Thérapies ciblées et résistance dans les tumeurs solides : exemple du cancer du poumon et de la voie EGFR-Ras Flashcards
1ère découverte d’une mutation EGFR :
Découverte d’une forme tronquée de l’EGFR en 1972 par S. Cohen à l’occasion du séquençage du virus de l’érythroblastose aviaire erbB. Identification d’un gène à l’origine de la production d’une EGFR tronquée avec perte de la partie extra cellulaire du récepteur.
Cette perte est à l’origine d’un changement de conformation intra cellulaire : ouverture de la poche ATP entrainant une phosphorylation de la portion inta cellulaire et une activation des voies sous jacentes.
Par analogie chez l’homme, identification de l’EGFR comme proto onco gène. Il existe une forme tronquée de l’EGFR chez l’homme, dans les glioblastomes, variant V3 mais qui ne constitue par une cible thérapeutique, TKI inefficaces dessus. En revanche, on a identifié de nombreuses mutations de l’EGFR.
A quelle famille appartient le récepteur EGFR ?
Appartient à quelle sous famille ?
- Le récepteur EGFR fait partie de la grande famille des récepteurs tyrosine kinase vaste famille (60 types de récepteurs environ).
- EGFR appartient à la famille des récepteurs Her qui contient : EGFR (Her1=erbB1), Her2 (pas de ligand connu), Her3 (pas d’activité tyrosine kinase, point d’ancrage à des adaptateurs), Her4 (très peu étudié).
Les ligands sont-ils spécifiques des récepteurs ?
Quelle modification du récepteur après fixation ligand ?
Combien de tyrosine sur la portion intracellulaire ?
- Les ligands sont plus ou moins spécifiques de certains récepteurs, fonctionnement par dimères, plusieurs ligands peuvent actionner plusieurs membres de la famille Her (amphiréguline spécifique d’EGFR alors que l’épiréguline fixe EGFR et Her4 par exemple
- La fixation du ligand va permettre une dimérisation des récepteurs. Ceci aboutit à un changement de conformation intra cellulaire qui permet l’ouverture de la poche de fixation de l’ATP du domaine kinase et donc la phosphorylation de résidus tyrosine (phosphorylation ou transphosphorylation de l’autre molécule du dimère).
- Il existe 9 sites tyrosine sur la portion intracellulaire de l’EGFR (donc 2^9 = 512 états de phosphorylation différents). Ces différents sites fixent différentes molécules adaptatrices (et peuvent en fixer plusieurs) : diversité > 3^9 (19683 fixations différentes). Ceci est encore plus complexe que l’EGFR forme des dimères (diversité de fixation >10^8).
Quelles sont les 2 voies les plus étudiées d’EGFR ?
la voie des MAPK et la voie PI3K/Akt/mTOR.
Voie des MAPK (voie RAS) :
Quels sont les 3 gènes du proto-oncogènes RAS ?
A quelle type de protéines correspondent les RAS ? ou se situe-t-elle ?
Quelle cascade permet-elle ?
- La famille des proto oncogènes RAS comprend 3 gènes : HRAS, NRAS, KRAS.
- Ce sont des GTPases : RAS est activé lorsqu’il est lié au GTP et est inactivé par l’hydrolyse du GTP en GDP (par les protéines GAP ou par l’activité intrinsèque de RAS lui-même).
- Localisées à la face interne de la membrane cellulaire.
- Elles permettent de transmettre vers le noyau les signaux extracellulaires provenant des récepteurs tyrosine (amplification du signal) :
=> Phosphorylation des protéines kinases de la famille RAS1 (ARAF, BRAF, CRAF)
=> Activation des protéines MAPK (MEK phosphorylé)
=> Activation des protéines ERK phosphorylé
=> Translocation dans le noyau et expression de gènes (facteurs de transcription permettant la prolifération cellulaire).
Quelle autre voie est activé par EGFR (et RAS) ?
Quels sont leurs effets ?
- Voie PI3K/Akt.
- Ces différentes voies vont avoir des effets contradictoires :
* Effet prolifératif (MAPK, PI3K/Akt/mTOR),
* Effet pro apoptotique (RASSF1), angiogenèse, métabolisme cellulaire. En pratique la voie RASSF1 est souvent éteinte dans les cancers par méthylation de son promoteur, ce qui fait que RAS est plutôt un oncogène puissant dans le cancer.
Fonctions de la voie EGFR-RAS : Survie, prolifération, adhésion, migration, angiogenèse, différenciation (propriétés pro apoptotiques souvent éteintes).
Quelles sont les dérégulations retrouvées surl a voies EGFR-RAS ?
- Surexpressions 40-80% des cas
- Amplifications dans 30% des cas
- Mutations activatrices dans 10-40% des cas
TKI de l’EGFR :
Les 1er TKI étaient-ils développés pour des EGFR mutés ?
Quelles mutations => activation constitutive d’EGFR ?
- TKI de 1ère génération : Géfitinib, Erlotinib. Inhibent l’EGFR non muté par leur fixation réversible au niveau de la poche ATP (noyau quinazoline ATP compétitif).
