature might also reflect the tumor prognosis and complete the histology to define the diagnosis. Finally, DNA methylation is reversible with demethylating agents, a new avenue for cancer therapy in association with conventional chemotherapy.

Keywords : epigenetic, DNA methylation, head and neck squamous cell carcinoma, clinical applications

ARTICLE

Auteur(s) : Christian Adrien Righini1,2,3, Florence de Fraipont2,3, Émile Reyt1, Marie-Christine Favrot2,3

1Service ORL et Chirurgie cervicofaciale
2Centre d’innovation en biologie, CHU, Pavillon B, 38043 Grenoble Cedex 09
3Inserm, Université Joseph-Fourier U578, Institut Albert Bonniot, rond-point de la Chantourne, 38700 La Tronche

Article reçu le 30 Août 2006, accepté le 30 Octobre 2006

Au cours de la transformation maligne, les cellules accumulent des anomalies génétiques et épigénétiques ; ces dernières modifient l’expression du gène et sont transmissibles au cours des divisions cellulaires sans modification de la séquence d’ADN [1]. Les dérégulations épigénétiques sont fréquentes dans la cellule maligne [2]. Feinberg et al. [3] ont, les premiers, montré l’existence d’une hypométhylation globale du génome dans les cellules cancéreuses humaines [3]. Ces anomalies entraînent une instabilité génomique propice à un déséquilibre de l’homéostasie cellulaire et à l’émergence de clones cellulaires anormaux. L’hypométhylation du génome s’accompagne d’une hyperméthylation localisée de l’ADN au niveau de dinucléotides CpG (cytosine-phosphate-guanine) situés dans la région promotrice de certains gènes [1]. Cette hyperméthylation entraîne une inhibition transcriptionnelle de l’expression des gènes. La répression épigénétique est un des mécanismes d’inactivation des gènes suppresseurs de tumeurs (gènes ST) et elle est au moins aussi fréquente que les mutations ou les pertes d’allèles (gènes ST). Le « choix » par la cellule d’inactiver un gène par perte d’allèles, mutation ou méthylation de son promoteur, dépend probablement de son exposition aux carcinogènes et de la séquence temporelle des événements qui conduisent à la transformation ; ainsi l’incidence de la méthylation d’un promoteur de gène ST est souvent élevée lorsque le gène n’a pas ou que peu subi de perte d’hétérozygotie. Le rôle des méthylations localisées de l’ADN dans le processus de transformation et de progression tumorale est de mieux en mieux compris et ces anomalies sont réversibles sous l’effet de molécules inhibitrices, ce qui offre des perspectives thérapeutiques. Cependant, l’intérêt pour le clinicien d’une définition des anomalies épigénétiques dans la tumeur de son patient reste à définir pour chaque type de tumeur. L’objectif de cet article est de faire le point sur les données actuelles concernant les méthylations des gènes ST dans les cancers des voies aériennes supérieures : carcinomes épidermoïdes de la cavité buccale, de l’oro-hypopharynx et du larynx à l’exception des tumeurs du cavum, des cavités nasosinusiennes et des glandes salivaires dont l’épidémiologie, le traitement et le pronostic sont très différents.

Mécanisme d’inhibition des gènes suppresseurs de tumeur par méthylation et méthodes d’analyse

Nous rappelons brièvement les mécanismes d’inhibition d’un gène par méthylation et les techniques d’analyse mais le lecteur pourra se reporter pour plus de détails à une revue récente du Bulletin du Cancer par G. Filion et P.A. Defossez [4].

La mémoire épigénétique permet, au cours du développement puis dans l’organisme adulte, à chaque type cellulaire d’acquérir ses spécificités fonctionnelles puis de les conserver grâce à l’expression « tissu-spécifique » de certains gènes et à leur inactivation par méthylation dans d’autres tissus. Cette méthylation a lieu dans les régions promotrices des gènes au niveau des dinucléotides CpG ou îlots CpG. Ces régions de 0,5 et 4 kilobases ont une teneur en GC supérieure à 50 % et un rapport CpG sur GpC d’au moins 0,6 [1]. Dans le génome humain, leur nombre serait de 29 000 et 45 000 et plus de 50 % des gènes posséderaient des îlots CpG au niveau de leur promoteur. La méthylation de l’ADN, au niveau des îlots CpG, correspond à la substitution d’un groupement méthyl (CH3), à partir d’un donneur, la S-adénosyl-méthionine (SAM), à un atome d’hydrogène sur le carbone 5 d’une cytosine située en position 5’ d’une guanine. Cette modification chimique est sous le contrôle d’enzymes, les ADN méthyltransférases (DNMT).

