Les biomarqueurs dans la prise en charge individuelle des cancers du sein

Dr Pierre-Jean Lamy Centre de Lutte Contre le Cancer Val d’Aurelle, Montpellier, France

1

er

cancer avec classification biologique

-1878 SIR GEORGE THOMAS BEATSON : les lapines castrées ont moins de tumeurs mammaires.

Cancers RE+ et ou RP + hormonodépendants

Lien entre l'estrogène et le cancer du sein avant même la découverte de l'hormone

expression des RH (IHC) et traitement anti-hormonal

-1966 Elwood V. Jensen découvre les RH (synthèse du Tamoxifène même année) -1980 PM Martin : localisation nucléaire

Tamoxifen for early breast cancer: an

overview of the randomised trials."

Early Breast Cancer Trialists' Collaborative Group. Lancet 1998

“Starting tamoxifen immediately after breast cancer surgery prevented one in six women from relapsing and one in twelve from dying, irrespective of age”

Pr R. Peto Oxford university

Gène NEU (neuroblastome du rat)- Cerb-B2 (v-erbB de l’érythroblastose aviaire)

HER (Human Epidermal growth factor Receptor) 2

Amplification du gène localisé sur le chromosome 17q12 Hyperexpression de la protéine

Hudis C. A., NEJM, 2007

 Association RH-,grade III, IV, prolifération     Croissance tumorale accélérée Fréquence plus élevée des récidives Échecs des traitements classiques Press et al. JCO 1997

Mais répondent à une thérapie ciblée

Trastuzumab (Herceptin™) murine humanisée anti-her2 IgG monoclonale

Tout cancer du sein HER2 positif doit bénéficier d’un traitement adjuvant par Herceptin Donc d’un statut HER2

Immuno-histochimie

I 3+ 2.5 10 6 R Hyperexperssion 2+

FISH

II 1+ III 0 20 10 4 R

centromeric probe of chromosome17 (green)

I : HER 2 Non amplifié

HER2/ERBB2 probe (red)

II : Polysomie III : HER2 amplifié

Classification biologique

Carcinomes invasifs du sein RH+ 70% RH- 30% HER2 Hormonothérapie HER2+ HER2+ HER2 Hormonothérapie + Herceptin Herceptin ?

Y a-til un bénéfice de la chimiothérapie?

Quelle chimiothérapie choisir?

Faut-il instaurer un traitement adjuvant?

Evaluation du risque de récidive et de l’effet thérapeutique des différents traitements via des algorithmes* de calcul de risque selon : -âge de la patiente,

-taille de la tumeur, -grade récepteurs hormonaux -nombre de ganglions positifs -niveau des comorbidités

*Adjuvant Online!

*St Gallen-SOR

Herceptin Hormonothérapie

Bénéfice de la chimiothérapie (CT) (amélioration de la SSR10) Facteurs pronostics et prédictifs additionnels : HER2 Ki67 -embols vasculaires -uPA-PAI-1 -classificateurs multigéniques <5% Pas de CT >5% Mise sous CT D’après Namer M, Gligorov J, Luporsi E, Serin D. Cancers du sein. Recommandations pour la pratique clinique de Saint Paul de Vence Oncologie 2007;9:593-644.

Selon St Gallen Idéalement (selon les critères épidémiologiques) Pas de CT CT *Goldrish et al. 2001 J Clin Oncol 19:3817-22 ESMO minimum recommandation for diagnosis (2001) Adjuvant treatment and follow of primary breast cancer. Annals of oncology 12:1047-8 2002

Que doit-on attendre de la biologie?

