Mutations de BRAF et voie des MAP-kinases dans les histiocytoses : détection et intérêt clinique

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. VI - n° 2 - avril-mai-juin 2017 57

Mutations de BRAF et voie des MAP- kinases dans les histiocytoses :

détection et intérêt clinique

BRAF mutations and MAP-kinase pathway in histiocytoses:

detection and clinical impact

S. Héritier^{1, 2, 3}, J. Donadieu^{1, 2, 3}, J.F. Émile^{2, 4}

1 Centre de référence de l’histiocytose langerhansienne, hôpital Armand-Trousseau, AP-HP, Paris.

2 EA4340, université de Versailles - Saint-Quentin- en-Yvelines , université Paris-Saclay, Boulogne.

3 Service d’hématologie oncologie pédiatrique, hôpital Armand-Trousseau, AP-HP, Paris.

4 Service de pathologie, hôpital Ambroise-Paré, AP-HP, Boulogne.

RÉSUMÉ Summary

» L’identifi cation de la mutation somatique récurrente BRAF ^V600E dans l’histiocytose langerhansienne (HCL) puis la maladie d’Erdheim- Chester (MEC) a marqué ces dernières années un tournant dans la compréhension de ces histiocytoses, maintenant considérées comme des néoplasies myéloïdes infl ammatoires. Par la suite a été confi rmée l’implication de l’activation constitutive de la voie des MAP-kinases pour ces 2 histiocytoses, avec la découverte de mutations activatrices sur d’autres kinases de cette voie, en particulier sur MAP2K1 . Le rôle pilote de ces mutations a été confirmé par l’effi cacité des thérapies ciblées dont les modalités d’administration sont en cours d’investigation. Enfi n, le statut mutationnel BRAF^V600E représente un marqueur pronostique pour les HCL de l’enfant, et sa détection dans l’ADN libre circulant et/ou les précurseurs sanguins et médullaires constitue pour l’HCL et la MEC un biomarqueur pertinent que des études à venir permettront de préciser.

Mots-clés : Histiocytose langerhansienne – Maladie d’Erdheim- Chester – BRAF ^V600E – Biomarqueurs – Thérapie ciblée.

The recent identifi cation of the recurrent BRAF^V600E somatic mutation in langerhans cell histiocytosis (LCH) and Erdheim- Chester disease (ECD) has launched a new fi eld of investigation in the understanding of these histiocytic disorders, now considered as infl ammatory myeloid neoplasia. Subsequently, the discovery of activating mutations in other kinases of the MAPKinase pathway (i.e. MAP2K1) has confi rmed the universal involvement of this pathway in LCH and ECD. The driver status of these mutations has been confi rmed by the effi cacy of targeted therapies. Thus, the emergence of targeted therapies is a rapidly expanding fi eld in histiocytosis. Moreover, the BRAF^V600E mutation status represents a prognostic marker in children with LCH. Also, BRAF^V600E detection in cell-free DNA and/or in blood circulating cells and in medullary precursors may represent a relevant biomarker in LCH and ECD.

Keywords: Langerhans cell histiocytosis – Erdheim-Chester disease – BRAF ^V600E – Biomarkers – Targeted therapy.

L

Les raisons de cette accumulation anormale d’histio- cytes, en dehors des groupes “M” (néoplasie maligne) et

“H” (défaut de lymphocytotoxicité), étaient inconnues.

Depuis peu, grâce aux progrès du séquençage géno-

mique, les histiocytoses du groupe “L” (HCL et MEC) sont considérées comme des néoplasies myéloïdes infl am- matoires depuis la découverte de mutations somatiques récurrentes dans la voie des MAP-kinases, en particulier BRAF ^V600E (2) . Outre l’off re d’une classifi cation molécu- laire de ces pathologies, ces nouvelles connaissances ont ouvert la voie à des applications dans la prise en charge des patients atteints d’HCL et de MEC.

