Les nouveaux outils de la médecine de précision en oncologie thoracique
Dr N. Charbonnier (Paris)
✓dans les formes avancées, une normalisation des taux d’ADN circulant (avant même la normalisation des images radiologiques) pourrait témoigner de l’effi ca- cité d’un traitement antitumoral, et le suivi de l’ADN tumoral permettre une surveillance de la maladie sous traitement (8) ;
✓les données de l’étude FASTACT-2, menée chez des patients ayant une mutation de l’EGFR, ont mis en évi- dence une normalisation des taux d’ADN circulant chez les patients répondeurs au géfi tinib, puis une réaug- mentation au moment de la progression (9).
Traitement
Idéalement, l’utilisation de l’ADN circulant devrait don- ner la possibilité de remplacer la biopsie tumorale par un échantillon plasmatique, d’analyser le matériel géno- mique et d’utiliser les résultats biomoléculaires pour orienter le choix du traitement, de réaliser un suivi de l’évolution de l’ADN circulant sous traitement, de mettre en évidence d’éventuelles mutations de résistance et d’adapter le traitement.
Jusqu’à présent, de multiples techniques plus ou moins sensibles et plus ou moins sophistiquées ont été utili- sées pour évaluer les taux d’ADN circulant, et la plupart des travaux menés dans ce domaine concernaient uni- quement la recherche de mutations de l’EGFR.
Intégrer l’ADN tumoral circulant
dans le diagnostic, le suivi et le traitement
D’après F. Barlesi (Aix-Marseille Université ; Assistance publique-Hôpitaux de Marseille)
Biopsies liquides et profi l génomique tumoral Les résultats récemment publiés de l’étude BIOMARQUEURS-France, réalisée par l’Intergroupe fran- cophone de cancérologie thoracique (IFCT), confi rment l’intérêt de l’utilisation des biomarqueurs pour guider les traitements antitumoraux et améliorer le pronos- tic de la maladie (fi gure 1) [1]. Mais en pratique, cette recherche de biomarqueurs ne peut être réalisée chez 10 à 30 % des patients (tissu non disponible, nouvelle biopsie non réalisable) [2], ce qui souligne la nécessité d’envisager des alternatives au prélèvement tissulaire pour accéder à l’ADN tumoral.
Un certain nombre d’analyses génomiques peuvent être réalisées à partir d’un prélèvement sanguin, sur les cellules tumorales circulantes et/ou l’ADN circulant, avec un avantage en faveur de l’ADN circulant, 100 à 10 000 fois plus performant que les cellules tumorales, parfois diffi ciles à isoler (3, 4).
Aspects diagnostiques
Plusieurs publications suggèrent l’existence de quanti- tés plus importantes d’ADN circulant chez les patients porteurs d’un cancer bronchique (comparativement à une population à risque mais ne présentant pas de cancer bronchique), avec une sensibilité et une spéci- fi cité acceptables (5). Mais il est encore trop tôt pour envisager le dépistage ou le diagnostic de ce type de cancer uniquement sur ce critère.
Suivi de l’évolution de la maladie
Une corrélation entre la quantité d’ADN tumoral cir- culant et le pronostic a été mise en évidence dans plusieurs études, des taux plus élevés d’ADN circulant étant associés à un moins bon pronostic (6, 7).
L’évolution de la quantité d’ADN circulant sous trai- tement pourrait aussi refl éter l’activité de la maladie :
✓dans les formes localisées, par exemple, la persis- tance d’un taux d’ADN circulant signifi catif pourrait révéler l’existence d’une maladie résiduelle après chirurgie ;
Figure 1. Intérêt de l’étude du profi l génomique tumoral : résultats de l’étude BIOMARQUEURS- France (1).
100 80 60 40 20
0 0 5 10 15 20 25 30
Mois
Survie globale (%)
Survie globale médiane (mois)
Altération des gènes : 16,5 (IC95 : 15,0-18,3) Pas d’altération des gènes : 11,8 (IC95 : 10,1-13,5) HR : 0,78 (IC95 : 0,70-0,86) ; p < 0,0001
✓Une première analyse menée par Goto et al. à par- tir de l’essai IPASS dans les CBNPC avancés a évalué la sensibilité de cette approche pour la recherche de mutation EGFR à 43 % avec une spécifi cité de 100 % (10).
✓Un travail comparable à partir des données de l’étude IFUM a rapporté des résultats de sensibilité de 60 à 66 % et toujours une excellente spécifi cité (11).
✓Deux méta-analyses sur ce sujet ont confi rmé les résultats précédents et retrouvé des taux de sensibilité et de spécifi cité similaires (12).
