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1. OncogénétiquePrédisposition au Cancer du Colon et au MélanomeFormes monogéniques, implications médicales

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3. Oncogénétique: étude des cancers « héréditaires » • Quels sont les patients et les familles concernées? • Quelles sont les modalités de prise en charge? Anomalies des cellules tumorales Observations épidémiologiques, formes monogéniques L’exemple du rétinoblastome Génétique de cancers familiaux Cancer colorectal Cancer du sein

4. Anomalies génétiques dans les cellules tumorales Les cellules tumorales comportent des anomalies génétiques Il existe une accumulation progressive des mutations Certaines mutations sont sélectionnées (évolution clonale) activation d’oncogènes inactivation de gènes suppresseurs de tumeur

5. Types d’altérations génétiques • Activation d’oncogènes = 1 seul évènement • Mutation gain de fonction, ex c-kit dans GST • Translocation, ex bcr-abl dans LMC • Amplification, ex Cyclin D1 • Inactivation de gènes suppresseurs de tumeur= 2 évènements •  CDKN2a (p16) •  P53

6. P 16 cdc2 - Cycline B CYCLE CELLULAIRE M G1 G2 G0 Point START cdk2 cdk4 Cycline D cdk5 cdk6 S cdk2 - Cycline E cdk2 - Cycline A

7. Prédisposition génétique au cancer = Agrégation de cancers dans une même famille * Rare * Age plus précoce/ Cas sporadique * Plusieurs cancers chez un même individu • Pénétrance: Forte/faible • - Transmission Autosomique dominante • ++++: Gènes suppresseurs de tumeur (ex: BRCA1, hMLH1, CDKN2A, p53) • + rares cas oncogènes (CDK4) •  Récessive (Xeroderma pigmentosum) •  Polygénique

8. - P dégradation Cdk4-cyclin D Cdk6 MDM2 M G1 G2 apoptose Arrêt du Cycle - Point START S + p21 Bax E2F + RB-E2F gènes tumeur- suppresseurs p53 - oncogènes - - transcrit  transcrit CDKN2A p16INK4a p14ARF

9. Evolution clonale mutation mutation mutation mutation Hypertrophie épithéliale adénome carcinome métastases

10. Observations épidémiologiques • Etudes de population: • risque relatif des apparentés augmenté (X 1,5- 3) • Facteurs génétiques multiples+ environnement partagé • implications individuelles modestes • (Prévention, dépistage)

11. K utérus (53 ans) CCR 45 ans CCR 53 ans CCR 68 ans Arbres généalogiques évocateurs d’une transmission mendélienne Cas « rares »: 2-5% des cancers Implications individuelles majeures

12. L’exemple du rétinoblastome Tumeur rare de la rétine chez l’enfant Cas sporadiques et cas familiaux Bilatéralité des cas familiaux

13. Hypothèse de Knudson (1971) Deux anomalies génétiques sont nécessaires pour initier la formation d'un rétinoblastome. Dans les cas de rétinoblastomes héréditaires, une anomalie est héritée d’un parent La deuxième anomalie résulte d’une mutation somatique

14. Identification du gène Rb (1986) • Etudes des cancers familiaux Dans quelques familles, des délétions d'une région chromosomique 13q14 se transmettent de façon héréditaire avec le phénotype • Perte d'allèles dans les tumeurs au niveau de la même région

15. La protéine Rb pRb E2F Facteur de transcription Cycline D - cdk4 P Expression des gènes de la phase S + Prolifération cellulaire Cellule normale: progression du cycle dépend de la phosphorylation de Rb

16. Inactivation de Rb prolifération non contrôlée pRb E2F Facteurs de transcription Expression des gènes de la phase S + Prolifération cellulaire

17. Transmission héréditaire Mutation somatique Premier mutation somatique Sporadique Deuxième mutation somatique Mutation germinale transmise

18. Allele normal Allele muté Perte de l’allèle normal Perte de chromosome et duplication Perte de Chromosome Deletion Mutation ou methylation

19. Le deuxième évènement ne se produit pas toujours: pénétrance incomplète

20. En pratique: consultation d’oncogénétique Quels sont les patients et les familles concernées? • Formes « monogéniques » de prédisposition aux tumeurs: • Risque élevé pour les individus génétiquement prédisposés • Possibilité de prévention • Possibilité de diagnostic anténatal

