Microenvironnement tumoral et nouveaux biomarqueurs dans le l'adenocarcinome ductal du pancreas : implications thérapeutiques

par François-régis Souche

Projet de thèse en Biologie Santé

Sous la direction de Eric Assenat et de Andrei Turtoi.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé , en partenariat avec IRCM - Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier (laboratoire) et de Immunociblage et radiobiologie en oncologie (equipe de recherche) depuis le 01-05-2017 .


  • Résumé

    Introduction L'adénocarcinome du pancréas est la 4ieme cause de décès lié au cancer dans les pays occidentaux et demeure parmi les cancers de très mauvais pronostic. Si la résection chirurgicale complète est le seul traitement curatif, seulement 30% des patients reséqués sont vivant à 5 ans. Le cancer du pancréas est souvent découvert à un stade avancé en termes d'extension et de retentissement pour le patient sans option thérapeutique curative. Ce constat est en partie lié à l'absence de biomarqueurs sensible et spécifique permettant un diagnostic précoce de l'adénocarcinome du pancréas. Compte tenu des progrès de la technologie OMICS, plusieurs études ont identifié des biomarqueurs solubles (sanguins, urinaires, salivaires) via la spectrométrie de masse avec des résultants décevant en pratique clinique. Ces études ont concerné des échantillons tumoraux issus de pièces opératoires ou de biopsie de tumeur localement avancées ou métastatiques, non représentatifs du cancer du pancréas au stade précoce. L'analyse des tumeurs de stade précoce impose l'accès aux échantillons issus de biopsie pancréatique lors du diagnostic qui demeurent indisponibles pour les chercheurs en raison d'une faible quantité de matériel et de son caractère précieux sur le plan sanitaire. Les biopsies du pancréas ne sont pas dénuée de risques et il est compliqué sur le plan éthique de réaliser des biopsies dédiées à la recherche. L'idéal serait d'isoler des marqueurs solubles à partir de ces biopsies diagnostiques sans léser l'échantillon prélevé et sans devoir multiplier les prélèvements, permettant aux cliniciens comme aux chercheurs d'analyser le même matériel. Le Dr Turtoi (IRCM, Montpellier) a récemment co-développé (en collaboration avec le Pr Castronovo de l'Université de Liège) une nouvelle méthode, conservatrice de l'échantillon sanitaire, nommée EXPEL, consistant en un rinçage sous pression d'un échantillon unique obtenu par biopsie fine, permettant au décours , un examen anatomopathologique standard et l'extraction des protéines, métabolites, ARN et ADN. De par son caractère conservateur, la procédure EXPEL semble permettre pour la première fois une analyse parallèle d'un même échantillon par les cliniciens et les chercheurs. Méthodes Les biopsies pancréatiques seront réalisées sur le Département des maladies de l'appareil digestif du CHU de Montpellier et traitées selon la procédure EXPEL en collaboration avec de Département d'anatomopathologie afin d'extraire protéines, métabolites, miARN et ADN. Le liquide obtenu après rinçage des biopsies pancréatiques sera collecté et centrifugé afin d'être stocké à -80° en vue d'un analyse protéique et métabolique. Apres digestion des protéines par la trypsine, une analyse quantitative par spectrométrie de masse sera réalisée. Une analyse quantitative protéique et métabolique sera conduites avec l'appui de bio-informaticiens afin d'identifier une ou des signature(s) moléculaire(s) pertinente(s). La pertinence clinique de ces signatures sera contrôlée en immunohistochimie sur une collection biologique issue d'une large cohorte rétrospective et prospective de patients opérés d'un cancer du pancréas afin d'analyser le degré de corrélation entre signature moléculaire, survie sans récidive, survie globale et résistance à la chimiothérapie. Perspectives Ce projet est basé sur une méthode innovante et holistique pouvant s'intégrer comme un outil majeur (clinique/recherche) de prévention secondaire de l'adénocarcinome du pancréas. La procédure EXPEL est simple, pertinente sur le plan clinique et susceptible de réduire les limitations rencontrées dans la recherche de biomarqueurs. Avec l'appui des technologies OMICS et bio-informatiques, ce projet peut permettre la mise en évidence de nouveaux biomarqueurs pertinents, améliorant la prise en charge diagnostique, orientant la stratégie thérapeutique et ouvrant la porte à de nouvelles thérapies ciblées pour le cancer du pancréas.

  • Titre traduit

    Tumor microenvironment and new biomarkers in pancreatic ductal adenocarcinoma : implication for therapies


  • Résumé

    Introduction Pancreatic Ductal Adenocarcinoma (PDAC) is the fourth leading cause of cancer-related deaths in the western societies, having the poorest prognosis among all major cancer types. If only surgical resection is actually the curative treatment, only 30% of patients are alive at 5 years after being diagnosed. It is well accepted today that we are detecting pancreatic cancer late, at advanced symptomatic stage, precluding any possibility for successful therapeutic intervention. This is due to a general lack of sensitive and specific biomarkers that are required for the diagnosis of PDAC at an early stage. With the advent of OMICS technologies, several studies have employed mass spectrometry (MS) based approaches to identify soluble (blood/urine/saliva detectable) biomarkers for pancreatic cancer. These results however remained of limited clinical relevance. Thus far all OMICS studies have used residual human material following surgery of advanced tumors, and are thus non-representative for early stages of the dieses. This reinforces the need to gain access to precious biopsy material from early PDAC lesions. Such material remains unfortunately unavailable for research due to its necessary use in clinical diagnostics. An ideal methodology to isolate soluble markers from precious biopsies should be therefore non-destructive, enabling the both clinicians and researchers access to same material. Dr. Turtoi (IRCM, Montpellier) has recently co-developed (in collaboration with Prof. Castronovo from University of Liege) a novel, non-destructive, procedure named EXPEL, which uses rapid, pressure-assisted, interstitial fluid extrusion, allowing for full clinical pathology and OMICs analysis (proteins, metabolites, miRNAs and DNA) on the same specimen. Owing to its non-destructive nature, EXPEL provides for the first time both clinicians and researchers with the possibility to analyze identical material in patients with PDAC. Methods The pancreatic biopsies will be collected in the Department of Abdominal Surgery and Oncology of the CHU Montpellier. The biopsies will be processed with EXPEL procedure under the supervision of the Department of Pathology of the CHU by a trained pathologist. Following the EXPEL procedure, the liquid is collected and centrifuged to remove debris and can be safely stored at -80°C until the proteomic & metabolomics analysis. Isolated proteins will be subjected to trypsin digestion and analysis using quantitative mass spectrometry. Quantitative proteomic and metabolomics data will be further analyzed using integrative bioinformatics and biostatistical analysis, (i) to identify a significant molecular signature of early PDAC and ii) to perform pathway analysis to expand and enrich the early PDAC signature with additional markers. Finally, we will evaluate this signature by retrospective/prospective immunohistochemistry on a large cohort of patients that undergo pancreatic resection for PDAC using a prospectively maintained clinico-biologic database (disease free and overall survival correlations, prediction of therapy resistance). Perspective The present research employs novel and holistic approach to establish secondary prevention tools for pancreatic cancer. The EXPEL methodology is inspired by clinical question while it bridges common biomarker-discovery limitations. Owing to the advanced OMICS/bioinformatics utilized, it bares the promise to discover new, sensitive and specific biomarkers that will tangibly improve the multimodal approach of pancreatic cancer and open to potential targeted therapies.