Tumeurs embryonnaires du système nerveux central : approche génétique

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. V - n° 1 - janvier-février-mars 2016 31

Tumeurs embryonnaires du système nerveux central : approche génétique

Embryonal tumors of central nervous system: a genetic approach

Aurore Siegfried* ^, **, Yvan Nicaise*, Najat Loukh*, Emmanuelle Uro-Coste* ^, **, Marie-Bernadette Delisle*

* Laboratoire universitaire d’anatomie pathologique, CHU de Toulouse- Rangueil, Toulouse.

** Département de pathologie, IUCT- Oncopole, Toulouse.

RÉSUMÉ Summary

» La connaissance des tumeurs embryonnaires du système nerveux central de l’enfant a évolué très rapidement au cours des 15 dernières années. La biologie moléculaire va modifi er les critères de stratifi cation à but thérapeutique. Une stratifi cation adéquate permet de réduire les traitements adjuvants et les eff ets indésirables s’il s’agit de tumeurs à bas risque , et d’appliquer une thérapeutique plus agressive s’il s’agit de tumeurs à haut risque . L’adaptation des thérapeutiques sur la base des données moléculaires ouvre aussi la voie aux thérapies ciblées. La biologie moléculaire a contribué à défi nir de nouvelles entités, comme la tumeur embryonnaire à rosettes pluristratifi ées le plus souvent liée à une amplifi cation de Cl9MC. La classifi cation histopathologique de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) en cours de révision prendra en compte ces données. Nous aborderons les apports de la biologie moléculaire dans ce contexte et soulignerons ceux de l’immunohistochimie pour la caractérisation des groupes tumoraux et la prise en charge thérapeutique.

Mots-clés : Tumeurs embryonnaires du système nerveux central – Neuropathologie – Classifi cation moléculaire – Thérapies.

Knowledge and support of children’s embryonic tumors have evolved very rapidly over the last fi fteen years. Molecular biology is currently modifying stratifi cation criteria owing to improve therapeutic approaches. Proper stratifi cations allow to reduce adjuvant treatment and the side eff ects in the case of low-risk tumors, and to apply a more aggressive therapy in the case of high-risk tumors. Furthermore, the observed molecular changes open the way to targeted therapies.

Advances in genetics have also allowed the defi nition of a new entity, the embryonic tumor with multi-layered rosettes, most often linked to an amplifi cation of Cl9MC . WHO (World Health Organization) histopathologic classification is presently under revision and will include these molecular biology data. We will summarize the main characteristics of embryonic tumors with the contribution of molecular biology in this context. Pathologists may give rapid and precious indications with immunohistochemistry.

Keywords: Embryonic tumors of the central nervous system – Neuropathology – Molecular classifi cation – Therapies.

L

Elle introduira des données de biologie moléculaire maintenant indispensables pour la prise en charge des patients. De nouvelles entités seront reconnues dans cette classifi cation (1) .

L’étude de syndromes de prédisposition (syndrome de Gorlin ou de Turcot, par exemple) a attiré l’attention sur des gènes de susceptibilité dans ces tumeurs. La biologie moléculaire a permis de préciser les anomalies somatiques de ces gènes. Les développements techno- logiques ont conduit à défi nir des groupes tumoraux, en les reliant à des profi ls d’expression génique. Les informations fournies par le pathologiste et la biologie moléculaire reposent sur les analyses d’ADN, d’ARN, de

régulations épigénétiques et de protéines. Elles sont diff érentes suivant le type tumoral et plus ou moins accessibles en routine. Leur réalisation peut être limitée par la qualité du matériel disponible. Nombre de tech- niques s’appliquent maintenant sur du matériel inclus en paraffi ne. Nous aborderons les diff érentes entités et l’apport des diff érentes techniques en suivant le plan de la classifi cation OMS de 2007.

Médulloblastome

Le médulloblastome (MB) est la tumeur cérébrale maligne la plus fréquente de l’enfant. Il s’agit néanmoins d’une tumeur rare, son incidence étant estimée à moins de 10 nouveaux cas par an par million d’enfants âgés de moins de 15 ans. Exceptionnelle chez l’adulte, elle a un pic de fréquence entre 4 et 8 ans chez l’enfant. Elle

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siège dans le cervelet (80 % au niveau du vermis et 20 % dans les hémisphères). Classiquement, une stratifi cation défi nit le risque préthérapeutique haut, standard ou bas de ces tumeurs. Elle repose sur diff érents critères :

✓ âge (moins de 5 ans, plus de 5 ans) ;

✓ type histologique (OMS 2007 : MB classique, MB desmo plasique/nodulaire, MB avec nodularité exten- sive, MB à grandes cellules/anaplasiques) ;

✓ existence d’un résidu tumoral (supérieur à 1,5 cm) ;

✓ présence de métastases au moment du diagnostic ;

✓ amplifi cation des gènes MYC.

La survie globale (SG) à 5 ans approche 90 % pour les tumeurs de risque standard chez les enfants de plus de 5 ans. Récemment, la biologie moléculaire a conduit

à défi nir 4 sous-groupes au sein de ces tumeurs dont l’incidence sur le pronostic tant local que métastatique et sur la réponse potentielle à une thérapie ciblée est considérable (2, 3) . La nouvelle classifi cation OMS s’ap- puiera d’ailleurs sur une double classifi cation génétique et histologique. Le premier groupe moléculaire est lié à la voie β-caténine (WNT) et représente approxima- tivement 14 % des MB. Son meilleur pronostic peut jus- tifi er une réduction d’intensité des thérapies adjuvantes.

La tumeur est le plus souvent de type classique, présente une positivité nucléaire avec l’anticorps anti-β-caténine associée à une mutation du gène CTNNB1 et parfois à une monosomie du chromosome 6. Ce dernier facteur a une valeur pronostique favorable in toto traduisant, en

Figure. Immunohistochimie prédictive du groupe moléculaire. A. Anticorps anti-β-caténine (clone 14), positivité si 5 % ou plus de 5 % des noyaux tumoraux sont marqués. B. Anticorps anti-YAP1, positivité nucléaire et cytoplasmique dans les zones internodulaires dans un médulloblastome desmoplasique/nodulaire. C. Anticorps anti-fi lamine A, positivité cytoplasmique, contrôle interne : structures vasculaires. D. Anticorps anti-GAB1, positivité cytoplasmique .

A B

C

25 µm 25 µm

25 µm 25 µm

D

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. V - n° 1 - janvier-février-mars 2016 33 ou anaplasiques dans 17 % des cas (2) . Plusieurs gènes

sont impliqués : SUFU, PTCH1, GLI2, SMO et SHH. Les MB nodulaires/desmo plasiques et à nodularité extensive sont presque tous SHH , et ce, d’autant plus s’ils appa- raissent chez des enfants très jeunes chez qui les MB à nodularité extensive sont prédominants. Leur meilleur pronostic justifi e alors un traitement moins agressif. Les MB liés à la voie SHH proviennent de l’activation des cellules granulaires du cervelet, alors que ceux liés à la voie WNT dérivent de cellules situées dans la lèvre

de MYC . Les MB de ce groupe représentent environ 25 % des MB. Ils peuvent être d’histopathologie clas- sique, anaplasiques ou à grandes cellules. La survie des patients atteints de ces MB reste basse (50 % à 5 ans).

Dans le groupe 4, de pronostic intermédiaire, des modi- fi cations du chromosome 17, en particulier de l’iso- chromosome 17q, et des amplifi cations de N-MYC et de CDK6 sont observées (3) . Dans ce groupe, on retrouve le MB typique : garçon autour de 7 ans avec une histologie classique et une anomalie du chromosome 17.

Tableau. Méthodologies utilisées dans le diagnostic : exposé schématique et application.

Méthodes Cibles Applications (exemples)

Caractérisation rapide

Immunohistochimie Expression ou perte de protéine MB

Groupe WNT : β-caténine+, fi lamine A+, YAP1+, GAB1–

Groupe SHH : β-caténine–, fi lamine A+, YAP1+, GAB1+

Groupes 3 et 4 : β-caténine–, fi lamine A–, YAP1, GAB1–

ETMR : LIN28A+

ATRT : INI1–, BRG1+ ou INI1+, BRG1–

Anomalies chromosomiques

CGH array Caryotype moléculaire

Aberrations chromosomiques Amplifi cation de gène

MBAmplifi cation MYC, NMYC

Monosomie 6, délétion du chromosome 9 (locus PTCH1) Isochromosome 17q

ETMRAmplifi cation C19MC

OncoScan (MIP) Nombre de copies

Perte d’hétérozygotie MB

Monosomie 6, délétion du chromosome 9

FISH Amplifi cation ou perte de gène MB

Amplifi cation MYC, NMYC ETMR

Amplifi cation C19MC Mutations

Séquençage haut débit (NGS) Analyse globale de millions

de séquences ATRT

SMARCB1 MB CTNNB1,

SUFU, PTCH1, GLI2, SMO, SHH Séquençage bas débit

(méthode de Sanger) Analyse de la séquence d’un gène (centaine de bases)

Profi l d’expression ARN Nanostring,

RT-qPCR Signature ARN MB

Groupes moléculaires

ATRT : tumeur tératoïde rhabdoïde ; CGH array : Array Comparative Genomic Hybridization ; ETMR : tumeur embryonnaire à rosettes multistratifi ées ; FISH : Hybridation in situ en fl uorescence ; MB : médulloblastome ; MIP : Molecular Inversion Probe ; NGS : Next-Generation Sequencing ; RT-PCR Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction.

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Diverses techniques de biologie moléculaire permettent de caractériser ces groupes, et l’immunohistochimie est devenue un outil fi able et rapide pour les préciser (fi gure et tableau, pp. 32-33) [2, 5] .

Tumeurs neuroectodermiques primitives du système nerveux central (CNS PNET)

Classiquement, ces tumeurs, faites de cellules neuro- épithéliales peu ou pas diff érenciées, présentent des diff érenciations divergentes et des infl exions morpho- logiques particulières. Elles s’observent essentiellement à l’étage sus-tentoriel, mais aussi dans le tronc cérébral ou la moelle épinière, voire dans le cervelet. Elles comportent les PNET sans diff érenciation, et à diff érenciation neuro- nale plus ou moins poussée, les médulloépithéliomes et les épendymoblastomes. La défi nition de la nouvelle entité que nous allons décrire conduit à revoir la composi- tion de ce groupe en distinguant de nouveaux sous-types tumoraux (1, 6, 7) , la terminologie elle-même (PNET) étant appelée à disparaître dans la nouvelle classifi cation.

Tumeur embryonnaire à rosettes multistratifi ées (ETMR)

Cette entité découle de la convergence de données histo- pathologiques, immunohistochimiques et moléculaires.

Elle regroupe des tumeurs qui ont en commun la présence de rosettes pluristratifi ées de type épendymaire (tumeur embryonnaire avec neuropile abondant et rosettes vraies [ETANTR] , épendymoblastome, médulloépithéliome) et une amplifi cation sur le chromosome 19 au niveau 19q13.42 qui concerne le cluster de miARN C19MC. Ces tumeurs de l’enfant jeune, en position supratentorielle essentiellement, correspondent au groupe moléculaire 1 défi ni par D. Picard et al. (6) . Elles sont caractérisées par une immunohistochimie positive avec l’anti- LIN28A (8, 9) . Récemment, A. Korshunov et al. (10) ont montré, en utilisant des techniques de méthylation de l’ADN et de profi l des nombres de copies, une similitude molé- culaire entre les diverses entités regroupées sous le terme d’ ETMR et leur analyse par FISH (hybridation in situ en fl uorescence) a confi rmé l’amplifi cation fréquente de C19MC dans ce groupe de tumeurs.

Cette tumeur, qui peut s’étendre le long de la lepto- méninge, est de très mauvais pronostic. Des théra- peutiques alternatives ciblées, comme les antagonistes de miARN , les inhibiteurs de l’axe LIN28 /SLATE7/P3K/

mTOR et des régulateurs épigénétiques (DNMT3B), sont envisagées (9) .

Autres tumeurs embryonnaires (ex-groupe PNET)

Il reste des tumeurs embryonnaires non ETMR ou non associées à une amplification C19MC qui justifient les appellations de neuroblastome, de ganglio neuroblastome, de médulloépithéliome, voire de tumeur embryonnaire sans spécifi cité.

Tumeur tératoïde rhabdoïde atypique

Les tumeurs tératoïdes rhabdoïdes atypiques (ATRT) sont des tumeurs agressives survenant le plus sou- vent avant l’âge de 3 ans. Elles sont défi nies par une morpho logie caractéristique (présence de cellules rhab- doïdes, positivité avec les anticorps anti-EMA et actine musculaire lisse) et l’inactivation biallélique du gène suppresseur de tumeur hSNF5/INI1/BAF47 . Leur rareté et leur ressemblance morphologique avec le médullo- blastome rendent leur diagnostic souvent diffi cile. La perte d’expression de la protéine SMARCB1 (SWI/SNF related, Matrix associated, Actin dependent Regulator of Chromatin) , codée par le gène inactivé, peut être mise en évidence par l’usage de l’anticorps anti-INI1 qui est un outil de grande valeur dia gnostique (11) . La recherche de délétion en 22q11.2 et le séquençage du gène hSNF5/INI1 dans la tumeur sont indiqués pour confi rmer le diagnostic et pour orienter vers une possible mutation germinale. Un syndrome de pré- disposition aux tumeurs rhabdoïdes peut être retrouvé dans 20 à 35 % des cas. Des altérations de SMARCA4, un autre gène du complexe de remodelage de la chroma- tine SWI /SNF, ont été mises en évidence plus récem- ment (12) . Elles s’associent à une conservation de la protéine SMARCB1 (positivité de l’anticorps anti-INI1) et à une perte d’expression avec l’anticorps anti-SMARCA4 (anticorps BRG1). Le traitement de ces tumeurs est une combinaison de chirurgie, de radiothérapie et de chimiothérapie conventionnelle agressive. En 2015, une étude transcriptomique a permis de distinguer 2 sous- groupes de pronostic et de chimiosensibilité diff érents au sein de ces tumeurs et ouvre des perspectives de stratifi cation et d’adaptation des traitements (13) . La compréhension du rôle du gène hSNF5/INI1 , au sein du complexe SWI-SNF, dans la régulation épigénétique de la transcription, ouvre aussi des espoirs pour des thérapies ciblées.

Dans le spectre des tumeurs du SNC avec la perte d’expression d’INI1, une entité rare, la tumeur neuro- épithéliale cribriforme du SNC (CRINET) , mérite d’être mentionnée. Observée chez des enfants en bas âge,

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. V - n° 1 - janvier-février-mars 2016 35 décrits (14) .

Conclusion

L’essor de la biologie moléculaire est ininterrompu.

Au-delà de ces groupes, des caractéristiques molé- culaires, en cours d’exploration, individualisent des sous-types d’incidence pronostique et thérapeutique,

sation sont diff éremment impliquées, en particulier selon l’âge du patient. Récemment, il a été montré, à partir d’un modèle de MB SHH xénogreff é, que la muta- tion de PTCH1 contribuerait à une meilleure chimio- sensibilité, alors que celle de SUFU et l’amplifi cation de MYCN ont un eff et inverse (15) . D’autres progrès sont à attendre des nombreuses études qui s’attachent actuellement à défi nir les caractéristiques moléculaires

des tumeurs embryonnaires du SNC. ■ Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts .

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R é f é r e n c e s