Gliomes diffus de l'adulte

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. V - n° 1 - janvier-février-mars 2016 8

Gliomes diffus de l’adulte

Adult diffuse gliomas

Franck Bielle*, Dominique Figarella-Branger**, Karima Mokhtari*

* Département de  neuropathologie Raymond-Escourolle, hôpitaux universitaires Pitié-Salpêtrière- Charles-Foix, Paris ; Institut du  cerveau et de la moelle épinière, UPMC-

Sorbonne Universités, Paris.

** Aix-Marseille Université, Inserm, CRO2- UMR_S 911, Marseille ;

service d’anatomie pathologique et de neuropathologie,

AP-HM, hôpital de la Timone, Marseille.

RÉSUMÉ Summary

» Les gliomes diff us de l’adulte présentent une grande hétérogénéité pronostique. La prochaine classifi cation de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) paraîtra cette année . Elle adoptera un nouveau principe, “le diagnostic intégré”, combinant histologie et biologie moléculaire pour définir des entités avec une meilleure valeur pronostique et prédictive. Les altérations génétiques permettant cette classifi cation sont les mutations des gènes IDH et la codélétion 1p/19q. La présence d’une perte d’expression d’ATRX dans les gliomes IDH muté, mutuellement exclusive de la codélétion 1p/19q, est un témoin indirect du statut 1p/19q. La mutation K27M des histones caractérise certains gliomes de la ligne médiane, et le gain du 7p associé à la perte du 10q est un marqueur des glioblastomes IDH non muté. L’histologie et l’utilisation hiérarchisée des marqueurs moléculaires devraient permettre de conclure à un “diagnostic intégré”

dans la majeure partie des cas.

Mots-clés : Gliomes diff us – Adulte – Classifi cation OMS 2016 – IDH1 – Codélétion 1p/19q.

Adult diff use gliomas present a wide prognostic heterogeneity.

The next update of WHO classifi cation will be published in 2016. It will be based on the new principle of “integrated diagnosis” combining histology and molecular biology to defi ne entities with a better prognostic and predictive value. Genetic alterations critical for the classifi cation are IDH mutation, 1p/19q codeletion and histone mutation.

Loss of ATRX expression in IDH mutated gliomas is predictive of intact 1p/19q status. Combined 7p gain and 10q loss are surrogate markers of glioblastoma IDH wild type. Histology and hierarchical use of molecular markers allow achieving an “integrated diagnosis” in most cases.

Keywords: Diff use glioma – Adult – WHO 2016 classifi cation – IDH1 – 1p/19q co-deletion.

L

En dépit des traitements complémentaires par radiothérapie et chimiothérapie, ces tumeurs restent d’évolution fatale, mais avec une grande hétérogénéité pronostique, y compris au sein d’un même grade histo- logique de la classifi cation OMS 2007. Celle-ci est fondée sur la ressemblance morphologique des cellules tumorales avec les lignages normaux pour défi nir des astrocytomes, oligodendrogliomes, oligoastrocytomes et glioblastomes.

L’identifi cation d’altérations génétiques et épigéné- tiques impliquées dans l’oncogenèse des gliomes diff us permet une nouvelle classifi cation à la fois histologique et moléculaire, appelée le “diagnostic intégré”, qui sera le principe de la prochaine classifi cation OMS de 2016.

Celle-ci permettra de défi nir des groupes tumoraux plus homogènes en termes de pronostic et de réponse au traitement et d’améliorer la prise en charge des patients (1, 2) . Les altérations génétiques essentielles pour cette classifi cation seront d’abord présentées sépa- rément, puis leur association dans des voies moléculaires (tableau) et leur utilisation pour le diagnostic intégré.

Principales altérations moléculaires des gliomes diff us de l’adulte

Les mutations des gènes IDH1 et IDH2

Les gènes IDH1 et IDH2 codent 2 isoformes d’une enzyme isocitrate déshydrogénase permettant la décarboxylation de l’isocitrate en α-kétoglutarate. Les mutations récurrentes rapportées dans les gliomes touchent le codon R132 pour IDH1 et R172 pour IDH2, aff ectent un seul allèle, sont mutuellement exclusives et induisent l’accumulation d’un métabolite, le 2-hydroxy- glutarate. Elles sont associées à une hyperméthylation de l’ADN appelée “phénotype méthylateur des îlots CpG” (C-GIMP) qui inhiberait la diff érenciation cellulaire.

