Biomarqueurs Tissulaires et Profils Métaboliques des Carcinomes Hépato-Cellulaires développés sur Pathologie Hépatique sous-jacente Non Cirrhotique : Analyse en Spectroscopie par 1 H-RMN

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Biomarqueurs Tissulaires et Profils Métaboliques des

Carcinomes Hépato-Cellulaires développés sur

Pathologie Hépatique sous-jacente Non Cirrhotique :

Analyse en Spectroscopie par 1 H-RMN

Camille Teilhet, D. Morvan, J. Joubert Zakeyh, P. Dechelotte, D. Pezet, E.

Buc, B. Pereira, A..S. Biesse, G. Lamblin, S. Massoulier, et al.

To cite this version:

Camille Teilhet, D. Morvan, J. Joubert Zakeyh, P. Dechelotte, D. Pezet, et al.. Biomarqueurs

Tissu-laires et Profils Métaboliques des Carcinomes Hépato-CelluTissu-laires développés sur Pathologie Hépatique

sous-jacente Non Cirrhotique : Analyse en Spectroscopie par 1 H-RMN. 6. Journée scientifique du

CNRH Auvergne, Centre de Recherche en Nutrition Humaine (CRNH). FRA., Nov 2013, Clermont

-Ferrand, France. �hal-02749933�

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20/11/2013

1 Biomarqueurs Tissulaires et Profils Métaboliques des

Carcinomes Hépato-Cellulaires développés sur Pathologie

Hépatique sous-jacente Non Cirrhotique :

Analyse en Spectroscopie par

1 _H-RMN.

Biomarqueurs Tissulaires et Profils Métaboliques des

Carcinomes Hépato-Cellulaires développés sur Pathologie

Hépatique sous-jacente Non Cirrhotique :

Analyse en Spectroscopie par

1 _H-RMN.

C. Teilhet(1,2), D. Morvan(3), J. Joubert Zakeyh(4), P. Dechelotte(4), D. Pezet(1), E. Buc(1), B. Pereira(5), A.-S. Biesse(6), G. Lamblin(1), S. Massoulier(1), M. Peoc‘h(7),

J. Porcheron(8), M.-P. Vasson(2), A. Demidem(2), A. Abergel(1).

(1)Pôle Médico-Chirurgical digestif, CHU Estaing, Clermont-Ferrand; (2)Equipe ECREIN, UMR 10-19, INRA-Université d’Auvergne, Clermont-Ferrand; (3)Laboratoire de Biophysique et du Traitement de l’Image, Université

D’auvergne, Clermont-Ferrand; (4)Service d’anatomo-pathologie, CHU Estaing, Clermont-Ferrand; (5)Service de Biostatistiques, Délégation Recherche Clinique & Innovation, CHU Clermont-Ferrand; (6)Service

RMN-UBP-START, Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand; (7)Service d’anatomo-pathologie, CHU Saint-Etienne; (8)Chirurgie digestive, CHU Saint-Etienne.

INTRODUCTION

Le Carcinome Hépato-Cellulaire (CHC) est la troisième cause de mortalité par cancer dans le monde. Le CHC développé sur stéatopathies non alcooliques (Non

Alcoholic Fatty Liver Disease ou NAFLD) survient dans 40% des cas en l'absence de cirrhose et échappe donc au dépistage systématique. En conséquence, il est

essentiel de découvrir de nouveaux biomarqueurs du CHC et des pathologies prédisposantes comme la NAFLD et d'améliorer les connaissances sur les relations entre

obésité, insulino-résistance, NAFLD et CHC.

PATIENTS ET MÉTHODES

L'étude a inclus 27 patients candidats à une hépatectomie. L'analyse métabolomique a porté sur 27 paires de tissus hépatiques associant Tissu Tumoral (TT) et Tissu

Non Tumoral (TNT) prélevé à distance de la tumeur. Les extraits tissulaires aqueux et lipidiques ont été analysés en Spectroscopie

1 _{H-RMN à 400 MHz. Les données}

spectrales ont été analysées par des méthodes statistiques multivariées (Analyse en Composante Principale/ACP et Orthogonal Partial Least Statistical Discriminant

Analysis/OPLS-DA) et ont été confrontées aux données histologiques.

RÉSULTATS

[PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] 1,1

S

S--Plot OPLS

Plot OPLS--DA

DA

Glucose

Comparaison des tissus CHC vs Tissus non Tumoraux (TNT)

L’analyse comparative des données spectrales en RMN des extraits aqueux par OPLS-DA

distingue les groupes CHC et TNT. Les métabolites les plus discriminants sont le lactate

pour le groupe CHC et le glucose pour le groupe TNT.

