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Classification moléculaire des cancers colorectaux, corrélation anatomo-clinique et implication pronostique

par Abeke Sanni (Balogoun)

Thèse de doctorat en Biologie moleculaire

Sous la direction de Pierre Laurent-puig.

Thèses en préparation à Sorbonne Paris Cité , dans le cadre de École doctorale Médicament, Toxicologie, Chimie, Imageries .


  • Résumé

    Le cancer du colon (CC) est la quatrième cause de décès par cancer dans le monde et est aujourd'hui reconnue comme une pathologie très hétérogène. La classification TNM utilisée en pratique clinique courante pour l'évaluation du pronostic des patients est insuffisante, et ne tient pas compte de la diversité moléculaire de leur tumeur. La recherche de nouveaux facteurs pronostiques en particulier moléculaires est donc importante afin d'améliorer la prise en charge des patients. Dans le CC métastatique, les mutations des exons 2, 3 et 4 de KRAS et NRAS sont prédictifs de la résistance aux anticorps anti-EGFR. Récemment, dans le CC de stade III, les mutations de l'exon 2 de KRAS et la mutation BRAF V600E ont été décrits comme des facteurs de mauvais pronostic. Nous avons voulu étendre ce travail aux autres mutations plus rares de KRAS et à l"ensemble des mutations de NRAS dans une série des patients atteints d'un CC. Nous avons effectué une analyse étendue des exons 2, 3 et 4 des gènes KRAS et NRAS ainsi que des exons 11 et 15 du gène BRAF, par une technologie de séquençage de nouvelle génération, sur une série de 2559 tumeurs de patients opérés d'un CC de stade III ayant participé à l'essai clinique PETACC8. Cet essai clinique randomisé de phase III qui s'est révélé négatif, avait pour objectif d'évaluer le bénéfice potentiel de l'adjonction du cetuximab à la chimiothérapie adjuvante par FOLFOX. La population restreinte aux patients ayant une tumeur RAS et BRAF sauvage ne permettait pas d'obtenir un bénéfice significatif à l'adjonction du cetuximab. En plus de la confirmation du rôle pronostique des mutations de l'exon 2 de KRAS et la mutation BRAF V600E, nous avons aussi identifié les mutations de l'exon 3 de KRAS et de NRAS comme facteur de mauvais pronostic. Dernièrement, plusieurs travaux ont suggéré que la localisation tumorale des CC était un facteur pronostic indépendant. A partir de la même population, nous avons confirmé que les patients dont la tumeur était localisée à droite avaient une meilleure survie sans maladie quand leur tumeur était mutée RAS (HR, 0.80; 95%CI; P = .046). Cette survie sans maladie est au contraire mauvaise pour les patients dont la tumeur est localisée à droite et doublement sauvage pour RAS et BRAF (HR,1.39; 95%CI; P = .04). Afin d'affiner le pronostic des patients ayant une CC, un consortium international a élaboré en 2014 une classification moléculaire consensus des CC en 4 sous groupes distincts. Le sous groupe CMS4 est celui associé au plus mauvais pronostic. Les principales caractéristiques de ce sous groupe sont le phénotype Cellule Souche Cancéreuse (CSC) et la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM). Hormis un rôle du TGFß, les acteurs et les voies de signalisation impliqués dans ce sous-groupe sont peu connus. Nous avons émis l'hypothèse que certains marqueurs de CSC pourraient contribuer au contrôle de ce phénotype. Nous nous sommes intéressés à la protéine Prion cellulaire (PrPC), qui, en dehors de son rôle bien établi dans le système nerveux central, émerge comme un régulateur potentiel des CSC. Nous avons observé une augmentation significative des transcrits PRNP codant pour la protéine PrPC dans le sous-groupe CMS4 par rapport aux autres sous-groupes. De plus, le niveau d'expression du gène PRNP est corrélé au mauvais pronostic du CC. Par des approches de biologie cellulaire et de Si ARN (ARN interférent), nous montrons que la PrPC contrôle l'expression de marqueurs associés à la signature CMS4 et confère aux cellules une résistance au 5-FU (5-Fluorouracile). Nous proposons que la PrPC pourrait être un « driver » du phénotype CMS4 dans le CC. Notre travail a donc montré l'intérêt de l'étude de facteurs pronostiques moléculaires des CC, afin de mieux prendre en charge les patients, dans une optique de médecine de précision.

  • Titre traduit

    MOLECULAR CLASSIFICATION OF COLORECTAL CANCERS: ANATOMO-CLINICAL CORRELATIONS AND PROGNOSTIC IMPLICATIONS


  • Résumé

    Colon cancer (CC) is the fourth leading cause of cancer death in the world and is now recognized as a very heterogeneous pathology. The TNM classification used in routine clinical practice for evaluating the prognosis of patients is insufficient, and does not take into account the molecular diversity of their tumor. The search for new prognostic factors, particularly molecular ones, is therefore important to improve patient care. In metastatic CC, mutations in exons 2, 3 and 4 of KRAS and NRAS are predictive of resistance to anti-EGFR antibodies. Recently, in stage III CC, mutations in KRAS exon 2 and the BRAF V600E mutation have been described as poor prognostic factors. We wanted to extend this work to the other rarer mutations of KRAS and to all of the NRAS mutations in a series of patients with CC. We performed extensive analysis of exons 2, 3 and 4 of the KRAS and NRAS genes as well as exons 11 and 15 of the BRAF gene, using next-generation sequencing technology, on a series of 2559 tumors of patients operated for stage III CC and involved in the PETACC8 clinical trial. This randomized phase III clinical trial was designed to evaluate the potential benefit of adding cetuximab to adjuvant chemotherapy with FOLFOX. The population of study was restricted to patients with wild-type RAS and BRAF tumors and did not allow identification of significant benefit by cetuximab addition. In addition to confirming the prognostic role of mutations in KRAS exon 2 and the BRAF V600E mutation, we also identified mutations in KRAS exon 3 and NRAS as a poor prognostic factor. Recently, several studies have suggested that tumor localization of CC is an independent prognostic factor. From the same population, we confirmed that patients whose tumor was located to the right had better disease-free survival when their tumor was mutated RAS (HR, 0.80, 95% CI, P = .046). This disease-free survival is, on the contrary, bad for patients whose tumor is localized at the right and of wild type for RAS and BRAF (HR, 1.39, 95% CI, P = .04). In order to refine the prognosis of patients with CC, an international consortium developed in 2014 a consensus molecular classification of CC in 4 distinct subgroups. The CMS4 subgroup is the one associated with the worst prognosis. The main features of this subgroup are the Cancer Stem Cell (CSC) phenotype and the epithelial-mesenchymal transition (EMT). Except TGFb role, the actors and signaling pathways involved in this subgroup are poorly known. We hypothesized that some markers of CSC could contribute to the control of this phenotype. We looked at the cellular Prion Protein (PrPC), which, apart from its well-established role in the central nervous system, is emerging as a potential regulator of CSC. We observed a significant increase in PRNP transcripts encoding the PrPC protein in the CMS4 subgroup compared to other subgroups. In addition, the expression level of the PRNP gene is correlated with the poor prognosis of CC. Using cell biology and Si RNA (interfering RNA) approaches, we show that PrPC controls expression of markers associated with CMS4 signature and confers cells resistance to 5-FU (5-Fluorouracil). We propose that the PrPC could be a "driver" of the CMS4 phenotype in CC. Our work has therefore shown the interest of the study of molecular prognostic factors of CC, in order to better manage patients, with a view to precision medicine.