L’histiocytose langerhansienne

Présentation clinique

L’HCL est la plus fréquente des histiocytoses, avec une prédominance pédiatrique : l’ incidence annuelle, chez les enfants, est d’environ 5 cas sur 1million d’individus, et, chez les adultes, de 1 cas sur 1 million d’individus.

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Son diagnostic repose sur la mise en évidence, dans un tissu, d’histiocytes pathologiques ayant les caractéristiques immunophénotypiques des cellules de Langerhans par l’expression de CD1a+ et de la langérine CD207+, au sein d’un infi ltrat infl ammatoire polymorphe. Tous les tissus ou organes peuvent être atteints avec, par ordre de fréquence, l’os (80 % des cas), la peau (33 %) et l’hypo physe (25 %). Les atteintes pulmonaires touchent principalement l’adulte jeune et fumeur. Les atteintes combinées de la rate, du foie et hématologiques (défi nis comme les “organes à risque”

[OR]) concernent essentiellement le jeune nourrisson, sous une présentation clinique très sévère anciennement dénommée “maladie de Letterer-Siwe”. Enfi n, les atteintes du système nerveux central se retrouvent dans 2 à 4 % des cas, pour moitié tumorales et l’autre moitié neurodégéné- ratives. Cette dernière atteinte ainsi que l’atteinte hypo- physaire, qui entraîne des insuffi sances endocriniennes (diabète insipide principalement), sont responsables de séquelles permanentes qui touchent près de 25 % des patients. La figure 1 illustre différentes présentations clinico radiologiques d’HCL pouvant être rencontrées.

La classifi cation pronostique des patients est fondée sur l’extension de la maladie :

✓ HCL monosystémique ou simple système (SS) en cas d’atteinte d’un seul organe sans atteinte pulmonaire ni des OR ;

✓ HCL multisystémique (MS) OR– en cas d’atteinte de plusieurs organes ou systèmes sans atteinte des poumons ni des OR ;

✓ HCL poumon+ en cas d’atteinte pulmonaire mais sans atteinte des OR ;

✓ HCL MS OR+ en cas d’atteinte d’au moins 1 OR.

Prise en charge thérapeutique

Les décisions thérapeutiques sont prises après réali- sation d’un bilan d’évaluation initial systématique qui comporte un bilan sanguin, une radiographie du thorax et du squelette entier et une échographie abdomi- nale (3, 4) . D’autres examens peuvent être indiqués en cas de points d’appel clinique. Près de la moitié des cas ne nécessitent pas de traitement par chimiothérapie systémique. Dans ces situations, un traitement local peut être proposé pour réduire les symptômes et favo- riser l’autorégression de la maladie.

En pédiatrie, un traitement par chimiothérapie systé- mique est indiqué pour les HCL SS restant sympto- matiques malgré un traitement local ou symptomatique bien conduit, ou générant une menace fonctionnelle ou vitale, et pour la plupart des formes MS. Le traitement systémique de première ligne de référence repose sur l’association vinblastine/corticoïdes (3) . Ce traitement est globalement bien toléré chez l’enfant et permet

Figure 1. Présentations clinicoradiologiques de l’histiocytose langerhansienne. A) Lésion lytique osseuse de la voûte du crâne.

B) Atteinte cutanée squamocroûteuse du cuir chevelu. C) IRM d’une atteinte hypophysaire tumorale, en pondération T1 avant et après injection de gadolinium. D) Scanner pulmonaire montrant des atteintes kystiques sévères.

A B

C D

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. VI - n° 2 - avril-mai-juin 2017 59 cumulée à 5 ans). En cas de non-réponse, les options

thérapeutiques reposent sur le 2-chloro déoxy adéno- sine (2-CDA) pour les HCL MS OR–, et sur l’association 2-CDA/aracytine pour les HCL MS OR+. Le 2-CDA en monothérapie est globalement bien toléré en dehors d’un défi cit immunitaire induit profond nécessitant sou- vent des perfusions d’immunoglobulines substitutives, et le taux de réponse rapporté est de 62 % pour les HCL MS OR–. En revanche, l’association 2-CDA/aracytine, bien qu’effi cace avec un taux de réponse rapporté de 92 %, est très toxique, nécessitant une hospitalisation de plusieurs mois en secteur protégé. Dans des situations réfractaires, la greff e de moelle osseuse allogénique est parfois proposée. Ces thérapies intensives, bien que très toxiques, ont ainsi permis de réduire considéra- blement le taux de mortalité qui est actuellement de 1,3 % à 10 ans (5) .

