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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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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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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
R14
0ID
H2
R17
2ID
H1
R13
2S
tatu
t ID
H
non connu
0.1
1
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100
1000 ****
****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
100
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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100
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)
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tio
D/L
0 5 10 15 20 25
0
2
4
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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
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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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