Atteinte pancréatique de la maladie de von Hippel-Lindau : de la génétique à la clinique

ARTICLE

La maladie de von Hippel-Lindau (VHL) est une affection à transmission autosomique dominante caractérisée par le développement de tumeurs atteignant le système nerveux central et la rétine (hémangioblastomes), les reins (kystes et cancer), les surrénales (phéochromocytomes), le pancréas (kystes et tumeurs solides) et le sac endolymphatique avec une grande variabilité phénotypique (figure 1) [1, 2]. Plusieurs de ces tumeurs ont en commun d'être richement vascularisées. Cette caractéristique reflète le substratum génétique de cette maladie qui constitue, comme nous allons le voir, un modèle pour l'étude des anomalies de l'angiogenèse.

Aspects génétiques de la maladie de VHL

Le gène VHL est localisé sur le chromosome 3p25-26. Il est constitué de trois exons. Il code pour une protéine de 213 acides aminés (figure 2) [1, 2]. Il s'agit d'un gène suppresseur de tumeur exprimé dans les tissus du fœtus et de l'adulte humains qui exerce un rôle clé dans la régulation négative de facteurs induits par l'hypoxie tels que l'ARNm d'un gène de prolifération vasculaire appelé vascular endothelial growth factor (VEGF) [2].

La protéine VHL fait la navette entre le noyau et le cytoplasme. Elle est principalement localisée dans ce dernier [1, 2]. Elle interagit avec trois autres protéines appelées élongine B et C, et culline 2 (CUL2) réalisant le complexe VCB-CUL2 (figure 2). La structure tridimensionnelle de ce complexe protéique a été récemment décrite. Elle comprend deux principaux domaines structuraux : un domaine N-terminal de type beta et un domaine C-terminal situé entre les acides aminés 155 et 192, principalement composé d'hélices alpha (figure 3) [1, 2]. Le domaine alpha consiste en trois hélices qui interagissent avec quatre hélices alpha de l'élongine C (figure 2). Le domaine beta est situé à l'opposé et n'a pas de contact avec les protéines du complexe VCB.

Un rôle majeur de la protéine VHL est de contrôler des protéines cibles impliquées dans un mécanisme de dégradation d'un grand nombre de protéines. Elle inhibe l'angiogenèse, participe à la sortie du cycle cellulaire, intervient dans l'assemblage de la matrice extracellulaire, contribue au maintien du cytosquelette en stabilisant l'actine et joue un rôle clé dans la protéolyse ubiquitine-dépendante (figure 2) [1, 2]. L'ubiquinisation est médiée par une cascade de trois enzymes (transférases) appelées E1, E2 et E3. Le complexe VCB-CUL2 présente des analogies avec le complexe SCF (Skp1-Cdc53-CUL1-F box protein) décrit dans la levure [2]. Les principaux substrats de VCB-CUL2 sont deux facteurs de transcription induits par l'hypoxie, appelés HIF (hypoxia-inducible transcription factor) : HIF1alpha et HIF2alpha, qui interviennent dans le métabolisme, l'angiogenèse et l'apoptose [2-4]. Ils sont dégradés en milieu normoxique. La protéine VHL se lie à un peptide court dérivé du HIF1alpha à condition que le résidu proline qu'il contient (HIF1alpha P564) soit sous forme hydroxylée [5, 6]. Cette hydroxylation nécessite l'action d'une enzyme récemment identifiée que ces auteurs ont appelée prolylhydroxylase [6]. Son action nécessite la présence d'oxygène et de fer (Fe2⁺) [5]. Dans les cellules tumorales, l'accumulation de HF1alpha est supérieure à celle engendrée physiologiquement par l'hypoxie. Elle entraîne une surexpression de l'ARN messager des deux principales cibles de HIF1alpha : le VEGF et un gène appelé glucose transporter 1 [3]. La protéine VHL mutée est incapable d'induire la dégradation de ces facteurs, ce qui entraîne une production incontrôlée de VEGF ou d'érythropoïétine qui stimule la synthèse de vaisseaux (figure 4).