La maladie d’Erdheim-Chester

La MEC est caractérisée par l’infi ltration xanthogranulo- mateuse des tissus par des histiocytes pathologiques CD68+ CD163+ CD1a– CD207– dits “spumeux” ou “char- gés de lipides”, associés à de la fi brose. Comme dans l’HCL, tous les tissus ou organes peuvent être atteints, avec une prédominance pour les os longs, le rétropéri- toine et le système cardiovasculaire, mais aussi la peau (xanthélasmas), l’hypophyse, le système nerveux central et les poumons. Cette pathologie rare a une prédomi- nance masculine (75 % des cas), et l’âge moyen lors de son diagnostic est d’environ 56 ans (6) . Les atteintes pédiatriques sont très rares. Le TEP scan au 18-FDG est actuellement considéré comme l’examen le plus informatif pour évaluer l’activité de la MEC au diagnostic et durant le suivi. Le traitement de première ligne est en général l’interféron alfa (IFNα). En cas d’échec, avant l’utilisation des thérapies ciblées, l’effi cacité d’autres traitements (anakinra, 2-CDA, infl iximab, association sirolimus-prednisone) a parfois été rapportée mais sur de petites séries de patients adultes (6) . La MEC peut parfois s’associer chez un même patient à une HCL, d’où un tableau d’histiocytose mixte.

Données moléculaires dans l’HCL et la MEC

Du fait de l’hétérogénéité cellulaire et de la faible proportion des histiocytes pathologiques au sein des

classiques. L’identifi cation de la mutation somatique oncogénique récurrente BRAF ^V600E , tout d’abord en 2010 dans l’HCL (2), puis en 2012 dans la MEC (7), a ouvert la voie des explorations moléculaires dans les histio cytoses.

Cette mutation entraîne une activation constitutive de la voie de signalisation cellulaire des MAP-kinases RAS- RAF-MEK-ERK, qui transmet les signaux extracellulaires de croissance à partir de la membrane cytoplasmique vers le noyau. Pour ces 2 pathologies, BRAF ^V600E est res- ponsable de l’activation constitutive de cette voie dans un peu plus de la moitié des cas. En revanche, les autres histiocytoses (xanthogranulomes cutanés et maladie de Rosai-Dorfman) ne présentaient pas de mutations récurrentes, en particulier sur BRAF (7).

D’autres mutations activatrices récurrentes ont été trou- vées dans cette voie de signalisation au moyen d’un séquençage massif parallèle. Dans l’HCL, des mutations récurrentes du gène MAP2K1 (réparties dans les exons 2 et 3) ont ainsi été rapportées dans 10 à 20 % des cas. Plus récemment, des délétions au niveau de la boucle β3-αC du domaine kinase de BRAF ont été rapportées dans 1/4 des cas d’HCL qui n’étaient mutés ni pour BRAF ^V600E , ni pour MAP2K1 . Des mutations oncogéniques activatrices ont été identifi ées sur des cas isolés, telles la fusion FAM73A-BRAF (8) , une mutation de MAP3K1 (9) , une mutation de ARAF (10) et, enfi n, dans la voie PIK3-AKT, une mutation PIK3CA ^E542K (11) . Il faut enfi n noter que, spécifi quement dans les localisations d’HCL pulmo- naire de l’adulte fumeur, des mutations NRAS ^Q61R/K ont été rapportées dans la moitié de ces cas, pouvant être associées ou non à la mutation BRAF ^V600E . À ce jour, on peut estimer que, pour près de 20 % des HCL, aucune mutation somatique n’est identifi ée (fi gure 2A, p. 60) . Dans la MEC ont été récemment rapportées des muta- tions récurrentes de MAP2K1 (réparties dans les exons 2 et 3) et de NRAS dans la voie des MAP-kinases, et de PIK3CA dans la voie PIK3-AKT (fi gure 2B, p. 60) [12, 13] . Pour 2 cas, la fusion KIF5B-ALK a été mise en évidence, entraînant une activation des voies ALK, MAP-kinases, STAT3, et PI3K-AKT (13) . Il faut signaler également que les analyses par séquençage massif parallèle, qui génèrent de très nombreuses données, ont détecté des variants somatiques de signifi cation inconnue, en particulier sur ARAF dans la MEC. Toutefois, à ce stade, en l’absence d’analyse fonctionnelle, ces données doivent être considérées comme préliminaires.