L’analyse de ces modifications, dans les prélèvements tumoraux, s’est « popularisée » avec le développement du traitement bisulfite associé soit à une amplification par PCR, soit à un séquençage appelé pyroséquençage [5]. À l’heure actuelle, la technique la plus utilisée est la MSP (méthylation spécifique PCR). La première étape consiste en une modification chimique, au bisulfite de sodium, des cytosines non méthylées de l’ADN en uraciles alors que les 5-méthylcytosines sont conservées. La séquence d’ADN est donc modifiée différemment selon que les cytosines sont méthylées ou non. Cette différence est ensuite visualisée, après une amplification par PCR du gène étudié, à l’aide d’amorces spécifiques. Si le gène est méthylé dans l’échantillon analysé, la sensibilité de la méthode permet de détecter une cellule cancéreuse dans environ 1 000 cellules normales. Depuis peu, une nouvelle technique, plus simple, associant traitement bisulfite et PCR quantitative en temps réel, permet de quantifier les niveaux de méthylation et de détecter un allèle méthylé dans 10 000 allèles non méthylés [6].

Quelle que soit la technique utilisée, la recherche de méthylations dans des prélèvements tumoraux est facilitée par la stabilité de l’ADN au niveau des pièces opératoires conservées en paraffine ou dans des liquides biologiques contaminés par des cellules malignes ; de plus, les techniques d’amplification permettent de travailler sur de très faibles quantités d’ADN telles que celles obtenues à partir de biopsies tumorales ou de plasma. Enfin, contrairement aux pertes d’allèles, la méthylation d’un gène est enregistrée comme un signal positif, plus facile à détecter au sein d’ADN non tumoral. La sensibilité de la technique dépend de la prévalence de l’anomalie dans le type tumoral analysé ; celle-ci n’est jamais de 100 % mais l’analyse d’un panel de gènes permet d’augmenter la probabilité de détecter un événement anormal dans l’échantillon tumoral analysé. Si le gène étudié est méthylé, la sensibilité de la technique, allant de 1 pour 1 000 à 1 pour 10 000, permet d’analyser des prélèvements contenant très peu de cellules malignes ou d’ADN tumoral comme les liquides biologiques au contact de la tumeur (salive, lavage bronchoalvéolaire, urine) ou le plasma [7, 8]. La spécificité de la technique dépend de la présence ou non de ces anomalies dans les tissus normaux environnant la tumeur et de leur exposition aux carcinogènes, tabac et alcool. Il faut cependant noter que la densité de méthylation d’un gène ST et donc le degré d’inactivation de sa transcription peuvent varier dans la cellule maligne et pourraient augmenter au cours des divisions. L’analyse de l’expression de la protéine est donc indispensable pour compléter une étude par biologie moléculaire.

Quels sont les principaux gènes méthylés dans les cancers des voies aériennes supérieures ?

De nombreuses anomalies génétiques ont été décrites dans les carcinomes des voies aérodigestives supérieures (VADS), qu’il s’agisse d’activations d’oncogènes ou de pertes de gènes ST, sans qu’il y ait de signature moléculaire unique. Les anomalies génétiques les plus précoces sont des pertes sur les bras courts des chromosomes 9 puis 3, alors que les pertes sur le bras court du chromosome 17 apparaissent au stade de dysplasie ; au stade de carcinome invasif, les pertes sur les bras longs des chromosomes 11 et 13 précèdent les pertes sur les bras courts des chromosomes 8 et 6 et du bras long du chromosome 18. Au niveau de ces chromosomes, seuls 3 gènes ST, p16, p53 et hOGG1, qui interviennent dans la réparation de l’ADN, ont été clairement impliqués dans les carcinomes des VADS [9]. Ce sont Herman et al. [10] qui ont rapporté pour la première fois que la méthylation du promoteur de P16 ou CDKN2A était un autre mécanisme d’inactivation de ce gène dans les carcinomes des VADS. Depuis cette première étude, la méthylation de 19 autres gènes ST, pour la plupart impliqués dans d’autres tumeurs, a été analysée ; les localisations chromosomiques et les fonctions de ces gènes sont décrites dans le tableau 1( Tableau 1 ).