D'autres fonctions de la protéine VHL ont été décrites : elle régule la dégradation du transforming growth factor alpha, exprimé dans les hémangioblastomes cérébraux, et du transforming growth factor beta, qui exerce un rôle dans la croissance des cancers du rein [2]. Plus récemment, il a été montré que la protéine VHL jouait un rôle dans l'urokinase-type plasminogen activator system qui intervient dans l'invasion tumorale et l'angiogenèse, et qu'elle inhibait l'hepatocyte growth factor et favorisait ainsi la progression des cancers du rein [2]. Au plan expérimental, il a été montré que la réintroduction d'une protéine VHL dans une lignée de cellules de cancer du rein déficitaires en gène VHL stoppait l'accumulation d'ARNm du VEGF [2]. Par ailleurs, dans un modèle de souris nude transgéniques, la réintroduction de cette protéine empêchait le développement des tumeurs, confirmant l'effet suppresseur de tumeur du gène VHL [5].

Corrélations génotype-phénotype

Les mutations du gène VHL (plus de 150 décrites) sont très variées [1-3]. Elles sont largement réparties sur la séquence codante du gène (figure 5). Un travail nord-américain indiquait que la détermination de la mutation causale est virtuellement possible dans toutes les familles atteintes par la maladie de VHL [7]. Plus récemment, des altérations génétiques constitutionnelles dites « mosaïques » ont été identifiées chez les parents de sujets qu'on pensait initialement être porteurs d'une néo-mutation du gène [8].

Des corrélations génotype-phénotype ont été établies. Une classification maintenant bien admise est fondée sur la présence ou l'absence de phéochromocytome [9]. Le type I (sans phéochromocytome) est associé à des altérations géniques (délétions, insertions, mutations nonsense ou splice) induisant la synthèse d'une protéine tronquée [1, 2]. Dans le type IIA (présence de phéochromocytome, atteinte rénale rare ou absente), plus de 90 % des mutations sont de type faux sens. Dans le type IIB, dans lequel tous les organes cibles peuvent être atteints, les mutations altèrent une région essentielle de la protéine VHL qui entre en contact avec l'élongine C. Enfin, un type IIC a été récemment individualisé qui est caractérisé par le développement isolé de phéochromocytomes [1]. Le tableau résume ces caractéristiques clinico-moléculaires. Au plan moléculaire, les différentes sous-classes sont associées à des altérations spécifiques de la protéine VHL. Les mutations associées aux types I, IIA et IIB ont un effet varié sur la liaison de la protéine VHL au HIF1alpha et à l'élongine mais entraînent toutes une dérégulation complète du HIF1alpha et une perte de la capacité de liaison à la fibronectine [10]. Avec les mutations du type IIC, la protéine VHL reste capable d'exercer une régulation négative sur HIF1alpha. Son effet suppresseur de tumeur protégeant l'apparition des tumeurs rénales persiste et seul un développement isolé de phéochromocytomes survient [10]. La possibilité pour la protéine VHL de maintenir une interaction de ses protéines cibles dans le type IIC suggère l'existence d'autres altérations fonctionnelles de la protéine à découvrir.

Comme nous l'avons vu plus haut, l'atteinte pancréatique est fréquente dans les types I et IIB, mais rare ou absente dans les types IIA et IIC [1, 2].

La prévalence de l'atteinte d'un organe apparaissait parfois très différente d'une étude à l'autre. La variété d'expression phénotypique selon le type de mutation explique en partie ces discordances importantes. À titre d'exemple, l'équipe de H. Neumann et al. [11] rapportait une atteinte pancréatique chez 17 % des 66 malades étudiés. Quatre ans plus tard, les mêmes auteurs montraient que les 22 familles composant cette série, originaires d'une même région de l'Allemagne (Forêt Noire), avaient la même mutation fondatrice sur le codon 98 [10], associée à une forte prévalence du phéochromocytome et à une atteinte rénale ou pancréatique rare ou absente [12]. La prévalence de l'atteinte pancréatique rapportée dans notre série (77 %) est sans doute plus proche de la réalité, car les 158 malades appartenaient à 94 familles issues de différentes régions françaises et étaient atteints de mutations variées du gène VHL [13]. Cette prévalence est similaire à celle rapportée par Horton et al. [12] en 1976 dans la seule série autopsique qui portait sur 27 malades.