À ce jour, il en ressort que ces 2 pathologies sont por- teuses de mutations de la voie des MAP-kinases identi- fi ées dans plus des 3/4 des cas. BRAF ^V600E est majoritaire,

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mais n’est pas unique . La voie PIK3-AKT est parfois acti- vée, en particulier dans la MEC, et dans les cas où elle est impliquée, elle n’est pas exclusive de l’activation de la voie des MAP-kinases.

Intérêt clinique des données moléculaires dans l’histiocytose à cellules de Langerhans

et la maladie d’Erdheim-Chester

Biomarqueur pronostique

Dans l’HCL, l’étude de la corrélation entre génotype BRAF ^V600E et phénotype s’est tout d’abord heurtée à la petite taille des échantillons examinés au regard de la grande diversité clinique de cette maladie. Également, une technique de détection de la mutation sensible et spécifi que est nécessaire, du fait du faible pourcentage d’histiocytes tumoraux au sein des lésions. Le marquage par immuno histochimie (anticorps VE1) ou le séquen- çage Sanger étant associé, dans ces pathologies, à un taux élevé de faux négatifs ou de résultats non conclusifs, l’utilisation de techniques plus sensibles est nécessaire, tels le pyroséquençage ou l’allélo typage par polymerase chain reaction (PCR) en temps réel jusqu’à une infi ltration de plus de 10 % en histiocytes tumoraux, ou encore la PCR digitale en gouttelettes en deçà. Ainsi, suivant un protocole strict de détection de la mutation BRAF^V600E

pour 315 cas pédiatriques d’HCL, nous avons pu mettre en évidence un impact pronostique signifi catif : la muta- tion BRAF ^V600E , retrouvée dans 87,8 % des cas de forme MS OR+, était associée à ces dernières . Comparativement aux patients non mutés pour BRAF ^V600E ,les patients avec la mutation BRAF ^V600E présentaient un taux de résistance plus élevé à la chimiothérapie de première ligne par vinblastine/corticoïdes (21,9 contre 3,3 %), un taux plus élevé de réactivation à 5 ans (42,8 contre 28,1 %) et un taux de séquelles supérieur (27,9 contre 12,6 %) [14] . Ainsi, le statut moléculaire BRAF ^V600E dans l’HCLrepré- sente un nouveau facteur pronostique que les protocoles thérapeutiques à venir devront intégrer.

En revanche, dans la MEC, la seule étude de corrélation (sur 46 patients) n’a pas montré de corrélations entre le génotype et le phénotype .

Thérapie ciblée

Bien que le rôle pilote de la mutation BRAF^V600E dans l’HCL et la MEC ne soit pas totalement établi en 2012, la disponibilité d’inhibiteurs de BRAF tel le vémura- fénib, autorisé pour le traitement des mélanomes méta- statiques, a conduit à l’ouverture de phases pilotes dans ces 2 pathologies. Le traitement n’était bien sûr proposé qu’à des patients atteints de forme réfractaire aux trai- tements de référence et dont le pronostic vital était engagé à court terme. Tout d’abord dans la MEC, 3 pre- miers patients ont montré une remarquable réponse Figure 2. Spectre mutationnel dans l’ histiocytose à cellules de Langerhans et la maladie d’Erdheim-Chester.

