Biomarqueurs du cycle de Krebs pour le diagnostic et le suivi biologique des hémopathies malignes

V. Poinsignon – 26 nov. 2015

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1. Introduction

2. Mutations & implications cliniques

et biologiques

3. Etude(s) en cours

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1. Introduction

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Caractéristiques du cancer

Hanahan D, Weinberg RA, « Hallmarks of cancer: the nex t generation », Cell, 2011

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Métabolisme énergétique� Production d’énergie : ATP

� Cycle de Krebs : Etape finale du métabolisme aérobie du glucose + AA + AG⇒Production d’AcétylCoA puis d’ATP⇒Apport de NADH à la chaine respiratoire⇒Mutations à l’origine de la formation de tumeurs

�Effet Warburg (1920) :� Switch « glycolyse aérobie » plutôt que

la phosphorylation oxydative mitochondriale

� Hypoxie : adaptation du métabolisme cellulaire

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Thibault C Oncologie 2013

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2. Mutations & implications cliniques et biologiques

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Les mutations d’intérêt

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Gène IDH

Mutations somatiquesIDH1 : R132IDH2 : R140IDH2 : R172

Gène FH

Gène SDH

Mutations constitutionnelles

Mutations constitutionnellesgènes FH1 & FH2

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Les marqueurs d’intérêt

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2-KG ���� 2-HGA

succinate

fumarate

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Mutations IDH dans les hémopathies malignes

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Mutations IDH

IDH mutations in glioma and acute myeloid leukemia Dang et al. Trends in Molecular Medecine, 2010, 16:387-397.

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Mécanismes d’oncogenèse

Fonctions normales de l’ αααα-KG: � Métabolisme énergétique (Krebs)� La synthèse d’AA� Le cycle de l’urée� L’hydroxylation de nombreux substrats

(protéines, ADN, histones..)

Conséquence mutation IDH: ���� gain de fonction���� oxydation d’ αααα-KG���� production 2-HGA

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Prensner JR, Chinnaiyan, Nature, 2011

De Botton, TAT congress 2015 O11.3

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Mutations IDH et pathologies associées

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Julie-Aurore Losman and William G. Kaelin. What a difference a hydroxyl makes: mutant IDH, (R)-2-hydroxyglutarate, and cancer. GENES & DEVELOPMENT;2013;27:836–852

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3. Etudes en cours

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En cours

� Diagnostic> Confirmation de l’intérêt du 2-HGA total et ratio D/L (JCO 2013)

� Suivi longitudinal de réponse aux traitements> Intérêt du 2-HGA en tant que biomarqueur prédictif (ASH 2015)

� Autres pathologies> Exemple des AITL

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Applications diagnostiques

Leucémies aigües myéloïdes

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IDH et LAM� Janin et al, JCO 2013

> 150 patients rétrospectif> 82 LAM / 68 non LAM> 53 LAM avec mutation IDH1/2> 171 sérums dosés

� Applications cliniques> Cut-off prédictif présence de

mutation

⇒⇒⇒⇒ 2-HGA total > 2µM⇒⇒⇒⇒ Ratio D/L > 2.5

� Mise en place en routine

> Pour confirmer sur une cohorte prospective

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Méthode analytique (Manuscrit soumis)

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� Méthode LC-MS/MS- Validation selon critères EMA

(2011)- Séparation L et D 2-HGA- Extraction phase solide (SPE)- Dérivation- Colonne C18 (non chirale)- Développée pour diverses matrices

- Plasma- Sérum- LCR- Cultures cellulaires- Tissus

� Spécifique, sélective, précise, exacte pour applications rapide en routine

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Dosage prospectif depuis 2013

LAM en rechute et/ou échec après chimiothérapie

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Résultats

� Dosages réalisés depuis fin 2013> 2 ans de recul> 592 patients> 2041 dosages

� Patients> 195 LAM > 72 mutations identifiées> 25 IDH1 R132> 33 IDH2 R140> 14 IDH2 R172

� Confirmation JCO> Cut-off Ratio / 2-HGA total> Méthode de routine> **** P<0.0001 (test t, correction de

Welch)

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LAM

2H

GA

(µ

M)