Au-delà des mutations de l’EGFR, l’équipe lyonnaise de S. Couraud a montré la possibilité de réaliser du multiplex testing (13).
Outre le fait de pouvoir utiliser l’ADN circulant (encadré) comme critère de suivi de l’évolution de la maladie sous traitement, cette approche pourrait aussi permettre de mieux préciser l’hétérogénéité tumorale et les méca- nismes biologiques impliqués dans la progression.
À ce jour, l’utilisation en routine de l’ADN circulant est validée pour le diagnostic des mutations de l’EGFR et l’instauration d’un traitement inhibiteur de l’EGFR en cas de mutation activatrice. En revanche, son intérêt dans le cadre du suivi du traitement reste à confi rmer, et un prélèvement biopsique tumoral reste recom- mandé en cas de progression clinique ou radiologique.
Intégrer le Next-Generation Sequencing dans le diagnostic pour orienter le traitement
D’après P. Laurent-Puig (université Paris-Descartes, Paris)
Le NGS, une révolution technique et économique Le Next-Generation Sequencing (NGS) est une technique à la fois qualitative et quantitative qui permet d’évaluer la présence de mutations et de quantifi er la fraction de l’allèle muté avec :
✓la notion de couverture ou de proportion du génome séquencé ;
✓la notion de profondeur, qui, d’une part, permet une estimation de la proportion de l’allèle muté dans l’échantillon et, d’autre part, offre la possibi-
✓ Préférer un prélèvement plasmatique sur un tube EDTA à un prélèvement sérique pour analyser l’ADN circulant (en plus grande quantité dans le plasma).
✓ Le prélèvement peut être stocké au réfrigérateur et l’analyse doit être réalisée dans un délai de 24 heures.
✓ Les tubes doivent ensuite être transférés au laboratoire pour réaliser les analyses et le matériel peut être stocké à – 80 °C sur une période de 3 à 9 mois.
Encadré. ADN circulant : quelques aspects pratiques.
lité d’identifier des sous-clones (fractions d’allèles mutés différentes selon le type de mutation) et d’apprécier ainsi l’hétérogénéité génétique d’une tumeur par rapport à une séquence dite normale ou de référence.
Les appareils de séquençage ont considérablement évolué, et le NGS permet aujourd’hui le séquençage parallèle de plusieurs milliers de molécules d’ADN avec plusieurs techniques possibles, à des coûts de moins en moins élevés. Par exemple, le coût du séquençage d’un génome humain se situe autour de 1 000 dollars.
Un génome complet est constitué de 3 milliards de paires de bases et un exome représente 1 à 2 % du génome, c’est-à-dire, chez l’homme, environ 60 mil- lions de paires de bases. La profondeur d’un exome en clinique de 100X, c’est-à-dire d’un séquençage de chaque base constituant l’exome 100 fois, représente un séquençage de 6 milliards de paires de bases.
Le NGS permet une couverture large (grand nombre de gènes), modulable rapidement, avec la possibilité d’ajouter un gène, et sa sensibilité est fonction de la pro- fondeur du séquençage (intérêt pour l’ADN circulant).
Par ailleurs, à côté du séquençage de l’ADN, cette tech- nique permet aussi de séquencer l’ARN et de repérer les transcrits (par exemple, les transcrits de fusion dans les cancers bronchiques). Le NGS off re aussi la possibilité de mesurer facilement les anomalies du nombre de copies (amplifi cations de HER2, par exemple).
Pour le NGS ciblé, diff érentes machines sont aujourd’hui disponibles, avec plusieurs kits dédiés aux gènes impliqués dans les cancers. Ils sont utilisés dans les diff érentes plateformes. Les coûts varient en fonction de la profondeur de la séquence, de l’ordre de 70 à 120 euros pour une couverture de 10 à 40 gènes et une profondeur de 500X.
L’analyse de l’exome
L’analyse de l’exome et le séquençage de l’ARN devraient constituer les prochaines avancées dans l’analyse du génome tumoral. L’analyse exhaustive de la séquence codante, ou exome, permet d’obtenir une vision glo- bale de la tumeur et des informations dépassant les simples mutations. L’interprétation des données d’un exome nécessite la comparaison des résultats à ceux de l’ADN constitutionnel afi n d’identifi er les variants somatiques, spécifi ques de la tumeur. Le séquençage de l’exome est réalisable à partir de paraffi ne, et le coût dépend de sa profondeur (coût d’environ 2 000 euros pour un patient, 5 à 10 fois plus élevé que celui d’un petit panel de séquençage ciblé).