Nos résultats portent sur l'étude des tissus hépatiques des 27 patients présentant respectivement un CHC (n = 24), une Hyperplasie Nodulaire Focale (HNF) (n = 1),

une métastase hépatique de cancer colorectal (n = 2). Les CHC des 24 patients sont associés à une pathologie hépatique sous-jacente évoluée au stade de cirrhose

(n = 7) ou à une pathologie stéatosique non cirrhotique (n = 17).

Comparaison CHC sur tissu cirrhotique versus

CHC sur tissu stéatosique non cirrhotique

200 250

Variation des métabolites lipidiques : CHC sur cirrhose vs CHC sur

tissu non cirrhotique

-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120

V

a

ri

a

ti

o

n

s

e

n

p

o

u

rc

e

n

ta

g

e

Métabolites

Variations des métabolites hydrosolubles quantifiés dans le tissu CHC versus TNT

[PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL]

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PLS-DA Score plot

Tissus

Sains

Tissus

Sains

CHC

TNT

[PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL]

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PLS-DA Loading Plot

GPC

Lactate

Glucose

[PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL]

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[PLAGECELL][PLAGECELL][PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] [PLAGECELL] -1,1 -0,9 -0,7 -0,5 -0,3 -0,1 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 -0,1p [corr 1] -0,08 -0,06 -0,04 -0,02 0 0,02 0,04 0,06 p[1]

Lactate

L'analyse des extraits tissulaires aqueux a permis de montrer que le TT présentait par

rapport au TNT une accumulation de lactate, d'acides aminés (valine, leucine, glutamine,

tyrosine, phénylalanine) et d'ascorbate (test de Wilcoxon, p<0.05) ; une diminution des

taux de glucose, de glycogène et des métabolites du cycle de Krebs tels que le succinate et

le fumarate (p<0.05).

-50 0 50 100 150 200

Chol Total CH3 AG Chol libre Chlo estérifié CH2 AG AG Polyinsaturés PtCho+SM 1 TG AG monoinsaturés -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

Lac Glu Suc Gln GSHCréatine Glx MyoIAscorbatebeta glucose

alpha glucose

glycogène FumarateCHO PC GPC

Variation des métabolites hydrosolubles : CHC sur cirrhose vs CHC

sur tissu non cirrhotique

Processus séquentiel entre tissus sains , tissu stéatosique non cirrhotique et CHC

Les CHC développés sur tissus cirrhotiques (n = 7) présentaient une

augmentation significative du cholestérol total et du cholestérol estérifié et

une baisse significative du taux de glutamine par rapport aux CHC

développés sur tissus non cirrhotiques (n = 14) (p<0.05).

Chez les patients porteurs d'un CHC sur foie non cirrhotique, la PLS a permis de

discriminer 3 groupes et de souligner le gradient de transformation du tissu sain

vers la stéatose et la stéatose vers le CHC. Les tissus sains (tissus "contrôles" des

patients porteurs de métastases et d'HNF) se caractérisent par l'expression de

choline et de glycérophosphocholine, témoin de l'intégrité du métabolisme

phospholipidique membranaire. Les tissus stéatosiques se distinguent par une

accumulation de glucose, signature métabolique d'insulino-résistance. La

deuxième composante est la signature effet Warburg, à savoir l'accumulation

intra-tumorale de lactate associée à un faible taux de glucose.

CONCLUSION

L’ étude met en évidence des biomarqueurs métaboliques spécifiques du CHC en général et du CHC développé sur NAFLD ainsi que le pouvoir discriminant de l’analyse du métabolome

hépatique.

CHC

TNT

Leu=leucine, isoleu=isoleucine, val=valine, HB=hydroxybutyrate, Ala=alanine, Ace=acétate, Glu=glutamate, Suc=succinate, Gln=glutamine,

GSH=glutathion, Cho=choline, Glx=glucose, MyoI=myoinositol, AMP=adénosine mono-phosphate, Tyr=tyrosine, His=histidine,

Phe=phénylalanine, Nicot=nicotinurate, PC=phosphocholine, GPC=glycérophosphocholine.

Analyse univariée

p<0.05, Test de

Wilcoxon

Chol Total=cholestérol total, CH3 AG=groupement CH3 des acides gras, Chol libre= cholestérol libre, Chol estérifié=cholestérol estérifié, CH2 AG=groupement CH2 des acides gras, AG polyinsaturés=acides gras polyinsaturés, PtCho+SM=phosphatidylcholine et sphingomyéline, TG=triglycérides, AG monoinsaturés=acides gras monoinsaturés.

Test de Mann-Whitney ; : p<0.05 Test de Mann-Whitney ; : p<0.05