Impact de la biopsie liquide dans le mélanome uvéal primitif et métastatique

Impact of liquid biopsy in primitive and metastatic uveal melanoma

• Auteur / Autrice : Arnaud Martel
• Direction : Paul Hofman, Sandra Musso-Lassalle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Recherches cliniques et thérapeutiques
• Date : Soutenance le 22/12/2023
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche sur le cancer et le vieillissement (Nice)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Côte d’Azur (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Stéphanie Baillif-Gostoli
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphanie Baillif-Gostoli, Pierre-Yves Robert, Laurent Kodjikian, Frédéric Mouriaux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre-Yves Robert, Laurent Kodjikian

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biobanques

Cellules tumorales circulantes

Biopsie liquide

Mélanome

Mots clés libres

Mélanome uvéal

Biopsie liquide

Cellules tumorales circulantes

Vortex

Biobanque

Uveal melanoma

Liquid biopsy

Circulating tumour cells

Vortex

Biobank

Résumé

Le mélanome uvéal (MU) est le cancer intraoculaire primitif le plus fréquent chez l'adulte. Malgré une prise en charge médico-chirurgicale adaptée permettant un contrôle local de la tumeur dans plus de 90% des cas, on estime qu'environ 50% des patients présenteront des métastases, principalement hépatiques, dans les 10 années suivant le diagnostic. La dissémination métastatique du MU s'effectue uniquement par voie hématogène. Détecter le plus précocement possible la présence de cellules tumorales dans le sang circulant permettrait une prise en charge très précoce des patients, avant la survenue des métastases hépatiques. Depuis quelques années, la biopsie liquide (BL) s'est imposée comme un moyen non invasif, reproductible et prometteur d'obtenir un diagnostic, un pronostic et un suivi théranostique de patients atteints de tumeurs solides. La BL concerne le sang ainsi que tout liquide humain, et permet entre autres d'identifier plusieurs paramètres tumoraux comme les cellules tumorales circulantes (CTCs) ou l'ADN tumoral circulant.L'objectif de ce travail de thèse était d'évaluer la place de la BL, et notamment des CTCs, dans le MU primitif et métastatique.Dans un premier article, nous avons réalisé une revue de la littérature sur les biopsies liquides afin : (i) de faire un état des lieux des connaissances sur la BL dans le MU, (ii) d'identifier les différents marqueurs évaluables dans le MU, (iii) de recenser les différentes techniques d'identification des marqueurs tumoraux , et (iv) de relever les limites techniques actuelles. Nous avons conclu que monitorer les CTC était actuellement le paramètre le plus pertinent dans la mesure où elles sont le reflet vivant de la dissémination spatio-temporelle des cellules tumorales. Nous avons également observé des discordances entre les résultats des différentes études, dues à une grande diversité des techniques pré analytiques et des cohortes analysées.Afin de déterminer la technique la plus adaptée à l'identification des CTC dans le MU, nous avons dans un deuxième article comparé in vitro 4 dispositifs de capture des CTC en utilisant une lignée de MU métastatique (OMM 2.3). Les cellules étaient filtrées à la fois en utilisant du milieu cellulaire (RPMI) et du sang veineux provenant de volontaires sains. Nous avons successivement comparé le Vortex VTX-1 (Biosciences, Pleasanton, CA, USA, système micro fluidique), le ClearCell FX (ClearBridge, Biolidics, Singapore, système micro fluidique), l'ISET (Rarecells, Paris, France, système de filtration par taille) et le Cellseach (Menarini Silicon Biosystems, Florence, Italie, système immun magnétique). Les taux de capture, étaient de 39,2%, 22,2%, 8,9% et 1,1% pour l'ISET, le Vortex VTX-1, le ClearCell FX et le Cellseach, respectivement. Nous avons également comparé ces dispositifs en termes de reproductibilité, de facilité d'utilisation, de rapidité, d'ergonomie, et de capacité à réaliser des analyses cytogénétiques post analytiques. Ces expérimentations nous ont permis d'identifier le dispositif de capture des CTC ainsi que le protocole analytique les plus adaptés. Nous avons mis au point une technique rapide, fiable et reproductible de capture des CTC en utilisant le système de filtration micro fluidique Vortex VTX-1 suivi de l'immunocytochimie par Melan A.Suite aux conclusions de ce travail in vitro, nous avons maintenant débuté l'application clinique chez nos patients présentant un MU primitif ou métastatique en utilisant le système de filtration micro fluidique Vortex VTX-1.Enfin, nous avons publié un 3e article détaillant la mise en place d'une biobanque dédiée à l'onco-ophtalmologie au CHU de Nice. Une biobanque dédiée, sécurisée et accréditée est essentielle pour collecter des échantillons de haute qualité afin de promouvoir la recherche translationnelle et multicentrique en oncologie oculaire.

Uveal melanoma (UM) is the most common primary intraocular malignancy in adults. Despite appropriate medical and surgical management allowing local control of the tumor in more than 90% of cases, it is estimated that about 50% of patients will present metastases, mainly hepatic, within 10 years of diagnosis. Metastatic spread occurs only hematogenously. Detecting the presence of tumor cells in circulating blood as early as possible would allow very early management of patients, before the occurrence of liver metastases. In recent years, liquid biopsy (LB) has emerged as a non-invasive, reproducible and promising way to obtain a diagnosis, prognosis and theranostic follow-up of patients with solid malignancies. LB concerns blood as well as any human fluid and allows identifying several tumor parameters such as circulating tumor cells (CTCs) or circulating tumor DNA.The aim of this thesis work was to evaluate the place of LB, and in particular CTCs, in primary and metastatic UM.In a first article, we conducted a review of the literature on liquid biopsies in order to: (i) assess the current status of LB in the UM field, (ii) to identify the different markers evaluable in the MU, (iii) to assess the different techniques for identifying these tumor markers, and (iv) to report the current technical limitations. We concluded that monitoring CTCs is currently the most relevant parameter as they are a living expression of the spatio-temporal dissemination of tumor cells. We also observed discrepancies between the different studies results, due to a wide variety of pre-analytical techniques and cohorts analyzed.In order to determine the most suitable technique for the identification of CTCs in MU, we have in a second article compared in vitro 4 CTC capture devices using a metastatic UM line (OMM 2.3). The cells were filtered using both cellular medium (RPMI) and venous blood from healthy volunteers. We successively compared the Vortex VTX-1 (Biosciences, Pleasanton, CA, USA, microfluidic system), the ClearCell FX (ClearBridge, Biolidics, Singapore, microfluidic system), the ISET (Rarecells, Paris, France, size filtration system) and the Cellseach (Menarini Silicon Biosystems, Florence, Italy, immunomagentism system). Recovery rates were 39.2%, 22.2%, 8.9% and 1.1% for the ISET, Vortex VTX-1, ClearCell FX and Cellseach, respectively. We also compared these devices in terms of reproducibility, ease of use, speed, ergonomics, and ability to perform post-analytical cytogenetic analyses. These experiments allowed us to identify the most suitable CTC capture device and analytical protocol. We have developed a fast, reliable and reproducible CTC capture technique using the Vortex VTX-1 microfluidic filtration system followed by Melan A immunocytochemistry.Following the conclusions of this in vitro work, we have now started clinical application in our patients with primary or metastatic MU using the Vortex VTX-1 microfluidic filtration system.Finally, we published a third article on the establishment of a dedicated biobank to ophthalmic malignancies at the University Hospital of Nice. A secure and accredited dedicated biobank is essential to collect high-quality samples to promote translational and multicenter research in ocular oncology.