Le séquençage de l’ARN permet la détection de transcrits de fusion, de certaines mutations (notamment les muta-
éthiques, en particulier la détection de mutations germi- nales de prédisposition à certains cancers ou à certaines maladies génétiques et l’impact de ce type de résultats sur la prise en charge du patient et de sa famille.
L’analyse de l’exome permet aussi d’étudier la distribu- tion des mutations sur les triplets nucléotidiques et sur le brin transcrit ou non transcrit ainsi que le nombre de mutations et les anomalies du nombre de copies, et d’évaluer la charge mutationnelle (intérêt prédictif particulier chez les patients traités par inhibiteur de PD-1) [fi gure 2] (14).
Une publication brésilienne récente a montré la possi- bilité d’utiliser un panel ciblé de plus de 400 gènes pour évaluer la charge mutationnelle et prédire la réponse au traitement par inhibiteur de PD-1 (15).
L’exome permet aussi, via une modélisation informa- tique, d’évaluer la présence de néo-antigènes et de tester leur immunogénicité vis-à-vis des lymphocytes du patient (16). Si ces résultats sont confi rmés, ils pré- senteront un intérêt majeur, avec la possibilité de pro-
secondaire.
Intégrer le risque éthique dans l’exploration génomique
D’après M.F. Mamzer (université Paris-Descartes, Paris) Intégrer le risque éthique dans l’exploration géno- mique revient à poser la question du risque de dérive (tels la perte de sens, le dépassement des limites de l’acceptable). Cette question complexe survient dans un contexte de nouvelles pratiques faisant appel à des biotechnologies qui évoluent très rapidement, plus vite en tout cas que le niveau de connaissances des patients et de leurs familles, et qui ne sont pas adap- tées aux cadres légaux actuels. Cette intégration du risque éthique nécessite, dans un premier temps, de bien comprendre la nature des pratiques profession- nelles au sein desquelles l’exploration génomique est réalisée afi n d’identifi er les éventuels risques pour les
Figure 2. Charge mutationnelle évaluée par l’exome et réponse au traitement par inhibiteur de PD-1.
1 500
1 000
500
Étude ID 0
Cohorte V D D V V D V V D D V D D V V V D D V V D D D V V V D V V V D V D D Réponse
objective PR PR PD SD PR PR PD SD PR PR PR SD PD PR SD PD PD PR PR PR SD SD PD PD PD PD PD SD SD PR SD PD PD SD SSP (mois) 8 14 2 8 14 16 2 4 15 13 4 8 2 4 8 3 3 10 27 10 8 7 2 2 1 2 2 4 6 8 4 2 2 6 Réponse
persistante ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++
Signature
tabagique TH TH TH TL TH TH TL TH TH TH TH TH TH TH TH TL TL TH TL TL TH TL TH TL TL TL TL TL TL TL TL TL TL TL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
Charge mutationnelle POLE (codon stop, gain de fonction) PRKDC (codon stop, gain de fonction)
POLD1 (délétère) BRCA2 (codon stop, gain de fonction) POLD1 (délétère) MSH2 (délétère) RAD51C (délétère) LIG3 (codon stop, gain de fonction) RAD17 (codon stop, gain de fonc
tion) POLE 4 (délétère) PRKDC (délétère)
DCB NDB NR
Insertion/délétion avec conservation du cadre de lecture
Transversion élevée (TH) Transversion faible (TL) Synonymes Non synonymes
V : cohorte de validation. D : cohorte de dérivation. PR : réponse partielle. PD : progression. SD : maladie stable.
personnes concernées et de lutter contre les tabous avant de mettre en place des mesures de protection adaptées en cas de besoin.
Comprendre les pratiques
Le nouveau concept de médecine personnalisée repose en partie sur les profi ls génétiques et environnementaux des patients et vise à assurer une meilleure prise en charge des maladies déjà installées et des prédispo- sitions aux maladies. Ce concept implique la détermi- nation de sous-populations d’individus représentant de nouvelles catégories de pathologies homogènes, pour lesquelles la recherche de biomarqueurs spéci- fi ques permettrait une optimisation des stratégies de prévention et de dépistage.
Il s’applique à 2 grands types de situation dans le champ du cancer :
✓des sujets à risque de développer un cancer en raison d’antécédents familiaux et qui peuvent bénéfi cier d’une information éclairée, de tests sanguins (biomarqueurs de prédisposition) et d’une surveillance personnalisée si le test est positif ;
✓des patients atteints d’un cancer, sans prédisposition familiale identifi ée, et chez lesquels une recherche de biomarqueurs génétiques à visée pronostique et/ou théranostique peut être réalisée sur le prélèvement tumoral et/ou un prélèvement sanguin, sans garantie de se voir proposer une thérapie ciblée, conditionnée par l’expression d’une cible thérapeutique connue et en l’absence de laquelle seul un traitement conventionnel peut être proposé.