21. Le conseil génétique Analyse précise et détaillée de l’histoire familiale Causes de décès et maladies des membres de la famille Age au moment du diagnostic Demande de complément d’information (CR anatomopathologiques) Évaluer la probabilité de l’existence d’une forme monogénique

22. Conseil génétique (2) • - Confirmer le diagnostic (Formes syndromiques) • Organiser le conseil génétique • * Test moléculaire : cas index • * Diagnostic présymptomatique : apparentés • (Mélanome familial, Syndrome de Birt Hogg Dube) • * Diagnostic anténatal : si morbidité importante (Xeroderma pigmentosum) • - Mesures de prévention

23. 1ère consultation d’oncogénétique • Par un médecin généticien • Proposée, non imposée, consultation longue • En collaboration avec le staff de cancérologie • Information du patient : possibilités diagnostiques et de prévention • Arbre généalogique avec recueil de tous les cas de cancers • Prélèvement génétique + signature d’un consentement éclairé • attestation • aide psychologique si besoin

24. Consentement éclairé, prescription du test (loi du 6 août 2004 modifiant la loi 94-654 du 29 Juillet 1994) Démarche de génétique • recueil d’un consentement de cette personne par écrit • médecin oeuvrant au sein d’une équipe pluridisciplinaire • agrément des laboratoires et des praticiens pour une période de 5 ans. • Confidentialité • Devoir d’information • Autonomie du sujet • Informations sur la maladie • Nature du test génétique • Implications du résultat + ou -

25. d’intérêt 2 Graphisme : iconographie, Institut Curie

26. ANALYSE AU LABORATOIRE Etude du cas index SEQUENCE CODANTE DES GENES Mutation identifiée NON Recherche des grands réarrangements, analyse des promoteurs OUI Mutation identifiée NON • Confirme le diagnostic • Permet l’étude des apparentés • N’exclut pas le diagnostic

27. Deuxième consultation • Rendu du résultat du test au patient • Explication : conséquences en matière de prévention et de suivi • au sein de la famille • Proposition de diagnostic présymptomatique

28. Analyse moléculaire chez un sujet asymptomatique= diagnostic présymptomatique Arrêté du 02 mai 2001 : Dans le cadre d’une équipe pluridisciplinaire Compétence en génétique Consultation individuelle Mutation familiale connue 1 ou 2 consultations avant prélèvement sanguin

29. Exploration moléculaire chez un apparenté, Recherche de la mutation identifiée chez lecas index Par séquençage de l’exon porteur de la mutation

30. Résultat rendu lors d’une consultation • Absence de mutation : • Pas de risque familial • Risque général persiste • Pas de transmission du risque à la descendance • Mutation présente : • Risque liée à la prédisposition familiale • Prise en charge: prévention • Risque de transmission

31. Rôles du médecin traitant ( du dermatologue) • Dépiste les formes évocatrices • Participe au diagnostic des formes génétiques • Prend en charge le traitement du patient

32. Rôles de l’onco-généticien • Précise le risque • Test génétique du cas index • En cas de mutation > organise le suivi avec équipe pluridisciplinaire > organise le test des apparentés

33. Prédisposition héréditaire au cancer colo-rectal (CCR) Fréquence cancer du colon: 1/200 95% tumeurs sporadiques 5 à 10% des CRC prédisposition familiale HNPCC (1% des CCR) Polypose adénomateuse familiale

34. POLYPOSE COLIQUE FAMILIALE  Transmission autosomique dominante •  Age moyen 39 ans, multiples polypes du colon +/- intestin grêle et estomac •  Cancers associés : intestin grêle, estomac, thyroïde •  Mutations du gène APC (chromosome 5q) •  Traitement : colectomie totale 15-20 ans

38. Syndrome de LYNCH ou HNPCC (Hereditary Non Polyposis Colorectal Cancer)

39. Systèmes de réparation de l’ADN Mutations de l’ADN Mutagènes Erreurs de Replication Systèmes de réparation de l’ADN SRM = Système de réparation des Mésappariements = couplé à l’ADN polymérase répare les incorporations de bases fautives dans les séquences répétées