Définir de nouvelles cibles thérapeutiques pour

-développer des nouveaux modèles -tester des stratégies thérapeutiques nouvelles

Reclassifier les tumeurs pour

– Mieux définir le risque de récidive – Eviter les sur et sous-traitements •

Facteurs pronostiques fiables

– Personnaliser les thérapies •

Facteurs prédictifs de réponse

ARN tumoral du patient Marquage rouge ARN de cellules tumorales en culture Marquage vert

Puce avec sondes pour 8102 gènes Set de 65 échantillon/ 42 patientes -Rouge : hyper-expression tumorale -Vert : hypo-expression tumorale Noir : expression égale

Le modèle statistique dit « non supervisé» a sélectionné 534 gènes d’intérêt. Il a permis de classer la population initialement en

5 types moléculaires

2000 : 1ère classification moléculaire

Luminal (A et B) HER2 Basal-like -CK5, 17+ -CK 5, 17 Pérou, Sorlie et al. Nature VOL 406 | 17 AUGUST 2000

OS DFS Sorlie et al PNAS 2001 Luminal A RE +++ /

GATA-binding proteine

3, de

l’hepatocyte nuclear factor

3α, LIV-1, cytokératines luminales 7,8,18,19

bons répondeurs HT

Luminal B RE+ et mutations de la protéine p53 parfois HER2 +

mauvais répondeurs HT

HER2+ correspond au type surexprimant la protéine HER2 avec des RE plutôt négatifs

bon répondeurs aux antiHER2

OS DFS Sorlie et al PNAS 2001

Basal-like

-Hypo-expression de ER, PR et HER2. -Les triples négatifs ne sont pas tous basal-like -Les basal-like ne sont pas tous triples négatifs (Nielsen et al. 2004) -Mutation de p53, mutation de BRCA1

,

expression de cytokératines basales 5/6, 14, 17, de la vimentine, de l’ EGFr, et de cKit

Bon répondeurs à la chimiothérapie mais de mauvais pronostiques

Marie-Ange Deugnier et al. Med Sci. 2007

Classification biologique vs moléculaire

Carcinomes invasifs du sein RH+ 70%

pronostics différents RH- 30%

HER2 HER2+ HER2+ HER2-

Hormonothérapie

Thérapies Anti-HER2

???

-Si anomalie des voies de réparation de l’ADN : Inhibiteurs de PARP?

-Faut-il définir un sous-type BRAC1 like?

-Existe-t-il d’autres cibles spécifiques?

Classification et tumorigénèse

Nature Medicine 2009

Les classificateurs multigéniques

Valeur prédictive Fabricant Technique Echantillon Nombre de gènes Indication Valeur pronostique Disponibilité commerciale Classification Sorlie-Perou

Académique puce Tissu frais congelé

MapQuant Dx™ Genomic Grade

Ipsogen, INC.

Puce Affimetrix Tissu frais congelé

Oncotype DX ™

Genomic Health, INC.

RT-PCR Coupes fixées en paraffine 427 97 21 Tout cancer du sein invasif Reclassification partielle Grade Tout cancer du sein invasif ER positif, GG négatif Récidive Non Non Non Oui Test centralisé Oui (tamoxifène, + /- CMF) Oui Test centralisé Non Oui Test centralisé

Thera Breast Cancer Index™ Breast BioClassifier™ Mammaprint © Signature de Rotterdam

Biotheranostics (BioMérieux) ARUP Laboratories Agendia BV Veridex RT-PCR RT-PCR Puce Agilent Coupes fixées en paraffine Tissu frais congelé et coupes fixées en paraffine 2 THEROS H/I MGI SM 5 THEROS SM 55 ER positif GG négatif Tout cancer du sein invasif Tissu frais congelé et ARN-m stabilisé Puce Affymetrix Tissu frais congelé 70 76 ER positif, ER négatif, GG négatif ER positif Récidive et grade Récidive Récidive Récidive Non Non Oui (tamoxifène) Oui Test centralisé Oui Test centralisé Approuvé par la FDA Non Lamy Med Nuc 2010

Le grade génomique (Genomic Grade Index)

Mapquant™ Ipsogen -Le grade histologique : 3 classes I =Bon II= intermédiaire III = mauvais pronostic Qu’est ce qu’un pronostic intermédiaire? Quelle prise en charge? Microarray Affymetrix U133A GeneChip Set de détection de 64 tumeurs de grade I et III signature de 97 gènes Validé sur 597 tumeurs = deux classes : GGI 1 (bas) = bon pronostic GGI 3 (élevé) = mauvais pronostic RFS selon legrade histologique Grade II reclassifié selon le GGI RFS selon GGI Sotirou et al. JNCI 2006

« Signature 70 gènes » dite d’Amsterdam Mammaprint ®

-

Microarray Agilent

: expression de 70 gènes -ARNm issu de prélèvements congelés (ou stabilisés) -1 er test validé par la FDA -Reclasse à lui seul les patientes N0 : haut et faible risque de récidive -Plus performant que la classification classique (St Gallen) Résultats retrouvés chez des patientes avec un envahissement de 1 à 3 ganglions Mook S et al .