Les gliomes mutés pour IDH1 ou IDH2 sont regroupés ensemble dans un groupe “mutés IDH” . Les mutations IDH sont très fréquentes dans les gliomes infi ltrants de grade II (87 %) ou III (83 %), et les glioblastomes secon- daires (85 %), qui en dérivent (3) . Quatre-vingt-quatorze pour cent des mutations IDH sont des mutations d’ IDH1 ; 90 % des mutations d’ IDH1 sont de type R132H et sont reconnues par immunomarquage sur les prélèvements

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1p/19q Codélétion Absence de codélétion

Diagnostic

intégré Oligodendrogliome

IDH muté 1p/19q codélété

Astrocytome ou glioblastome

IDH muté

Glioblastome

IDH wildtype Astrocytome

IDH wild type Gliome

H3-K27M muté Gliome H3-G34R/V muté

Promoteur de TERT muté (%) 95-100 1 70-80 0

ATRX muté (%) 0-5 80-97 2 20-40 20 80

Promoteur de MGTM méthylé (%) 90-100 70-86 20-40 3

G-CIMP (%) 98 98 20-40

Altérations caractéristiques (%) CIC : 40-70

FUBP1 : 15-30 P53 : 99 7p+/10q– : 80

EGFR amplifi é : 40 7p+/10q– : 0

EGFR amplifi é : 0 P53 : 70 P53 : 100

Chimiosensibilité PCV Élevée Modérée Nulle

Médiane de survie grade III (ans) > 12 (avec PCV) 5,2 (avec PCV) 1,6

fi xés en formol et inclus en paraffi ne (FFPE) [4] . La pré- sence d’une mutation IDH est un facteur de bon pro- nostic dans les gliomes de grade II, III et IV (5) , bien que non retrouvé par tous les auteurs.

La codélétion 1p/19q

La codélétion 1p/19q correspond à la perte complète du 1p et 19q secondaire à une translocation (1;19) (q10;p10), alors qu’une perte partielle n’est pas signi- fi cative. Elle est associée à un meilleur pronostic en valeur intrinsèque et à une meilleure réponse à la chimiothérapie pour les grades II et III (6) . Les gliomes codélétés 1p/19q expriment la signature proneurale et des marqueurs neuronaux comme l’internexine α (7) . Ils présentent des mutations fréquentes et non exclu- sives des gènes CIC (40-70 %) et FUBP1 (15-30 %) situés respectivement en 19q et 1p. Ces mutations et la codé- létion 1p/19q inactivent les 2 allèles de CIC ou FUBP1 . CIC (homolog of Drosophila capicua) est un antagoniste de la voie des récepteurs tyrosine kinase. FUBP1 (Far Upstream element Binding Protein 1) est un inhibiteur de l’oncogène MYC .

L’échappement à la sénescence réplicative : les mutations d’ATRX et du promoteur de TERT Le raccourcissement des télomères à chaque division cellulaire aboutit à la sénescence réplicative. Les cellules tumorales maintiennent anormalement la longueur de leurs télomères, permettant ainsi une prolifération illi- mitée. Deux mécanismes diff érents sont impliqués dans les gliomes diff us et s’excluent mutuellement : les muta- tions du promoteur de TERT et les mutations d’ ATRX (8) .

L’enzyme TERT appartient au complexe télomérase assu- rant l’extension des télomères. Deux mutations ponc- tuelles récurrentes du promoteur de TERT sont décrites (C228T et C250T) et augmentent l’expression de TERT, conduisant au maintien anormal des télomères.

La protéine ATRX ( Alpha-Thalassemia/mental Retardation syndrome X-linked ) appartient à un complexe multi- protéique impliqué dans la maintenance des télo- mères. Des mutations d’ ATRX ont été mises en évidence dans les gliomes diff us et s’associent à un phénotype

“allongement alternatif des télomères”, diff érent de celui des tumeurs mutées pour le promoteur de TERT . L’expression d’ATRX est ubiquitaire dans les cellules normales. La perte d’immunomarquage ATRX dans les cellules tumorales permet de détecter la mutation avec une sensibilité de 81 %.