La fréquence des anomalies liées à une méthylation d’un gène dans les tumeurs des VADS varie suivant les gènes mais aussi d’une étude à l’autre (tableau 2)( Tableau 2 ) ; pour certains gènes, le nombre d’études et/ou d’échantillons analysés est trop faible pour permettre d’estimer la prévalence de la méthylation dans les cancers des VADS.

Quatre gènes sont fréquemment méthylés ; ce sont aussi les plus étudiés : p16, impliqué dans le contrôle du cycle cellulaire, est méthylé dans 33 % des échantillons environ ; ECAD (E-cadhérine), impliqué dans les phénomènes d’adhésion cellulaire et de métastases, est méthylé dans 56 % des tumeurs des VADS ; MGMT, un agent de détoxication des adduits de l’ADN qui pourrait prédire la sensibilité à la chimiothérapie, est méthylé dans 32 % des échantillons et DAPK (death associated protein kinase) est impliqué dans l’apoptose dans 27 % d’entre eux. Nous avons, entre 2003 et 2005, analysé 90 tumeurs des VADS prélevées au diagnostic chez des patients caucasiens, exposés au tabac et/ou à l’alcool [11] ; nous confirmons la fréquence des méthylations de ces 4 gènes, mais nous avons aussi observé, dans 46 % des tumeurs, une méthylation du gène TIMP3 qui code pour un inhibiteur des métalloprotéases impliqué dans les phénomènes de métastases et d’angiogenèse. Ce gène, qui n’avait jamais été étudié dans les cancers des VADS, est méthylé dans 25 à 30 % des cancers bronchopulmonaires non à petites cellules et lié à l’intoxication tabagique [11]. TIMP3 est situé au niveau du bras long du chromosome 22 où les pertes d’hétérozygotie sont fréquentes dans le cancer du poumon mais n’ont jamais été décrites dans les cancers des VADS, suggérant que la méthylation du promoteur de TIMP3 est un mécanisme important d’inactivation de ce gène dans le cancer des VADS.

Le gène RARβ, qui code pour le récepteur de l’acide rétinoïque, est fréquemment méthylé dans les cancers et les lésions prénéoplasiques des VADS mais cette anomalie est peu spécifique du processus tumoral [12, 13]. Quatre autres gènes, p14 et p15, impliqués dans le contrôle du cycle cellulaire, RASSF1A, un homologue de RAS, et hMHL1, impliqué dans la réparation de l’ADN, sont méthylés respectivement, dans 19, 19, 11,5 et 13 % des échantillons tumoraux mais avec de grandes variations suivant les séries de la littérature, en particulier pour hMHL1. Dans notre série, nous confirmons les résultats de la littérature pour les trois premiers mais nous ne trouvons aucune méthylation de hMHL1 bien que ce gène soit fréquemment méthylé dans d’autres modèles tumoraux. Dix autres gènes ont été plus rarement analysés et nécessitent des études complémentaires pour confirmer leur intérêt dans les cancers des VADS. Ainsi, nous ne retrouvons pas l’existence de méthylation d’ATM alors que la méthylation de DCC est présente dans 24 % des échantillons de notre série, celle d’APC et de FHIT, un gène dont la méthylation semble associée à l’intoxication tabagique, dans 10 % d’entre eux.
Tableau 1 Dénomination, localisation chromosomique et fonction des gènes ST méthylés dans les cancers des VADS