Breast Cancer Res Treat 2009

Essai Mindact

: Microarray In Node-negative and 1 to 3 positive lymph node Disease may Avoid ChemoTherapy” 6000 patientes Classification classique vs Mammaprint® Accord entre les classifications Risque faible surveillance Risque élevé CT Désaccord entre les classification s Randomisation de CT

Oncotype DX (Genomic Health Inc)

-Mesure de l’expression d’ARNm par RT-PCR -Coupes de tissu fixées en paraffine -

Patientes : RE+ N0

-Test pronostic (Paik et al. NEJM 2004) -Test prédictif de la réponse à la chimiothérapie par CMF chez des patientes RS>31 (RE+ tamoxifène) avec une diminution du taux de récidive de 27,6 % ( Paik et al JCO 2006) -Test prédictif de la réponse au tamoxifène néoadjuvant ( Akashi-Tanaka S. et al. Breast 2009) -

Etude TransATAC : RS pertinent avec l’Anastrazole

(Dowset el al. Cancer Res 2009 ; 69, Abstract 53)

Oncotype DX : test multigénique le plus avancée en terme de validation mais : -limité tumeurs RE+ de patientes traitées par Tamoxifène -Test centralisé – condition prénalytiques non maitrisées -Pas d’étude de validation contre techniques de références (IHC)

Essai Trial Assigning Individualized Options For Treatment =TAILORx

DFS Jin Y et al. JNCI 2005 OS

Puce AmpliChip CYP450 2D6

Roche Molecular Diagnostics® -Métabolites du tamoxifène : + actif ou concentration plasmatique élevée -CYPP450 2D6 : + de 50 polymorphismes avec des activités différentes –Inhibé par certains antidépresseurs -CYP2D6*4 est un factor prédictif de récidive indépendant chez les femmes ménopausées traitées par tamoxifène -Puce Affimetrix dédiée – un prélèvement sanguin Définir le phénotype métaboliseur -rapide -intermédiaire -lent FDA Cleared- marquage CE Goetz et al. Breast Cancer Res. Treat 2007

Anomalies chromosomiques et cancer du sein

Kwei et al. Molecular Oncol 2010

Anomalies du chromosome 17

Johan Staaf Breast Cancer Res 2010

http://acces.inrp.fr/acces/author/jauzein

Lamy PJ et al. Breast Cancer Res 2011 Les tumeurs HER2 négatives ne présentent pas d’amplification de la TOP2A

TOP2A et cancer du sein

• • • Topo-isomérase II A : induit des cassures de l’ADN permettant une topologie « détendue de l’ADN double brin Cellules tumorales : – Haut niveau de TOP2A – Haut niveau de coupures Les anthracyclines s'intercalent entre les paires de bases azotées de l' ADN et inhibent l'activité de la topoisomérase II – – Stabilisation des coupures Induction de l’apoptose Courtesy Pr JF Heron

Amplification de HER2 et réponse aux anthracyclines

Traitement adjuvant standard des cancers du sein Bénéfice augmenté sous-type HER2+ (Pritchard NEJM 2006)

Valeur pronostique de l’amplification de TOP2A

Patientes HER2+ traitées par : Chimiothérapie (78%) Hormonothérapie (39,5%) Trastuzumab (23,3%) -Les patientes RH- et TOP2A non amplifiées ont le plus mauvais pronostique -Absence de cibles pour les antihormonaux et les anthracyclines Lamy et al. Breast Cancer Res. 2011