Les altérations des glioblastomes, IDH wild type Les altérations génétiques les plus caractéristiques du glioblastome, IDH wild type sont l’association d’un gain du 7p et d'une perte du 10q (80 %), et/ou une amplifi - cation de l’ EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor) . La signifi cation biologique en est partiellement comprise.

La perte du 10q correspond à une perte d’hétérozygotie du gène suppresseur de tumeur PTEN . Le gain du 7p pourrait augmenter l’expression d’oncogènes comme EGFR ou PDGFA (Platelet-Derived Growth Factor Alpha) [9] . EGFR est altéré dans 45 % des glioblastomes, IDH wild type sous la forme d’une amplifi cation (40 %) et/ ou d’une mutation qualitative (20 %) [10] , avec un pou- voir oncogénique connu. Les altérations génétiques des glioblastomes, IDH wild type sont cependant très

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hétérogènes. Elles aff ectent préférentiellement 3 voies : récepteur tyrosine kinase/Ras/PI(3)K (88 %), p53 (87 %) et rétinoblastome (77 %) [10] . L’investigation de cette diversité moléculaire n’a pas pour l’instant d’implication pratique pour le patient hormis le dépistage d’altéra- tions oncogéniques dans le cadre d’essais de thérapies ciblées : BRAF V600E , MET , fusion FGFR3-TACC3 , ampli- fi cation de MDM2 . La mutation de BRAF V600E est rare dans les glioblastomes, IDH wild type, mais fréquente (54 %) dans le glioblastome épithélioïde : il s’agit d’un variant histologique nouvellement identifi é, d’aspect assez bien limité, composé de cellules cohésives au cytoplasme globuleux éosinophile sans prolongement fi brillaire et CD34+.

Méthylation du promoteur de MGMT

La O(6)-méthylguanine-ADN méthyltransférase (MGMT) est une enzyme qui répare les modifi cations O6-méthylguanine de l’ADN en guanine. Elle protège la cellule tumorale contre les dommages cytotoxiques des chimiothérapies alkylantes, comme le témozolomide.

La méthylation du promoteur de MGMT conduit à une diminution de l’expression de MGMT et de la réparation des lésions induites par le témozolomide. Le phénotype C-GIMP est toujours (96 %) associé à un statut MGMT méthylé, mais il existe aussi des tumeurs G-CIMP néga- tives avec un statut MGMT méthylé (11) . Ce statut est un marqueur prédictif d’une meilleure réponse aux agents alkylants et un marqueur pronostique favorable indépendant dans les glioblastomes (9) . Il peut être déterminé par plusieurs méthodes : PCR, pyroséquen- çage, puce méthylation. Il n’a pas d’intérêt diagnostique.

Les mutations des gènes des histones H3

Des mutations récurrentes (K27M et G34R/V) des gènes H3F3A et HIST1H3B codant respectivement les histones H3.3 et H3.1 ont été identifi ées dans les gliomes diff us pédiatriques (12) . Ces mutations sont plus rares chez l’adulte et observées le plus souvent chez des patients âgés de moins de 50 ans. Elles présentent une ségré- gation anatomique : K27M dans les structures dites

“de la ligne médiane” (le thalamus, le tronc cérébral et la moelle), G34R/V dans les hémisphères cérébraux.

Voies moléculaires de la gliomagenèse

Voies dépendantes de la mutation IDH

La mutation IDH associée à la codélétion 1p/19q défi nit le diagnostic intégré d’ oligodendrogliome IDH muté codélété 1p/19q . La codélétion 1p/19q est toujours associée à une mutation IDH et très souvent à une histo-

logie d’oligodendrogliome. Ces tumeurs sont fréquem- ment mutées pour le promoteur de TERT (de 95 à 100 %), et peuvent être mutées pour CIC et FUBP1 (6, 13, 14) . Le statut MGMT est méthylé (90-100 %) et le phénotype G-CIMP constant (11) . Ces tumeurs ne présentent pas d’amplifi cation de l’ EGFR (5) , et de très rares mutations d’ ATRX (0-5 %).

La mutation IDH sans codélétion 1p/19q associée défi nit le diagnostic intégré d’ astrocytome, IDH muté et de glioblastome, IDH muté . Une majorité de ces tumeurs présente une histologie astrocytaire, une mutation d’ ATRX (80-97 %) et de p53 (94-100 %) [13, 14] . En pratique courante, l’extinction nucléaire d’ATRX permet d’en faire le diagnostic (2) . Le statut MGMT est souvent méthylé. Ces tumeurs présentent exceptionnel- lement une amplifi cation de l’ EGFR , et pas de mutation du promoteur de TERT . Le glioblastome, IDH muté correspond soit à un glioblastome secondaire résul- tant de la progression tumorale d’un astrocytome, IDH muté , soit à un glioblastome primaire du sujet jeune (moins de 55 ans).

La voie IDH wild type

Cette voie est caractérisée par l’absence de mutation d’ IDH et de mutation des histones H3 . Les tumeurs de cette voie ont le plus souvent une histologie de glioblastome aboutissant au diagnostic intégré de glioblastome, IDH wild type . Soixante-dix à 80 % de ces tumeurs présentent une mutation du promoteur de TERT associée à un moins bon pronostic. Une minorité de cas présente un statut MGMT méthylé (20-40 %), une perte d’ATRX (2 %), une mutation de p53 (20-40 %) [9, 10] . Dans les cas où l’aspect histologique est suffi sam- ment caractéristique d’un glioblastome (prolifération microvasculaire et/ou nécrose), le gain du 7p, la perte du 10q et/ou une amplifi cation de l’ EGFR ne sont pas nécessaires au diagnostic intégré de glioblastome, IDH wild type . Cependant, ces altérations sont utiles pour classer les tumeurs IDH wild type avec une histologie d’astrocytome (fi gure 1) . En eff et, dans cette situation, la mise en évidence d’un gain du 7p et de la perte du 10q et/ou une amplifi cation de l’ EGFR permettent de considérer ces cas discordants comme des glioblas- tomes, IDH wild type avec une médiane de survie de 19 mois, proche de celle des glioblastomes. La discor- dance histomoléculaire a 2 explications apportées par une confrontation radio-histomoléculaire : une biopsie en périphérie du glioblastome ou un glioblastome à un stade débutant préangiogénique et prénécrotique.

Finalement, en l’absence des altérations du glioblas- tome, il existe de rares astrocytomes, IDH wild type de grade II et III qui présentent une médiane de survie

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. V - n° 1 - janvier-février-mars 2016 11 Figure 1. Un exemple de diagnostic intégré.

Cas d’une patiente âgée de 57 ans chez laquelle une crise d’épilepsie a révélé une lésion temporale droite en hypersignal FLAIR sans rehaussement par le gadolinium. Malgré un aspect histologique d’astrocytome anaplasique, le diagnostic intégré est celui de glioblastome, IDH wild type, car ce gliome diff us possède les altérations génétiques caractéristiques de cette voie moléculaire.

• Histologie : astrocytome anaplasique

• IHC : IDH1 R132H-, ATRX maintenu

• Données moléculaires : – IDH1 R132 et IDH2 R172 wild type – gain du 7p, perte du 10q – amplification de l’EGFR

• Diagnostic intégré : glioblastome, IDH wild type Gain du 7 Perte du 10

de 54 mois. Avant de conclure à ce diagnostic, une relec- ture histologique est conseillée pour écarter un diag- nostic de tumeur circonscrite de type gangliogliome.

La voie des mutations des histones H3

Les gliomes diff us, mutés histone H3 sont observés chez l’adulte jeune et ont le plus souvent une histologie d’astrocytome anaplasique ou de glioblastome. Les mutations des histones H3 et les mutations IDH sont mutuellement excluvives. Les mutations des histones H3 sont associées à un profi l d’hypo méthylation (12) . Les gliomes diff us de la ligne médiane mutés H3-K27M sont Olig2 positif, mutés p53 (70 %) et perdent, pour une minorité, l’immunomarquage d’ATRX (20 %). La protéine mutée H3.3-K27M peut être reconnue par un anticorps sur tissu FFPE. Les gliomes diff us, histone mutés G34R/V sont Olig2 négatif, mutés p53 (100 %) et perdent souvent l’immuno marquage d’ATRX (80 %).

Le “diagnostic intégré” en pratique

La première étape du “diagnostic intégré” est le dia- gnostic histologique de gliome diff us en connaissant le contexte clinique (âge, localisation anatomique, aspect radiologique). Le pathologiste confronte ensuite :

✓ des données histologiques (aspect d’oligodendro- gliome/astrocytome/glioblastome) ;

✓ des données immunohistochimiques pour l’identifi - cation directe de mutations ( IDH1 R132H, H3.3 K27M) ou des immunomarquages prédictifs du statut mutationnel de certains gènes clés (ATRX, p53) ;

✓ la détection d’altérations génétiques idéalement par CGH array ou SNP array ou, à défaut, par technique FISH (Fluorescent In Situ Hybridization) [codélétion 1p/19q, gain du 7p, perte du 10q, amplifi cation de l’ EGFR ], par séquençage (mutations minoritaires des gènes IDH , mutation K27M et G34R/V des histones H3.1 et H3.3 , mutation du promoteur de TERT ).

Le pathologiste classe le gliome diff us dans une voie moléculaire définie par la classification OMS 2016, et analyse le grade en rapport avec les critères histo- pronostiques propres à cette voie moléculaire. Dans cette nouvelle approche, le diagnostic de gliome mixte ne doit plus être fait, ces gliomes pouvant être classés soit en astrocytomes IDH muté, soit en oligodendrogliomes IDH muté 1p/19q codélétés (15) . Cependant, les critères du grade et leur valeur pronostique dans chaque voie moléculaire ne sont pas établis. Le pathologiste peut ainsi conclure au “diagnostic intégré”. L’analyse systématique de tous les marqueurs moléculaires n’est pas applicable en pratique à tous les gliomes diff us. Nous proposons un

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Figure 2. Exemple d’algorithme diagnostique pour le diagnostic intégré.

L’utilisation de marqueurs immunohistochimiques en première intention permet de réduire le délai diagnostique et le nombre de gliomes diff us nécessitant des analyses en biologie moléculaire.

+ +

+ +

+

Histologie : oligodendrogliome, astrocytome, glioblastome Clinique, histologie

Hybridation in situ ou biologie moléculaire Biologie moléculaire

IHC IDH1 R132H

• Astrocytome, IDH wild type

• Oligodendrogliome, NOS, autres

Non

Non

Âge > 55 ans et histologie : GMB

Oui Oui

Séquençage IDH1/2 IHC ATRX

Maintenu Perdu Codélétion

1p/19q

Oligodendrogliome IDH muté 1p/19q codélété

Histo. II-III

Histo. II-III Histo. IV

Histo. IV ATRX perdu ou ligne

médiane

Astrocytome, IDH muté

GBM, mutéIDH

GBM, NOS IHC H3-K27M Séquençage histone H3

GBM, IDH wild type

Gliome mutéH3 7p/10q

EGFR amplifié

GBM : glioblastome.

algorithme pour hiérarchiser ces marqueurs sur la base de données épidémiologiques et des propriétés d’as- sociation et d’exclusion entre ces marqueurs (fi gure 2) . Cependant, cet algorithme est moins performant que l’analyse systématique des marqueurs moléculaires et ne résout pas des cas plus rares ou discordants qui nécessitent une analyse moléculaire plus exhaustive ainsi qu’une relecture histologique dans le cadre du RENOP (Réseau de neuro-oncologie pathologique). De plus, les critères exacts du “diagnostic intégré” ne seront établis qu’avec la publication de la classifi cation OMS 2016.

Conclusion

Le “diagnostic intégré” des gliomes diff us permet d’iden- tifi er des groupes de meilleure valeur pronostique et prédictive et d’améliorer la prise en charge des patients et la pertinence des essais thérapeutiques. Certaines tumeurs plus rares ou dont l’analyse moléculaire n’est pas possible ou encore est incomplète ou enfi n discor- dante ne pourront cependant pas être classées. Elles seront désignées par leur histologie et la mention “NOS”

(Not Otherwise Specifi ed) . ■

Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d'intérêts

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