Génétique des mélanomes oculaires

par Manuel Rodrigues

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Marc-Henri Stern et de Sergio Roman-Roman.

Soutenue le 29-05-2018

à Paris Saclay , dans le cadre de Cancérologie : biologie - médecine - santé , en partenariat avec Unité de génétique et biologie des cancers (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement opérateur d'inscription) .


  • Résumé

    Les mélanomes oculaires sont des tumeurs rares représentant environ 5% des mélanomes. Les mélanomes oculaires peuvent provenir de deux tissus : l’uvée (~500 cas/an en France) et la conjonctive (~30 cas/an). Les mélanomes uvéaux présentent un très faible taux de mutations somatiques. Ces tumeurs sont également porteuses d’altérations du nombre de copies caractéristiques (gains du 8q, 1q, 6p, pertes du 3, du 1p, du 6q ou du 8p). L’évolution du génome de ces tumeurs durant la progression métastatique est à ce jour mal décrit. Afin d’explorer l’évolution métastatique du mélanome uvéal, nous avons séquencé les exomes de 14 tumeurs primaires et 79 métastases provenant de 24 patients. Il existait une grande proximité génétique entre tumeurs primaires et métastases avec une médiane de 11,5 mutations dans les tumeurs primaires, et 14 dans les métastases. Bien que les mutations SF3B1 et EIF1AX soient des facteurs pronostiques majeurs dans les mélanomes uvéaux, leurs fréquences dans les métastases étaient similaires à celle observée dans les séries historiques de tumeurs primaires. Les métastases présentaient quelques altérations de nombre de copies supplémentaires par rapport aux tumeurs primaires correspondantes. Parmi les altérations du nombre de copies les plus souvent acquises lors du processus métastatique, les gains du 8q étaient présents dans 92% des métastases. Lors de ce travail, nous avons découvert un mélanome uvéal présentant un phénotype hypermuté CpG>TpG chez une patiente ayant présenté une réponse exceptionnelle à une immunothérapie anti-PD1. Ce phénotype hypermutateur a été expliqué par une mutation germinale délétère de MBD4 (Methyl-CpG Binding Domain 4) avec une inactivation bi-allélique dans la tumeur. Deux autres tumeurs hypermutées CpG>TpG porteuses d’une mutation de MBD4 germinale, un mélanome uvéal et un glioblastome, ont été identifiées dans les bases de données publiques. La biologie des mélanomes conjonctivaux et leurs profils génomiques sont mal connus. Nous avons séquencé les génomes de 6 tumeurs, puis procédé à un séquençage ciblé de 47 autres tumeurs. Nous avons montré que ces tumeurs présentent un profil hypermuté C>T induit par l’exposition aux ultra-violets. Ces tumeurs présentaient un profil de mutations proche des mélanomes cutanés avec une fréquence moindre de mutations BRAF (33%), et des mutations plus spécifiques des mélanomes muqueux telles que des mutations activatrices de KIT et SF3B1 dans les mélanomes conjonctivaux non exposés au soleil. Nous avons également identifié des mutations de CTNNB1 dans les tumeurs développées sur des nevi conjonctivaux. L’ensemble de ces travaux illustrent comment la description moléculaire des tumeurs rares permet d’envisager de nouvelles stratégies de médecine de précision.

  • Titre traduit

    Genetics of Ocular Melanomas


  • Résumé

    Ocular melanomas are rare tumors representing about 5% of all melanomas. Ocular melanomas may arise from two tissues: the uvea (~ 500 cases / year in France) and the conjunctiva (~ 30 cases / year). Uveal melanomas have a very low rate of somatic mutations. These tumors also carry specific distinctive copy number alterations (gains of 8q, 1q, 6p, losses of 3, 1p, 6q or 8p). The evolution of the genome of these tumors during metastatic progression has been poorly described.To explore the metastatic evolution of uveal melanoma, we whole-exome sequenced 14 primary tumors and 79 metastases from 24 patients. Primary tumors and metastases presented close genetic profiles with a median of 11.5 mutations in primary tumors, and 14 in metastases. Although SF3B1 and EIF1AX mutations are major prognostic factors in uveal melanomas, their frequencies in metastases were similar to those observed in historical primary tumors. The metastases showed some additional copy number alterations compared to the corresponding primary tumors. Among the alterations acquired during the metastatic process, 8q gains were present in 92% of metastases.Thanks to this work, we found a uveal melanoma with a CpG> TpG hypermutated phenotype in a patient who had an exceptional response to anti-PD1 immunotherapy. This hypermutated phenotype was explained by a deleterious germline mutation of MBD4 (Methyl-CpG Binding Domain 4) with bi-allelic inactivation in the tumor. Two other hypermuted CpG> TpG tumors with germline MBD4 mutation, a uveal melanoma and a glioblastoma, were identified in public databases.The biology of conjunctival melanomas and their genomic profiles have been scarcely described. We sequenced the genomes of 6 tumors and then target-sequenced 47 other tumors. We showed that these tumors had a C> T hypermuted profile induced by ultraviolet exposure. These tumors presented a pattern of mutations close to cutaneous melanomas with a lower frequency of BRAF mutations (33%), and mutations that were more specific of mucosal melanomas such as activating mutations of KIT and SF3B1 in conjunctival melanomas not exposed to the sun. We also identified CTNNB1 mutations in tumors developed on conjunctival nevi.All of these works illustrate how the molecular description of rare tumors opens new avenues for precision medicine.



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