- Découverte de mutations de l’EGFR dans le domaine kinase, corrélées à une meilleure réponse au TKI
○ Délétions dans l’exon 19 (4 AA LREA parfois plus) : provoque une activation d’EGFR
○ Substitution L858R dans l’exon 21
○ Autres mutations aussi décrites dans les exons 18 et 20.
+ Autres mutations décrites mais non associées à une activation de l’EGFR constitutive..
Chez qui les mutations EGFR sont-elles les plus fréquentes ?
Les mutations de l’EGFR sont plus fréquentes chez :
- les non-fumeurs
- les femmes (impact hormonal ? habitudes domestiques comme la cuisine au wok ? background génétique ?)
- les asiatiques.
- Rares cas de mutations héréditaires (T790M). Elles sont impliquées dans 10-12% des CBNPC en France (plus de 40% en Asie : impact environnemental et background génétique).
Où sont situées ces mutations ?
Quelles sont les 2 mutations les plus fréquentes ?
- Elles sont situées dans les exons codant pour le domaine tyrosine kinase (18, 19, 20, 21).
- 2 principales mutations activatrices :
* Délétion dans l’exon 19 (90% des patients, perte de 4 AA LREA)
* Substitution L858R dans l’exon 21
=> Elles confèrent touts les deux une sensibilité aux TKI. - On retrouve aussi des insertions dans l’exon 20, qui sont plutôt associées à une résistance aux TKI.
Comment agissent les TKI ?
- Mutation du domaine de phosphorylation => une ouverture permanente de la kinase indépendamment de la fixation de son ligand, permettant la phosphorylation et donc l’activation des voies d’aval
⇒ Les TKI de l’EGFR vont agir en inhibant la phosphorylation et donc l’activation des voies sous-jacentes.
Les différentes mutations ont-elles le même potentiel oncogénique ?
Les mutations ont-elles la même sensibilité aux TKI ?
- Elles ont des potentiels oncogéniques différents et une sensibilité aux TKI de l’EGFR différente. L858R augmente plus la phosphorylation que del19 et confère donc un moins bon pronostic.
Si on introduit une mutation de l’EGFR chez une souris, le cancer se développera en 2 semaines pour L858R alors qu’il faudra au moins 4 semaines pour del19. - Variabilité également de la sensibilité aux TKI: l’insertion de l’exon 20 n’est pas sensible aux TKI, pourtant confère bien une activation de l’EGFR (la concentration requise pour inhiber la phosphorylation est de 10 μM ce qui n’est pas atteignable chez un patient, alors qu’elle n’est que de 0,1 μM en cas de del 19). Auj, on a développé le MOVOCERTINIB.
Quels sont les 2 modèles de TKI qui s’opposent ?
Lequel est de meilleur pronostic ?
- un modèle de carcinogenèse multi étapes avec accumulation de plusieurs mutations sous l’influence de facteurs extrinsèques et intrinsèques. Exemple des adénocarcinomes bronchiques chez les fumeurs.
- et un modèle d’addiction oncogénique où une mutation suffit et éteint plusieurs voies ⇒ Le cancer ne dépend que de cette voie. Malgré l’accumulation d’altérations moléculaires multiples et complexes, la survie et le prolifération de la cellule cancéreuse sont alors dépendantes d’un seul oncogène.
Sur le plan thérapeutique, de meilleur pronostic si on identifie des drivers oncogéniques et qu’on parvient à les cibler ( EGFR, KRAS, ALK… ). - Le meilleur pronostic attribué à la présence d’un driver oncogénique est généralement lié à la possibilité d’utiliser une thérapie ciblée. En effet les TKI de l’EGFR font mieux que la chimiothérapie (étude IPASS 2009 avec Gefitinib chez les non fumeurs asiatiques : 70% de taux de réponse (regression de 30% de la tumeur), 1 an de PFS, 3 ans d’OS). Malheureusement, il existe beaucoup de cas de résistances primaires ou acquises.
Quels oncogènes sont les plus souvent mutés dans les cancers humains ?
Quelles mutations sont les plus fréquentes ?
- Les mutations KRAS concernent 25-30% des CBNPC.
- Les gènes RAS sont les oncogènes les plus fréquemment mutés dans les cancers humains (30% de tous les cancers : CBNPC, cancer colo-rectal, cancer du pancréas).
- Les mutations KRAS les plus fréquentes sont G12C (42%, traitement en développement actuellement), G12V (21%), G12D (17%), G12A (7%). Les transversions GT et GC sont associées au statut fumeur (G12C, G12V, G12A) alors que les transitions GA sont plutôt associées au statut non fumeur (G12D). Elles sont souvent associées à des mutations STK11 ou P53, mais généralement pas avec EGFR.
Définition de la résistance primaire ?
On définit la résistance primaire comme un traitement qui ne sera jamais efficace chez le patient (meilleure réponse = progression). Cela concerne environ 10% des patients traités par TKI de l’EGFR.