Abréviation

Dénomination complète

Localisation

Cible

P16

INK4A, CDKN2A, cyclin-dependent kinase inhibitor 2A

9p21

Cycle cellulaire

MGMT

O6-méthylguanine DNA méthyltransferase

10q26

Réparation de l’ADN

DAPK

Death-associated protein kinase 1

13q34

Apoptose

ECAD

E-cadhérine

16q22

Adhésion cellulaire

P14

ARF, androgen receptor factor

9p21

Cycle cellulaire

P15

INK4B, CDKN2B, cyclin-dependent kinase inhibitor 2B

9p21

Cycle cellulaire

RASSF1A

Ras effector homolog

3p21

Apoptose

HMLH1

Human homolog of bacterial Mut L

3p21

Réparation de l’ADN

Rar β

Retinoic acid receptor β

3p24

Apoptose

APC

Adenomatosis polyposis coli

5q21-22

Adhésion cellulaire

GSTP1

Glutathione S-transférase π

11q13

Détoxification carcinogène

VHL

Von Hippel-Lindau suppressor gene

3p 25-26

Gène suppresseur

P73

Tumor protein 73

1p36

Angiogenèse, apoptose

ATM

Ataxia telangiectasia mutated gene

11q22

Réparation ADN

DCC

Cell-cell adhesion « deleted in colorectal cancer »

18q21

Adhésion cellulaire

FHIT

Fragile histidine triad

3p14.2

Apoptose

DBC1

Deleted in bladder cancer 1

9q32-33

Cycle cellulaire

ABO

ABO blood group

9q34

Adhésion cellulaire

P53

TP53 gene

17p13

Apoptose


Tableau 2 Méthylation des gènes ST dans les cancers des VADS : données de la littérature

Gène

Etudes analysées (nb)

Références les plus significatives

Echantillons étudiés (nb)

Echantillons méthylés (nb)

Méthylation (%)

P16

10

[7, 12, 14, 15, 20, 24-26]

62 (30-100)

20 (10-28)

33 (27-50)

MGMT

6

[7, 12, 15, 18, 20]

61 (32-99)

20 (7- 41)

32 (20-52)

DAPK

7

[7, 12, 14, 18, 20, 22, 24]

64 (30-100)

16 (7- 41)

27 (7-68)

ECAD

7

[12, 15, 18, 24, 26-28]

63 (23-100)

34 (10- 64)

56 (31-85)

P14

3

[12, 14]

68 (32-96)

13 (5-20)

19 (14-26)

P15

3

[14, 15, 26]

81 (48- 99)

14 (6-23)

19 (6-27)

RASSF1A

2

[24, 29]

68

7

11,5

hMLH1

3

[14, 15, 22]

105 (96-120)

16 (0-39)

13 (0-32)

Rar β

2

[12, 13]

56 (32-79)

36 (15-58)

60 (47-73)

APC

1

[11]

10

0

0

GSTP1

2

[20, 22]

70 (41-100)

0

0

VHL

1

[26]

48

0

0

P73

1

[12]

32

1

3

ATM

1

[30]

100

25

25

DCC

1

[14]

96

16

16

FHIT

1

[31]

29

8

27

DBC1

1

[32]

34

15

44

ABO

1

[33]

30

10

33

P53

1

[26]

48

2

4

Existe-t-il un profil de méthylation spécifique des tumeurs des voies aériennes supérieures ?

L’incidence des méthylations de chacun des gènes varie entre les différentes études. Ces variations peuvent être expliquées par la taille faible de certaines cohortes, par des différences de méthodes d’analyse, mais surtout par des différences dans les populations étudiées (origine ethnique, âge), dans les localisations tumorales et dans les expositions à des agents carcinogènes (tabac, alcool, bétel, infection éventuelle au papillomavirus humain ou HPV…). Comme pour les anomalies génétiques, il n’existe pas d’anomalie épigénétique unique et présente dans toutes les tumeurs des VADS. Pour une exploitation de ces anomalies à but diagnostique, la sensibilité du test dépendra de l’incidence de l’anomalie dans ce type de tumeurs ; cette incidence est relativement faible pour chaque gène, nécessitant de définir un profil de méthylation pour les cancers des VADS et d’étudier un ensemble de gènes potentiellement anormaux. Ainsi, Ogi et al. [14] ont montré que l’analyse de 12 gènes permettait de détecter une anomalie d’au moins un d’entre eux chez 65 % des patients, d’origine japonaise, porteurs d’un cancer des VADS. De même, Viswanathan et al. [15] ont sélectionné, pour une population indienne, 5 gènes qui leur permettaient de mettre en évidence une méthylation d’au moins un d’entre eux dans 75 % des échantillons de cancer des VADS. Dans notre série de 90 malades caucasiens, nous avons montré que l’analyse de 6 gènes (ECAD, p16, TIMP3, MGMT, DAPK et RASSF1) permettait de mettre en évidence au moins un gène méthylé dans 75 % des tumeurs des VADS analysées.

La méthylation des gènes ST peut être un événement précoce au cours de la transformation de l’épithélium des voies aériennes supérieures et survenir plusieurs années avant les manifestations cliniques de cancer chez des sujets exposés au tabac ou à l’alcool. Ainsi la méthylation de p16 est détectable dans les biopsies de dysplasies sévères de la muqueuse buccale [16, 12] ou dans des liquides de rinçage buccal chez des malades présentant des leucoplasies [17]. Il est donc nécessaire, si l’on veut les exploiter pour faire un diagnostic précoce de cancer des VADS, d’évaluer la spécificité des méthylations de gènes ST pour le processus tumoral et/ou le délai entre l’apparition des anomalies épigénétiques et celle d’un cancer. Au moins deux équipes ont analysé les tissus normaux adjacents à la tumeur avec des résultats divergents : une incidence élevée des méthylations de p16, DAPK et MGMT dans ces tissus normaux pour Kulkarni et Saranath [18] et nulle ou faible pour Maruya et al. [12]. Dans notre série nous avons, chez 30 malades, analysé la tumeur et la muqueuse histologiquement normale prélevée à quelques centimètres de la tumeur et mis en évidence une méthylation de TIMP3 ou DAPK dans seulement 3 muqueuses normales mais prélevées chez les malades ayant les tumeurs les plus évoluées. Les discordances entre ces études sont probablement liées à la définition du tissu sain (clinique ou histologique) et à la distance entre la zone de prélèvement du tissu sain et les marges de la tumeur.

Les anomalies épigénétiques sont-elles détectables dans les liquides biologiques prélevés chez des malades porteurs d’un cancer des VADS ?

Dans le cancer du poumon ou le cancer de la vessie, la présence d’anomalies génétiques ou épigénétiques dans les liquides biologiques au contact de la tumeur (salive, expectorations ou urine) est bien démontrée [19]. Dans les cancers des VADS, la salive contient des cellules malignes exfoliées, identifiables à l’examen cytologique si elles sont en nombre suffisant, et l’on peut détecter des anomalies génétiques ; mais peu d’études se sont intéressées à la recherche d’anomalies épigénétiques. L’étude de Rosas et al. [7], portant sur 30 patients porteurs d’un carcinome des VADS au diagnostic, a montré qu’il était possible de détecter au niveau de la salive la méthylation de l’un des 3 gènes, P16, MGMT et DAPK, chez deux tiers des patients présentant une de ces anomalies au niveau de la tumeur et seulement chez ceux-là. La positivité de la salive est d’autant plus fréquente que la tumeur est localisée dans la cavité buccale. Notre étude conforte ces résultats ; nous avons analysé la méthylation des 9 gènes les plus fréquemment méthylés dans notre série (TIMP3, ECAD, P16, MGMT, RASSF1A, DAPK, P15, P14, FHIT) dans la salive de 60 patients porteurs d’un cancer des VADS au diagnostic : 94 % des échantillons de salive présentaient au moins une des anomalies présentes dans la tumeur avec une excellente concordance entre les méthylations observées dans la tumeur et dans la salive. Cette concordance « salive-tumeur » pour les cancers des VADS est très supérieure à celle observée entre les liquides d’aspiration bronchique et les cancers du poumon. Nous n’avons pas détecté de méthylation dans des prélèvements de salive réalisés chez des sujets, sans pathologie cancéreuse, mais ayant les mêmes caractéristiques que la population souffrant de cancer des VADS (âge, sexe et intoxication tabagique ou éthylique).

Les méthylations de gènes ST, comme les anomalies génétiques, peuvent aussi être recherchées dans l’ADN tumoral circulant présent dans le plasma ou le sérum de malades porteurs d’un cancer des VADS. Dans l’étude de Sanchez-Cespedes et al. [20] portant sur 95 patients, plus de la moitié des malades présentaient une méthylation de P16, MGMT ou DAPK dans la tumeur prélevée au diagnostic dont 21 une méthylation au niveau de l’ADN circulant. De même, Wong et al. [21] ont analysé, au diagnostic, la méthylation de p15 et p16 au niveau tumoral et plasmatique chez 20 patients et ont retrouvé une méthylation d’un des deux gènes dans 65 % des échantillons sanguins.