Atteinte pancréatique de la maladie de von Hippel-Lindau

Les lésions pancréatiques de la maladie de von Hippel-Lindau ont été bien décrites [11, 13, 15]. Elles consistent en kystes vrais, le plus souvent multiples, cystadénomes séreux et tumeurs endocrines. Les métastases pancréatiques de cancer du rein sont exceptionnelles. Les rares observations d'hémangioblastomes signalées sont peu ou pas documentées aux plans histologique et immunohistochimique [15]. L'adénocarcinome faisait classiquement partie de la liste des lésions pancréatiques de la maladie de VHL [15]. Cette notion a été remise en cause récemment car les grandes séries récentes, dont la nôtre, n'ont pas observé de cas d'adénocarcinome pancréatique [9, 13]. Lubensky et al. [16] ont en effet rapporté l'association d'une tumeur endocrine et d'un adénocarcinome pancréatique chez un même malade. La tumeur neuroendocrine était le siège d'une perte d'hétérozygotie, mais l'adénocarcinome gardait une copie du gène VHL, démontrant que ce dernier ne s'intégrait pas dans la maladie de VHL.

Les lésions pancréatiques peuvent constituer l'unique atteinte de la maladie dans 8 % des cas [13]. Lorsque la mutation n'est pas encore déterminée, cette atteinte permet d'affirmer le diagnostic de maladie de VHL chez un sujet ayant une histoire familiale démonstrative.

Lésions kystiques

La majorité des lésions pancréatiques de la maladie de VHL sont kystiques. La prévalence élevée des kystes rénaux et pancréatiques au cours de cette affection pourrait résulter de l'hyperproduction de VEGF [2]. La distinction entre kystes et cystadénomes séreux, déterminée par l'imagerie, est un peu dépassée. Mohr et al. [17] estiment que ces différentes lésions kystiques sont des variations architecturales et histologiques résultant d'un même processus génétique. Au plan histologique, toutes ces lésions sont bordées d'un épithélium constitué de cellules claires, riches en glycogène, de cellules endothéliales et musculaires lisses, et accompagnées d'une fibrose marquée [17, 18]. Les cellules épithéliales sont toutes le siège d'une perte d'hétérozygotie au niveau du locus du gène VHL. Dans les cystadénomes séreux sporadiques, bien que les pertes d'hétérozygotie du gène VHL soient fréquentes, les mutations sont très rares (0-10 % des cas) [18].

Tumeurs endocrines

* Caractéristiques histologiques et immunohistochimiques

Les tumeurs neuroendocrines représentent 10 % à 17 % des lésions pancréatiques [11, 13, 19]. Elles sont multiples (2 à 5) dans la moitié des cas [13, 16]. Nous avons observé deux cas de nésidioblastoses, constituées d'innombrables micro-adénomes [13]. L'association entre tumeur neuroendocrine pancréatique et phéochromocytome rappelle la néoplasie endocrine multiple de type 2, bien qu'il n'y ait pas de lien génétique connu entre la maladie de VHL et cette affection. Il existe une association positive entre ces deux types de tumeurs au cours de la maladie de VHL [1, 2]. À l'inverse, l'atteinte rénale serait moins fréquente chez les sujets ayant des tumeurs neuroendocrines pancréatiques [13]. Une sécrétion hormonale peut s'observer, qui est presque toujours asymptomatique. Elle concerne principalement la somatostatine [13, 16]. En immunohistochimie, on peut mettre en évidence, dans 35 % des cas, un marquage positif, parfois focalisé, avec des anticorps spécifiques dirigés contre la somatostatine, mais aussi le polypeptide pancréatique, l'insuline et/ou le glucagon [16]. Au plan histologique, les cellules des tumeurs endocrines de la maladie de VHL présentent un aspect clarifié dans 60 % des cas [18, 19]. En microscopie électronique, on peut mettre en évidence une accumulation de graisses et de myéline qui rendent compte de cet aspect spécifique. L'aspect histologique étant proche de celui des cancers du rein, on pourrait poser à tort le diagnostic de métastases pancréatiques sur une biopsie d'une tumeur pancréatique solide hypervascularisée en imagerie. Cependant, l'agencement des cellules en cordons, la positivité en immunohistochimie avec les anticorps dirigés contre la chromogranine et la synaptophysine et la présence de granules neuro-sécrétoires en microscopie électronique confirment leur nature endocrine [18, 19].

Les tumeurs endocrines sont les seules lésions pancréatiques ayant un potentiel métastatique. Le risque de transformation maligne est corrélé à la taille des tumeurs et il est admis que les lésions mesurant plus de 3 cm doivent être réséquées [13, 20]. Des corrélations entre le génotype et l'évolution tumorale ont récemment été décrites [21]. Les malades ayant une tumeur endocrine pancréatique auraient un risque d'évolution métastatique deux fois plus élevé lorsque la mutation siège dans l'exon 3 [21].

CONCLUSION

REFERENCES

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