NRAS

uniquement dans HCL pulmonaire de l’adulte fumeur

PIK3CA*

PIK3CA BRAF^V600E

MAP2K1 MAP2K1 BRAF^V600E

?

?

MAP3K1*

ARAF*

Fusion FAM73A-BRAF*

Délétions boucle β3-αC de BRAF

* Mutation rapportée sur un seul cas (non récurrente).

Histiocytose langerhansienne

Fusion KIF5B-ALK B

A

Maladie d’Erdheim-Chester NRAS

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. VI - n° 2 - avril-mai-juin 2017 61 Dans l’HCL, la première utilisation chez un nourrisson de

8 mois atteint d’une forme réfractaire MS RO+ a égale- ment montré une effi cacité remarquable et rapide (17).

Cette effi cacité est à ce jour confi rmée dans les HCL actives réfractaires sur la base des données relatives à 17 cas européens traités (18) . Toutefois, à l’arrêt du traitement, une récidive était constatée dans de nombreux cas. Cela illustre que des études sont encore nécessaires pour déter- miner le meilleur schéma thérapeutique d’utilisation des inhibiteurs de BRAF dans les histio cytoses. La tolérance est également à surveiller de près, en particulier chez l’enfant pour lequel aucune donnée à long terme n’est disponible quant à l’utilisation des inhibiteurs de BRAF.

Par ailleurs, la description d’autres mutations dans la voie des MAP-kinases (MAP2K1, NRAS) , mais également de mutations de BRAF non sensibles aux inhibiteurs de BRAF de première génération (délétions boucle β3-αC de BRAF, gène de fusion impliquant BRAF ) impliquent que ces cas peuvent bénéfi cier d’une thérapie ciblée par inhibiteurs de MEK. Également, comme rapporté dans le mélanome, les bénéfi ces éventuels d’un traitement combiné (inhibiteur de MEK et inhibiteur de BRAF) dans les histiocytoses sont à déterminer.

Biomarqueur sanguin

Chez les patients atteints de diverses tumeurs solides, l’ADN libre circulant (ADNlc) dans le sang périphérique contient de l’ADN génomique issu de la tumeur. Celui-ci est utilisable au diagnostic

pour BRAF , 2 études ont montré la faisabilité de la détection de l’allèle BRAF ^V600E dans une cohorte d’adultes atteints de MEC (19) et chez 3 adultes avec une HCL MS OR+ (20) . Notre groupe vient récemment de soumettre à publication les résultats d’une étude montrant la pertinence de la quantification de BRAF ^V600E dans l’ADNlc par PCR digitale en gouttelette, en tant que biomarqueur de suivi des HCL mutées BRAF ^V600E , particulièrement pour les HCL MS RO+ ou RO− réfractaires au traitement de première ligne. La mutation BRAF ^V600E a off ert également une meilleure connaissance de l’étendue des cellules portant cette altération génomique dans les formes BRAF ^V600E mutées d’HCL et de MEC, permettant de détecter celle-ci parmi des cellules sanguines circulantes, voire des cellules souches médullaires phénotypiquement normales.

Ces études représentent ainsi l’opportunité de mieux comprendre la physiopathologie de ces histiocytoses, et d’aboutir également à des facteurs pronostiques fondés sur le statut mutationnel de précurseurs myéloïdes, comme suggéré par l’étude de Berres et al. (21) . ■

R e m e r c i e m e n t s

Les auteurs remercient l’association Histiocytose France pour son soutien, ainsi que l’association Recherche des maladies hémato- logiques de l’enfant, l’association Les 111 des Arts de Paris, l’associa- tion La Petite Maison dans la prairie, l’Association pour la recherche et l’enseignement en pathologie (AREP), la Société française de lutte contre les cancers de l’enfant et de l’adolescent, et la Fédération enfants et santé.

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R é f é r e n c e s

S. Héritier et les coauteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts.