Identification d'un nouveau biomarqueur sanguin pour le diagnostic et le pronostic des liposarcomes (ESPACE)

Les sarcomes sont des maladies rares, représentant moins de 1 % de toutes les maladies malignes chez l'adulte¹. Leur incidence est d'environ 6 nouveaux cas pour 100 000 habitants par an, soit 4 000 à 5 000 nouveaux cas estimés par an en France.

Le liposarcome (LPS) est le sous-type de sarcome des tissus mous le plus courant, représentant environ 15 % de tous les sarcomes.

La classification OMS distingue 5 catégories de LPS : myxoïdes, pléomorphes, liposarcomes à cellules rondes, dédifférenciés (DD-LPS) et bien différenciés (WD-LPS). L'équipe de recherche s'intéresse aux deux derniers dans cette étude.

Le diagnostic est suspecté sur les examens d'imagerie (IRM pour les tumeurs des membres et scanner pour le LPS rétro-péritonéal) qui doivent donner lieu à une discussion en tumor board pluridisciplinaire dans un centre expert pour valider la biopsie pour le diagnostic définitif et définir la meilleure voie de biopsie pour éviter les risques de propagation. En France, la prise en charge des patients atteints de sarcome est organisée autour du réseau de 24 centres « NETSARC ».

Le WD-LPS et le DD-LPS peuvent être difficiles à distinguer des tumeurs adipeuses bénignes et des sarcomes indifférenciés, respectivement. L'analyse moléculaire, basée sur la détection de l'amplification du gène Mdm2 par Hybridation Fluorescente in situ (FISH) est actuellement le "gold standard". Elle est réalisée sur une biopsie tumorale. La biopsie est une biopsie radiologique telle qu'elle est recommandée dans les directives pour réduire le risque de propagation de la maladie. Le matériel permettant le diagnostic est ainsi limité compliquant la réalisation de la morphologie, de l'immunohistochimie et de la biologie moléculaire sur un même échantillon. L'autre limite est que ce fragment tumoral ne reflète pas toujours l'hétérogénéité intra-tumorale.

Le traitement est chirurgical avec résection monobloc par un chirurgien spécialiste des sarcomes. Malgré l'exérèse chirurgicale, le risque de récidive locale et à distance est d'environ 26 % pour les liposarcomes⁵ bien différenciés et jusqu'à 59 % pour les liposarcomes rétropéritonéaux dédifférenciés. Les facteurs pronostiques de récidive sont la qualité de l'excision, la taille de la tumeur, le grade et la localisation rétropéritonéale/membre. La problématique concernant ces 2 types de liposarcomes n'est pas la même. En WD-LPS, la question est de connaître le risque de récidive en cas de résection R1 non planifiée (représentant environ 50% des chirurgies initiales). En effet une reprise chirurgicale systématique de tous ces cas est coûteuse et morbide alors que dans 50% des cas aucun résidu tumoral ne sera retrouvé sur la reprise chirurgicale. Pour le DD-LPS la problématique est différente car la reprise chirurgicale doit être systématique en cas de chirurgie non R0, mais c'est le risque de récidive locale malgré une chirurgie adéquate et le risque métastatique qu'il faut évaluer pour proposer un traitement adjuvant (chimiothérapie et/ou radiothérapie) aux patients à haut risque de récidive rendant également indispensable l'identification d'un facteur biologique de pronostic pour sélectionner les patients à haut risque de récidive.

Les cliniciens proposent d'identifier un nouveau test sanguin qui indiquerait la présence de la maladie. Elle servirait alors au diagnostic mais aussi au pronostic nous permettant d'évaluer la maladie résiduelle après chirurgie d'excision. En raison de la complexité des sarcomes, l'identification d'un biomarqueur efficace et fiable pour le WD-LPS et le DD-LPS avec des méthodes non invasives est un défi, mais les cliniciens espèrent que leur projet fournira une méthode plus efficace et conviviale pour le patient pour la détection de la maladie. Notre projet s'appuie sur l'expertise complémentaire apportée par des cliniciens, des chercheurs et des biostatisticiens en étroite collaboration.

Les cliniciens ont récemment caractérisé une nouvelle fonction de la protéine Mdm2 indépendante de p53 dans le métabolisme de la sérine, qui pourrait jouer un rôle fondamental dans le développement du LPS. Grâce à des approches pan-génomiques, les cliniciens ont caractérisé une nouvelle activité transcriptionnelle de Mdm2 et démontré son rôle dans le métabolisme des cellules cancéreuses. Ces données indiquent que la présence de Mdm2 au niveau de la chromatine permet de contrôler la transcription de gènes impliqués dans le métabolisme et le transport de certains acides aminés comme la sérine.

Le pool de sérine endogène est maintenu par un équilibre entre l'auxotrophie et la synthèse de novo, qui sont fortement dérégulées lors de la transformation cellulaire pour soutenir les besoins anaboliques des cellules cancéreuses. Mdm2 est recruté via des facteurs de transcription de la famille ATF sur des gènes cibles impliqués dans la synthèse de novo et le transport de la sérine.

Les cliniciens proposent d'identifier un test biologique pour le pronostic et le diagnostic du LPS qui ne nécessite pas de biopsie invasive. Les patients inclus dans l'étude seront des patients atteints de WD-LPS ou DD-LPS, avec l'objectif d'inclure 100 patients sur 2 ans.

Sur la base de données récentes montrant que la croissance du LPS est médiée par la régulation médiée par Mdm2 du métabolisme de la sérine, les cliniciens proposent de mesurer les taux sanguins de sérine comme marqueur de substitution pour le développement du LPS. Pour maintenir le niveau intracellulaire de sérine, Mdm2 contrôle à la fois la synthèse de novo de sérine (une voie métabolique qui utilise l'intermédiaire glycolytique 3-Phospho-Glycérate pour générer de la sérine dans les cellules) et l'entrée de la sérine dans la cellule par auxotrophie. Compte tenu de la taille du LPS, qui peut souvent atteindre plusieurs dizaines de centimètres, les cliniciens ont émis l'hypothèse que le LPS pouvait entraîner une demande importante de sérine qui pourrait être produite par le microenvironnement et transmise à la tumeur par des pools circulants de sérine et de glycine (qui peuvent être inter -convertie en sérine par les cellules). Le profilage des acides aminés plasmatiques est d'un grand intérêt clinique car ils sont faciles à mesurer par chromatographie liquide (HPLC). Les cliniciens ont déjà validé une méthode HPLC pour mesurer différents acides aminés, dont la sérine et la glycine, dans le sérum. Nos données préliminaires sont conformes à notre hypothèse puisque le taux de sérine sérique est plus élevé chez les souris xénogreffées atteintes d'une tumeur du patient par rapport aux taux sériques mesurés chez les souris témoins. De plus, en réponse à un traitement par un inhibiteur de Mdm2, qui induit une réduction drastique de la croissance tumorale, une diminution de la sérine circulante peut être observée.

Les cliniciens utiliseront une HPLC couplée à la spectrométrie de masse déjà développée pour mesurer les acides aminés issus de la technologie Agilent. L'analyse quantitative des acides aminés allie rapidité et sensibilité à la fiabilité de la réaction de dérivation et de la technique analytique. Ces objectifs sont atteints par une dérivatisation automatisée et en ligne à l'aide d'o-phtalaldéhyde (OPA) pour les acides aminés primaires et de chloroformiate de 9-fluorénylméthyle (FMOC) pour les acides aminés secondaires. La dérivation automatisée est ensuite intégrée dans une analyse HPLC robuste. La procédure complète est rapide, précise, sensible et reproductible à l'aide de l'HPLC Agilent 1190.

L'objectif principal de ce projet est d'identifier un nouveau test biologique non invasif pour le diagnostic du LPS en mesurant les niveaux de sérine circulante. Le gold standard actuel est la détection de l'amplification de Mdm2 par le FISH.