Target in context : molecular pathology of pediatric ependymoma and high grade glioma

par Felipe Andreiuolo

Thèse de doctorat en Cancérologie - Biochimie, Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Gilles Vassal.

  • Titre traduit

    Les cibles dans leur contexte biologique : pathologie moléculaire des ependymomes et gliomes de haut grade de l’enfant


  • Résumé

    Ce travail de thèse fait partie d’un effort pour le développement des biomarqueurs, actuellement largement inexistants, pour une meilleure classification, pour une détermination plus précise du pronostic, et pour la prédiction de la réponse au traitement des tumeurs gliales malignes de l’enfant (épendymomes et gliomes de haut grade). Dans certains cas, ces biomarqueurs peuvent aussi devenir des cibles thérapeutiques.Dans ces études, nous avons pu montrer que la surexpression fréquente des marqueurs neuronaux distingue les épendymomes supratentoriels des formes infratentorielles. Parmi les épendymomes supratentoriels, une forte expression de neurofilament 70 (NF) est corrélée avec une meilleure survie sans récidive. La tenascine C (TNC) est surexprimée dans les épendymomes infratentoriels. Une étude de collaboration européenne multi-institutionnelle a été mise en place, permettant d’analyser une cohorte pédiatrique de 250 patients atteints d’un épendymome, et de démontrer la forte immunoexpression de TNC comme un marqueur robuste, associé a des survies globale et sans récidive plus péjoratives, particulièrement parmi les enfants âgés de moins de trois ans. Ceci a été validé dans une cohorte indépendante. Des immunomarquages pour NF et TNC pourraient être utilisés en clinique pour aider à déterminer le pronostic des épendymomes chez l’enfant.Une analyse des marqueurs pour la prédiction de la réponse à une thérapie ciblée anti-EGFR (erlotinib) a été réalisée par imunnohistochimie et FISH. La perte fréquente de PTEN dans les gliomes infiltrants du tronc cérébrale et la confirmation des caractéristiques des certains sous groupes (avec une forte expression de EGFR ou avec une différentiation oligodendrogliale) nous a permis de dessiner le protocole pour la prochaine étude de phase III pour cette maladie dans le cadre d’un futur essai thérapeutique de phase I/II. Nous rapportons par ailleurs des mutations du gène PI3KCA dans certains gliomes infiltrants du tronc cérébral, qui comme la perte d’expression de PTEN pourrait entrainer une activation de la voie mTOR qui devient donc une cible thérapeutique majeure théorique dans cette maladie. Des études ultérieures seront nécessaires pour définir le rôle de l’interaction entre la perte de PTEN, la surexpression de EGFR, la différentiation oligodendrogliale, les mutations de PI3KCA et d’autres altérations récemment décrites, (gains et amplifications de PDGFRA/MET mutations de TP53) et leur relation avec le devenir des patients sous traitement ciblé et les thérapies ciblées les plus intéressantes dans cette maladie uniformément fatale.Ce travail de thèse nous a permis d’explorer le rôle de la pathologie moléculaire dans la prise en charge des épendymomes et gliomas de haut grade chez l’enfant.


  • Résumé

    Biomarkers for the classification, clinical management and prognosis of pediatric brain tumors (ependymoma and high grade glioma, (HGG)) are lacking. To address this, biomarkers were developed and explored in view of classification, prognostication, target identification and prediction of the efficacy of treatment for patients with such tumors.We show that overexpression of neuronal markers distinguishes supratentorial from infratentorial ependymoma, and among the former higher immunoexpression of neurofilament 70 (NEFL) is correlated with better progression free survival (PFS). Tenascin-C (TNC) is significantly overexpressed in infratentorial ependymoma. A multi-institutional European ependymoma collaboration group was established and analyses were performed in a pediatric cohort of 250 patients, where immunohistochemistry (IHC) for TNC showed to be a robust marker of poor overall survival (OS) and PFS, particularly among children under 3 years, this being further validated in an independent cohort. Techniques and scoring performed in different laboratories were highly reproducible. IHC for NEFL and TNC could be used for prognostication of pediatric ependymoma.The analysis of putative predictive markers for the response to targeted therapies in pediatric HGG in the setting of a clinical trial with the anti-EGFR agent erlotinib was performed by IHC and fluorescent in situ hybridization. The frequent loss of PTEN in diffuse intrinsic pontine glioma (DIPG) and the confirmation of the biological singularity of the certain subgroups (expressing EGFR, displaying oligodendroglial differentiation) which seem to be associated with better response to erlotinib have helped our group to establish the design of the next Phase III protocol for this disease at our institution. We report mutations in PI3KCA constituting the first identification of oncogene mutations in some DIPG, which further highlight their biological heterogeneity. Further studies are needed to define the interaction between PTEN loss, EGFR overexpression, oligodendroglial differentiation, PI3KCA mutations and other recent findings such as PDGFRA/MET gains/amplification and TP53 mutations in these heterogeneous lesions and their relationship to the outcome of patients under new targeted therapies for this largely fatal disease.This thesis has allowed us to explore the molecular pathology in the context of biology and clinical setting of pediatric brain tumors.


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