La recherche de méthylation de gènes suppresseurs de tumeurs a-t-elle un intérêt dans la prise en charge des cancers des VADS ?

Il est possible d’envisager des applications cliniques à la recherche de méthylation de gènes ST car les méthodes d’analyse sont robustes, relativement spécifiques et sensibles pour permettre l’analyse de liquides biologiques, à condition d’avoir défini un profil de méthylation caractéristique de la population étudiée. Une application évidente est le diagnostic précoce de la tumeur primitive chez des sujets à risque ou celui de la rechute. Le profil de méthylation observé dans la tumeur pourrait aussi avoir une valeur pronostique ou permettre de préciser le diagnostic lorsque l’examen histologique est difficile. Enfin, on peut espérer que la détermination de ces anomalies sera à l’origine de progrès thérapeutiques.

Diagnostic précoce

Les cancers des VADS affectent chaque année environ 780 000 nouveaux patients dans le monde, dont 15 000 en France. Malgré des progrès dans sa prise en charge thérapeutique, le taux de survie globale des patients qui en sont atteints, tous stades et localisations confondus, est de 45 % ; l’absence d’amélioration significative depuis 20 ans est liée, essentiellement, à un diagnostic tardif et à des rechutes locorégionales fréquentes et non curables si la tumeur est découverte à un stade trop avancé. Le diagnostic précoce des cancers des VADS ou le dépistage sont difficiles chez des patients qui refusent la prise en charge clinique pour de nombreuses raisons dont l’intoxication éthylotabagique. Il est plus simple de surveiller ces malades et d’envisager des méthodes de diagnostic précoce des rechutes lorsqu’ils ont déjà été pris en charge pour le traitement de leur tumeur primitive. Plusieurs études suggèrent que la recherche systématique et régulière de méthylation de gènes ST dans la salive permettrait un diagnostic précoce des tumeurs primitives ou des rechutes de cancers des VADS mais cela n’a jamais été confirmé dans une étude prospective. Nous avons, chez 22 patients traités par chirurgie et radiothérapie et suivis prospectivement, analysé régulièrement des prélèvements de salive et recherché la méthylation d’un ou de plusieurs gènes anormaux dans la tumeur primitive. La méthylation d’un ou de plusieurs gènes a persisté ou est réapparue dans la salive, après traitement, chez 5 patients alors que l’examen clinique et par FDG-PET était négatif ; tous les patients ont rechuté quelques mois après l’examen salivaire anormal et la détection, à un stade très précoce, a permis une chirurgie curatrice. Les examens salivaires étaient négatifs chez les 17 autres patients ; 16 sont en rémission et 1 seul a rechuté avec une tumeur d’évolution extrêmement rapide en quelques mois.

Pronostic

Quelques études seulement suggèrent que la méthylation des gènes ST dans les cancers des VADS est corrélée au pronostic ; ainsi, Fan et al. [22] rapportent que, en analyse statistique multivariée, la méthylation des gènes MGMT et ATM serait corrélée à une diminution de la survie des patients. Dans notre série et en analyse multivariée mais avec un suivi médian de 564 jours seulement, la présence d’un ou de plusieurs gènes méthylés dans les tumeurs analysées n’est pas corrélée au pronostic.

Aide à l’examen anatomopathologie

Les profils de méthylation varient avec chaque type histologique, même lorsque les carcinogènes impliqués sont les mêmes [11] ; ainsi, ceux observés dans les cancers des VADS et dans les cancers du poumon sont différents (tableau 3)( Tableau 3 ). Devant l’association d’un carcinome des voies aériennes et d’un carcinome du poumon chez un patient fumeur, deux diagnostics peuvent être évoqués : l’association de deux cancers primitifs ou un cancer primitif des VADS et une métastase pulmonaire. Ces deux situations cliniques demandent des prises en charge différentes. L’examen anatomopathologique est souvent pris en défaut et pourrait être précisé par la définition des profils de méthylation. Une autre application potentielle est le contrôle de la qualité des berges de la tumeur pendant la chirurgie. Elle repose, aujourd’hui, sur un examen histologique extemporané. Goldenberg et al. [23] ont montré qu’il était possible de détecter, par PCR quantitative, la présence d’une méthylation dans les berges de la tumeur durant le geste chirurgical.
Tableau 3 Comparaison de l’incidence des méthylations de 11 gènes étudiés dans les cancers des VADS et les cancers bronchopulmonaires non à petites cellules (CPNPC)