Muté

sID

H2

R14

0ID

H2

R17

2ID

H1

R13

2S

tatu

t ID

H

non connu

0.1

1

10

100

1000

LAM-Ratio

Ra

tio

D/L

Muté

sID

H2

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H1

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tatu

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H

non connu

0.1

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****Analyse préliminaire

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Applications cliniques

Suivi de réponse aux traitementsLAM

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Traitement de la LAM

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� Induction : cytarabine + daunorubicine (3+7) ou autre dérivés anthracycliniques (idarubicine/mitoxantrone) > Obj. : Rémission complète � myélogramme avec <5% blastes et NFS normale

� Consolidation : allo/auto-greffe de CSH, cytarabine haute dose (HDAC)> Obj. : Réduire masse tumorale résiduelle, prévention rechutes

� En cas de résistance : 3+7 / HDAC

� En cas d’échec : inhibiteurs IDH> AG-221 : inhibiteur spécifique IDH2

• Phase I: LAM, Tumeurs solides• Phase II: LAM, Tumeurs solides• Phase III: IDHENTIFY (LAM)

> AG-120 : inhibiteur spécifique IDH1 • Phase I: LAM, tumeurs solides (gliomes, chondrosarcome, cholangiocarcinomes

> AG-881 : inhibiteur IDH1 / IDH2 • Phase I: Tumeurs solides, pathologies hématologiques ayant progressées sous inhibiteur IDH

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Suivi patients mutés IDH2

#2 (R172K)

Time after AG221 (days)

0 200 400 6000.1

1

10

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2HG-D

2HG-L

2HG total

#1 (R140Q)

Time after AG221 (days)

0 100 200 300 4000.1

1

10

100

2HG-D

2HG-L

2HG total

Rechute

#3 (R140Q)

Time after AG221 (days)

0 100 200 300 4000.1

1

10

100

2HG-D

2HG-L

2HG totalRechute

#4 (R140Q)

Time after AG221 (days)

0 200 400 6000.1

1

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2HG-D

2HG-L

2HG total

Arrêt puisallogreffe

Rechute puisreprise AG221

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Résultats

� Bien toléré

� Inhibition synthèse 2-HGA > 90% IDH2-R140

� ↓↓↓↓ 2-HGA

� Différentiation blastes

� Taux de réponse globale 56%

� Réponse durable (8 mois et plus)

� Confirme mutant IDH comme une cible pour LAM et SMD

> De Botton et al. TAT 2015

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Applications cliniques

Lymphomes angio-immunoblastiques T (AITL)

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AITL & dosage du 2-HGA sérique

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2-H

GA

(µ

M)

Non m

utés

R17

2K/S

Muté

s R

172K

/S

Inco

nnu

� 2-HGA total � Ratio D/L

D/L

Non m

utés

R17

2K/S

Muté

s R

172K

/S

Inco

nnu

� N=68 patients ���� 79 dosages de 2-HGA (L & D)� 36 non mutés / 6 mutés Analyse préliminaire

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Temps (mois)

Ra

tio

D/L

0 5 10 15 20 25

0

2

4

6

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� Mme M. - 86 ans

Cas clinique

> AITL IV

> Diagnostic le 29/04/2013

> Mutation IDH2 R172K• IHC positive• PCR allèle spécifique

> CHOP : 8 cures [19/07/13 � 16/12/13]

> RC depuis le 25/01/2014 � 16 mois

> Négativation 2-HGA sérique

Temps (mois)

0 5 10 15 20 25

0

1

2

3

4

CHOP

RC

CHOP

RC

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Conclusion & perspectives

� 2-HGA biomarqueur sérique :

Outil diagnostic confirmé (en parallèle par le diagnostic oncogénétique)

Marqueur de réponse au traitement (travaux en cours pour les hémopathies malignes)

Extension à d’autres pathologies hématologiques ou solides pour définir un seuil et une corrélation à la masse tumorale (abstract ASH 2015)

� 2-HGA biomarqueur dans d’autres milieux biologiques (LCR, urines, tissus)

Recherche translationnelle (mécanisme d’action & essais nouvelles drogues)

� Autres marqueurs du cycle de Krebs à l’étude

Succinate : phéochromocytomes, paragangliomesFumarate : cancer du rein, léiomyomatoses

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Remerciements� Service de Pharmacologie / Département de Biologie et Pathologie Médicales

> Dr A. Paci> Dr S. Broutin> L. Mercier> A. Seck> J. Delahousse> Dr V Saada

� Département de Médecine Oncologique> Dr S. De Botton> Dr V. Ribrag> Dr C. Willekens

� Unité INSERM U1170> Dr V. Penard-Lacronique> M. David> K. Nakabayashi

� Hôpital H. MONDOR> Dr V. Fataccioli

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