40. SRM suite • Complexe multiprotéique hMSH2, hMLH1, PMS1, PMS2, hMSH6 • Altération du SRM: Taux de mutations dans la Cellule tumorale • Vitesse d’accumulation taux mutations dans oncogènes • et gènes suppresseurs • SRM +/- pas d’altération de la réparation • SRM -/- Instabilité des séquences microsatellites, accumulation mutations • ponctuelles dans les gènes

41. Correction des erreurs de réplication replication AT NNNATATAT ATATAT NNNTATATA TATATATATATANNN insertion SRM NNNATATATATATATATATATNNN NNNTATATATATATATATATANNN SRM NNNATATAT ATATAT NNNTATATA TATATATATATANNN TA deletion

42. Instabilité des séquences simples répétées (microsatellites) TATATATATATATATATA ADN Analyse des Produits de PCR Phénotype tumoral MSI Sang tumeur

43. SYNDROME HNPCC (1) (cancer du colon héréditaire sans polypose)= Hereditary Non Polyposis Cancer • Suspicion d’un caractère héréditaire depuis le début du siècle • Mais : Hétérogénéité génétique, pénétrance incomplète, phénocopies • Difficulté de clonage des gènes • Etapes du clonage: • Liaison génétique: 2 loci 2p16 et 3p21 • Instabilité microsatellite des tumeurs • Clonage chez E Coli des gènes MutH, MutL, MutS • Clonage chez l’homme des homologues (hMSH2, hMSH1) • Confirmation de leur rôle dans l’HNPCC: • Mutation germinale • Correction du phénotype mutateur des tumeurs hMLH1 -/- • par surexpression hMLH1

44. Syndrome HNPCC (2): Génétique • •Transmission AD pénétrance incomplète 50-80% • Fréquence hétérozygotes 1/500 • Age moyen 44 ans • Cancers associés ++: risque élevé endomètre- rein-uretère risque plus faible intestin grêle-estomac- ovaire • Tumeurs : phénotype RER (instabilité microsatellites) • Mutations germinales de gènes impliqués dans la correction des misappariements (mismatch) de l’ADN : système RM (réparation des mismatchs)

45. Syndrome HNPCC • SPECTRE TUMORAL • Spectre tumoral étroit: • Cancer colo-rectal (colon droit, peu différencié, composante mucineuse, instabilité micro-satellitaire) • Cancer de l’endomètre • Cancer intestin grèle • Carcinome urothélial voies urinaires supérieures • Spectre tumoral élargi: • Adénocarcinome gastrique • Cholangio-carcinome • Cancer de l ’ovaire (ADK endométrioïde) • Glioblastome (syndrome de Turcot) • Carcinome sébacé (Syndrome de Torre-Muir)

46. Cinq gènes différents 2p15 hMSH2 (homologue de MutS) 45% 3p21 hMLH1 (homologue de MutL) 49% 7p22 hPMS2 (homologue de MutL) 6% 2q31 hPMS1 (homologue de MutL) rares 2p16 hMSH6 (homologue de MutS) rares x x Progression tumorale Inactivation du 2ème allèle: Instabilité génétique (SRM-) Mutation germinale: Génome stable (SRM+)

47. MutS

48. Critères cliniques faisant suspecter un Syndrome HNPCC = indication à une consultation oncogénétique 1) Risque élevé  (critères Amsterdam II): sensibilité 60-70% - Au moins 2 cas de cancer familial évocateur (CCR, endomètre, estomac grêle, rein, voies biliaires) dont au moins deux au premier degré - CCR sur au moins 2 générations - Age au Diagnostic ≤ 50 ans chez un des malades 2) Risque intermédiaire - CCR ou Cancer du spectre HNPCC < 40 ans - CCRs multiples ou CCR + K endomètre, CCR + autre K spectre HNPCC - Tumeur MSI + < 60 ans, cancer colique gauche ou rectal MSI + • Nombre prévisionnel de cs d’oncogénétique = 5 à 10% des cas incidents, Soit 2000/ an

49. Famille HNPCC ? K utérus CCR 45 ans CCR 68 ans Jean CCR 53 ans 2 mm - ? ?

50. Eléments en faveurs HNPCC • 3 cas de CCR • Transmission AD avec pénétrance incomplète • Age jeune • Cancer apparenté HNPCC