Gène

VADSa

CPNPCb

Echantillons méthylés (nb)

Echantillons analysés (nb)

Proportion (%)

Echantillons méthylés (nb)

Echantillons analysés (nb)

Proportion (%)

p16

198

615

33

334

945

35

p15

42

243

19

0

63

0

p14

38

204

19

13

295

4

MGMT

120

364

32

122

513

25

DAPK

115

448

27

173

613

28

ECAD

173

342

56

107

19

18

RASSF1A

13

126

11.5

80

230

35

hMLH1

47

315

13

3

20

0

Rar β

73

111

60

182

218

39

APC

0

10

0

230

311

74

GSTP1

0

141

0

14

174

8

aChiffres extraits du tableau 2.

bChiffres extraits des données de Tsou et al. [34], de Fraipont et al. [8], Chan et al. [35] et Topaloglu et al. [36].

Agents déméthylants en thérapie

Le traitement de cellules malignes à l’aide d’agents déméthylants permet la réexpression des gènes inactivés par méthylation de leurs promoteurs. Contrairement aux anomalies génétiques, les anomalies épigénétiques sont donc réversibles ; cela offre des possibilités thérapeutiques au stade de tumeurs établies mais surtout des possibilités de chimioprévention chez des sujets exposés à des facteurs de risque. La 5-aza-2’déoxycytidine (Décitabine®), un inhibiteur de la DNMT1, a été utilisée pour le traitement des cancers hématologiques, du col utérin et les cancers bronchopulmonaires non à petites cellules mais il n’y a pas d’essais thérapeutiques dans le traitement des cancers des VADS. Cependant, même si, dans les cellules normales, la méthylation des promoteurs intervient peu dans la régulation des gènes, ces molécules ne sont pas dénuées de toxicité car elles ne sont pas totalement spécifiques des méthyltransférases de l’ADN.

Ainsi, à côté des DNMT, d’autres molécules comme les HDAC, qui ciblent les histones déacétylases, peuvent être utilisées. Les inhibiteurs des HDAC appartiennent à quatre familles dont les plus connus sont les acides gras à courtes chaînes comme la trichostatine A et les tétrapeptides cycliques comme la trapoxine. Ils ont montré une certaine efficacité en combinaison avec des traitements classiques dans les maladies hématologiques mais aucun essai n’a été mené dans les cancers des VADS. Les résultats expérimentaux orientent vers l’utilisation de ces inhibiteurs (HDAC ou DNMT) en combinaison avec des drogues classiques.

Conclusion et perspectives

Depuis plusieurs années, notre compréhension des mécanismes génétiques et épigénétiques qui conduisent au cancer des VADS a beaucoup progressé et leur connaissance ouvre des perspectives cliniques intéressantes, aussi bien pour le diagnostic que pour le traitement. Cependant, l’exploitation clinique en routine tarde un peu. Dans un objectif diagnostique, l’exploitation des méthylations de gènes ST nécessite de définir un panel optimum de gènes, caractéristique de la population étudiée, à moins que le développement des techniques d’analyse à haut débit, applicable à l’étude des méthylations de l’ADN, vienne remplacer l’analyse de gènes présélectionnés. Cependant, la définition d’un profil global de méthylation des gènes ST dans une tumeur devra être complétée par celui des protéines car toute méthylation n’aboutit pas à une inactivation complète de l’expression et donc de la fonction de la protéine dans la tumeur. La validation de ces profils globaux de méthylation, comme celle des profils d’expression génique, nécessite d’entreprendre des études prospectives à grande échelle et de développer de nouveaux outils bio-informatiques, avant de pouvoir les exploiter en clinique. Sur le plan thérapeutique, la possibilité de corriger les lésions épigénétiques ouvre de vraies perspectives de chimioprévention dans des populations à risque, pour lesquelles on aurait déterminé que ces anomalies sont suffisamment importantes pour conduire au cancer.

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