Dans ce contexte, la diff usion et l’utilisation de plus en plus systématique des nouvelles techniques de séquençage aboutissent au développement de nou- velles pratiques hybrides qui mêlent soins et recherche.
Les nouvelles méthodologies de recherche non inter- ventionnelles prennent ainsi la forme d’une “fouille de données” numérisées, mêlant, dans le cadre du soin, des données produites par des techniques validées et des données issues de pratiques de recherche innovantes sur échantillons biologiques prélevés (par exemple, le séquençage du génome). Ces nouvelles pratiques permettent et impliquent de nouveaux partenariats de recherche, produisent de nouveaux types de résultats et aboutissent à la nécessité d’une réfl exion collective sur la mise en place d’une nouvelle régulation éthique.
Par exemple, il convient de prendre en compte l’impact de cette médecine de précision sur le modèle classique des essais cliniques, avec des phases précoces de plus en plus complexes à mettre en place auprès de popu- lations de plus en plus ciblées, et le risque pour les patients pleins d’espoir (informés en amont de l’exis-
tence de thérapies ciblées) de se retrouver en quelque sorte abandonnés parce qu’ils ne présentent pas le biomarqueur recherché. Ce contexte pose la question du discours qui doit accompagner l’information don- née au patient et le recueil du consentement, et de la nécessité de s’assurer que les patients ont bien compris que le fait de participer à l’essai ne les conduira pas obligatoirement à recevoir un traitement ciblé. Quand bien même ils seraient éligibles pour le recevoir, il ne s’agit encore que d’un traitement en développement clinique dont les eff ets ne sont pas certains.
Par ailleurs, cette nouvelle médecine personnalisée ou de précision a également un impact sur les pratiques médicales. Ce type de recherche impliquant la consti- tution systématique de plateformes de ressources de recherche (biologique et informatique) et donc des diffi cultés de gestion de la confi dentialité des données, réaffi rmée comme un droit fondamental au respect de la vie privée.
Cette identifi cation des points problématiques posés par les nouvelles pratiques est importante pour accom- pagner, en cas de besoin, l’évolution de la législation à la lumière d’une discussion sur la pérennité de l’applica- bilité des principes éthiques fondateurs des pratiques anciennes. Par exemple, la porosité entre le soin et la recherche étant en désaccord complet avec les principes éthiques internationaux de la recherche et les lois sur les- quelles ils sont fondés, les réglementations et les législa- tions ne sont plus en correspondance avec les pratiques.
Lutter contre les tabous
Aujourd’hui, la législation française prône la démo- cratie sanitaire, notamment par la loi du 4 mars 2002.
L’information se doit donc d’être loyale, compréhen- sible et comprise afi n d’éclairer le choix autonome des patients. Parallèlement, notre système de santé donne une place déterminante à l’écrit. L’information doit être traçable. Dès lors que le soin s’inscrit dans le cadre d’une recherche, une notice d’information et un formulaire de consentement écrit doivent être remis. Ils deviennent alors le support de la signature du patient, au mépris des personnes illettrées, analphabètes ou ne maîtrisant pas le français. Malheureusement, la maîtrise de la lec- ture est inégale en France, l’enquête “Information et vie quotidienne” ayant permis, en 2012, de montrer que 2,5 millions de personnes (7 %) sont concernées par ces diffi cultés. Il devient donc urgent de développer une littératie en santé et en recherche, afi n de permettre la circulation des informations pertinentes entre les professionnels et les patients, et de donner la possibilité à ces derniers de comprendre la mesure des choix qui leur sont proposés.
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R é f é r e n c e s
d’éthique translationnelle permettant de tisser le lien entre les pratiques professionnelles et les pratiques sociales. Cette démarche, dont la première étape consiste en l’identifi cation des obstacles humains ou sociétaux qui doivent être dépassés pour parvenir à l’amélioration des pratiques, permet ensuite de mettre en place un système de régulation approprié et des
tifi ques et les attentes des patients, en se dotant des moyens nécessaires pour permettre la mise en œuvre d’une démocratie sanitaire respectueuse de l’autono- mie des patients et protectrice des plus vulnérables au regard, notamment, des questions d’équité dans l’accès aux soins et de lutte contre les discriminations
sociales. ■
