Anomalies cytogénétiques impliquées dans la carcinogénèse des tumeurs urothéliales et application clinique

Cytogenetic Abnormalities of Urothelial Carcinomas Analysis and Clinical Application for Urine Detection Using CGH Array

• Auteur / Autrice : Stéphane Larré
• Direction : Olivier Cussenot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 30/11/2010
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Créteil ; 2010-2015)
• Jury : Président / Présidente : Gaëlle Fromont-Hankard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Cussenot, Antoine Valeri, Morgan Rouprêt
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jacques Irani, Bernard Grandchamp Desraux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytogénétique

Vessie

Mots clés libres

Carcinome urothélial

Cytogénétique

Cgh

Test urinaire

Urothelial carcinoma

Cytogenetic

Cgh

Urine test

Résumé

Les carcinomes urothéliaux représentent la 4ème cause de cancer chez l'homme après les cancers de la prostate, du colon et du poumon. Leur incidence est en augmentation de plus de 50% depuis 25 ans. Ce cancer présente principalement deux formes, une superficielle (70% des cas) de bon pronostic et une invasive (30%) de mauvais pronostic. Les formes superficielles nécessitent une surveillance active rapprochée afin d'identifier les récidives fréquentes et l'évolution vers un stade invasif. Cette surveillance fait principalement appel à la cystoscopie et engendre morbidité et cout importants. Une alternative à la cystoscopie est possible à l'aide de tests de détection urinaire des cellules cancéreuses, mais leur sensibilité jusqu'à présent n'est pas suffisante pour une utilisation en pratique courante. Notre but a été de développer un outil de détection urinaire des tumeurs urothéliales.Matériel, Méthode et RésultatsLes tumeurs urothéliales étant très instables sur le plan génétique, le travail a initialement consisté à faire la synthèse des anomalies cytogénétiques retrouvées dans la littérature. Les anomalies les plus pertinentes ont été sélectionnées et une puce de CGH en a été développée comprenant 341 clones (BAC) répartis sur l'ensemble des chromosomes. Cette puce intitulée BCA-1 a été développée en collaboration avec la société ArrayGenomics (Voisins Le Bretonneux, France). La validité de ce test a été confirmée sur 10 lignées cellulaires tumorales et bénignes.Notre travail a ensuite consisté à étudier la valeur ajoutée de cette puce en pratique clinique. Pour ce faire, une cohorte de 163 patients porteurs de tumeurs urothéliales et de témoins a été constituée. Les urines ont été prélevées et analysées en utilisant la puce BCA-1. Un logiciel a été développé sous filemaker pro afin de permettre une saisie uniforme et détaillée des données cliniques et de prendre en considération le caractère complexe de la prise en charge de ces tumeurs.Le test urinaire utilisant la puce de CGH a montré une excellente performance diagnostique avec une sensibilité de 96% et une spécificité de 98% dans les tumeurs vésicale, et une sensibilité de 100% tumeurs du haut appareil urinaire.Enfin, le test a aussi permit de caractériser le caractère agressif ou non agressif des tumeurs sur le plan cytogénétique. Cette caractérisation est fortement corrélée avec le stade anatomopathologique et un troisième aspect de notre travail a montré que la détermination cytogénétique de l'agressivité des tumeurs prédisait l'évolution défavorable des tumeurs du haut appareil urinaire. Notre travail a permis le développement et l'analyse d'un nouveau test de dépistage urinaire des tumeurs urothéliales permettant le diagnostic urinaire de ces tumeurs et la caractérisation de leur caractère agressif éventuel, ainsi que le développement d'un logiciel de saisie et d'analyse des données cliniques.

Urothelial carcinomas are the 4th cause of cancer in men, following prostate, colon and lung cancer. An increase of 50% in its incidence was observed on the last 25 years. This cancer presents two types, a superficial type (70% of the cases) of good prognosis and an invasive type (30% of the cases) of bad prognosis. Superficial type require an active monitoring to identify recurrences and evolution to an invasive stage. This follow up is performed using cystoscopy and leads to some level of morbidity and a high cost. An alternative to cystoscopy is possible using urine test to detect cancer cells, but they are lacking of sensitivity to be used instead of cystoscopy in clinical practice. Our goal was to develop a urine detection tool of urothélial carcinomas.Material and MethodsUrothelial carcinoma usually present with a high level of genetic instability. We first analyse literature so to identify most relevant cytogenetic abnormalities that occur in urothélial carcinomas. A CGH array chip was designed using 341 clones (BAC) that were selected according to initial analysis. This chip called BCA-1 covers the whole genome and was developed in collaboration with ArrayGenomics (Voisins Le Bretonneux, France).ResultsThis test has shown a good efficacy on a preliminary study of cytogenetic analysis on 10 cancerous and benign bladder cell lines. The Chip was then assessed in clinical practice on a series of 163 patients diagnosed with or without urothelial cancer. Urines were collected and analysed using the BCA-1 chip. A software was designed to favour homogeneous and detailed clinical data collection and take into consideration the complex management of the tumours.The test using the CGH chip as shown an excellent diagnosis performance with a sensitivity of 96% and a specificity of 98% for bladder cancer detection, and a sensitivity of 100% on upper urinary tract detection.Finaly, the test was able to define the grade of the tumour according to cytogenetic loci affected. This grade was strongly correlated with the pathology score and could be used to predict outcomes in upper urinary tract carcinomas. Our work lead to the developpement and the analysis of a new urothélial carcinoma urinary detection test, to the identification of the agressivity of the tumour, and to the development of an analysis and data entry software for clinical details.