Training set

TOP2A : Valeur Prédictive de la réponse aux anthracyclines

5000 cancers du sein (essais H ,et BCIRG 05 06) Test FISH centralisé Amplification versus non amplification (N ou del) Anthracycline/Cyclophosphamide vs Taxanes +/ Herceptin Aucun HER2 négatif ne présente d’amplification de TOP2A Press et al JCO 2011 AC compensent l’absence d’Herceptin si TOP2A amp

Les classificateurs protéiques

Mammostrat® (Applied Genomics Inc) Tumeurs RE+ N0 5 marqueurs par IHC : SLC7A5 p53, HTF9C, CEACAM5, NDRG1 Définir le risque de récidive en 3 classes chez les patientes traitées par tamoxifène Ring et al. JCO 2006

L’interactome uPA/PAI-1

Lamy PJ et al. 2010

valeur pronostique de uPA/PAI-1

• Etude EORTC sur 8377 cancer primaires Look et. al., JNCI, 2002.

N0 : Valeur pronostique est

indépendante et supérieure

aux autres facteurs (âge, pT, RH, grade SBR) N0 et N+ Valeur prédictive de la réponse à la chimiothérapie (Harbeck et al. Cancer Res. 2002)

Essais Chemo-N0 et NNBC3

Chimiothérapie adjuvante : quelles patientes en bénéficient?

6.3% de récidives à 3 ans 39.6 % de récidive 14.2% de récidives à 3 ans Survie globale à 5 ans : 95% Désescalade thérapeutique possible

Quelle est la chimiothérapie optimale? ETUDE NNBC-3 : 1 bras surveillance (marqueurs bas) vs deux bras - 6 cures FEC100 - 3 cures FEC100 + 3 cures Taxotère (marqueurs élevés)

Standardisation et Contrôle de qualité externe international uPA : 3 ng/mgP PAI-1 : 14 ng/mgP

Une valeur pronostique et prédictive avec un niveau de preuve élevé permettant une désescalade thérapeutique 39% de chimiothérapies sans perte de bénéfice Recommandations 70% su r vie uPA/PAI-I élévé 40% Harris et al. JCO 2007

CONCLUSIONS 1

HER2, Récepteurs Hormonaux : standard Classificateurs multigéniques : Oncotype Dx – Mammaprint…

Tests centralisés à disponibilité limité Coût : 600$ Mammostrat - 3600 $ OncotypeDX Valeur pronostique / rarement prédictive / indications limitées (RE+, No) Sont-ils efficients ? certains disent NON! Sur 7 signatures multigéniques, 5 ne classaient pas mieux les patientes…que ne l’aurait fait le hasard (Michiels S et al Lancet 2005) Niveau de preuve insuffisant pour un usage en clinique

CONCLUSIONS 2

uPA PAI-1 est le test biologique pronostique validé avec niveau de preuve I pour une utilisation clinique. Il permet une désescalade thérapeutique (valeurs basses) ou de faire le choix d’une chimiothérapie (valeurs élevées) TOP2A : amplifié dans 30% environ des cancers HER2+ Facteur prédictif de réponse aux anthracyclines

Merci pour votre attention

Laboratoire de Biologie Spécialisée et d’Oncogénétique L’équipe médicale PJ LAMY Chef de service F MONTELS Médecin Biologiste E CRAPEZ Ingénieur Biologiste S ROQUES cadre de santé L’équipe administrative F ALBERGE A BASTIDE MC PEREIRA S LACOMBE L’équipe technique S ABHERVE P AUDRAN N BEN KADDI K FRANCE AC LABERENNE C MALLIE C MONTELIONC F NIELLOUD I PANTEL I M PASCAL M D PAVLOVIC C RIGAUD D ROUYRE C TEYSSOT C VIGLIANTI Les étudiants A HO-PUN-CHEUNG L CASANO T LANGLOIS S CHOBLET Service d’Oncologie Biologique APHM Marseille P.M. MARTIN L’H. OUAFIK F FINA Service de Chirurgie et d’Oncologie Mammaire P ROUANET G ROMIEU W JACOT