Néoplasies myéloprolifératives classiques. Un modèle pour la médecine de précision?

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1 Néoplasies myéloprolifératives classiques Un modèle pour la médecine de précision? Classical myeloproliferative neoplasias A model for precision medicine? B.Cassinat1, 2, J.J. Kiladjian 2, 3, 4 RÉSUMÉ Les néoplasies prolifératives classiques BCR-ABL1 négatives sont des pathologies clonales caractérisées dans la majorité des cas par des mutations des gènes JAK2, CALR ou MPL. Il s agit de la maladie de Vaquez, de la thrombocytémie essentielle et de la myélofibrose. Leurs complications majeures sont d ordre vasculaire. Cette revue envisage les aspects diagnostiques, pronostiques et thérapeutiques de ces pathologies à la lumière des évolutions récentes dans la compréhension de leur physiopathologie. Summary Classical BCR-ABL1 negative myeloproliferative neoplasms are clonal diseases characterized in most cases by mutations of the JAK2, CALR or MPL genes. They are polycythemia vera, essential thrombocytemia and primary myelofibrosis. Their major complications are of vascular origin. This review covers the diagnostic, prognostic and therapeutic aspects of these diseases, in the light of recent evolutions in the understanding of their pathophysiology. Mots-clés : Maladie de Vaquez Thrombocytémie essentielle Myélofibrose JAK2 CALR MPL. Keywords: Polycythemia Vera Essential thrombocytemia Primary myelofibrosis JAK2 CALR MPL. 1 Service de biologie cellulaire, hôpital Saint-Louis, Paris. 2 UMRS 1134, Institut universitaire d hématologie, hôpital Saint-Louis, Paris. 3 Centre d investigations cliniques, hôpital Saint-Louis, Paris. 4 Université Paris-Diderot, Paris. Les néoplasies myéloprolifératives (NMP) BCR-ABL1 négatives sont des maladies clonales touchant la cellule souche hématopoïétique (CSH), caractérisées par une dérégulation de la production des cellules sanguines en lien avec une hypersensibilité aux cytokines. Les NMP regroupent 3 entités principales : la thrombocytémie essentielle (TE), la polyglobulie de Vaquez (PV) et la myélofibrose primitive (MFP). L histoire naturelle de chacune de ces NMP se compose d une phase chronique proliférative qui peut être suivie d une phase de myélofibrose secondaire pour la PV et la TE, ainsi que d une phase de transformation aiguë en syndrome myélodysplasique (SMD) ou en leucémie aiguë myéloïde (LAM) [1]. Les NMP sont des pathologies tumorales dont l incidence est d environ 10 nouveaux cas pour sujets par an et dont la prévalence va de 40 à 50 patients pour sujets. Les complications les plus fréquentes sont d ordre vasculaire (thromboses artérielles et veineuses, hémorragies) avec, parfois, des territoires de thrombose caractéristiques, comme les thromboses splanchniques dans lesquelles une NMP est impliquée dans environ la moitié des cas. Les NMP sont aussi associées à la survenue de thromboses cérébrales, de l artère de la rétine ou coronariennes, notamment chez des sujets jeunes. Enfin, la TE peut être responsable de complications de la grossesse du fait de l existence d un pic d incidence chez la femme jeune. La prise en charge de ces maladies s est longtemps heurtée à l absence de critères positifs et leur diagnostic reposait sur l exclusion des formes secondaires ou réactionnelles de thrombocytose ou de polyglobulie. Aujourd hui, l examen anatomopathologique de la moelle est redevenu un examen de premier plan et de nombreux marqueurs moléculaires ont été mis en évidence chez les malades atteints de NMP. Certains marqueurs participent au diagnostic et guident la thérapeutique, d autres reflètent le pronostic des patients, justifiant une mise au point sur leur impact théranostique. Marqueurs de diagnostic des néoplasies myéloprolifératives S il reste indispensable d éliminer une cause secondaire de thrombocytose ou de polyglobulie dans l arbre diagnostique, il est désormais possible de chercher des marqueurs positifs. 20

2 Néoplasies myéloprolifératives classiques L examen anatomopathologique de la moelle osseuse a toujours été requis dans les classifications diagnostiques reposant sur des critères morphologiques spécifiques de TE ou de PV (2). Mais c est dans le diagnostic de myélofibrose (primitive ou secondaire) que cet examen, qui permet l affirmation de la présence d une fibrose réticulinique ou collagène susceptible de faire l objet d une évaluation semi-quantitative (grade de 0 à 3 selon l OMS), trouve sa place principale. Plus récemment, les équipes allemandes ont défini des critères morphologiques (notamment sur la lignée mégacaryocytaire) permettant de distinguer les patients atteints d une vraie TE de ceux qui ont des formes débutantes de myélofibrose, sans fibrose encore constituée (stade préfibrotique), de présentation clinique très proche de celle de la TE. Il faut souligner que l application de ces critères fait débat et que certaines études ont rapporté la grande difficulté et la variabilité, d un observateur à l autre, des interprétations pour reconnaître ces stades préfibrotiques. C est en 2005, avec la mise en évidence de la mutation JAK2V617F dans les 3 types de NMP, que le diagnostic de ces maladies a connu une profonde modification, faisant entrer ces pathologies dans une phase de recherche biologique, clinique et thérapeutique intensive (3). Il est cependant rapidement apparu que, contrairement à la leucémie myéloïde chronique (LMC), les NMP ne sont pas toutes porteuses de la même anomalie moléculaire. En effet, la description de mutations dans l exon 12 de JAK2 puis dans le gène MPL qui code pour le récepteur de la thrombopoïétine, et enfin, plus récemment, dans le gène de la calréticuline ( CALR ) [4] démontre que plusieurs mutations initiatrices peuvent aboutir à des maladies apparemment similaires. Ces mutations sont considérées comme initiatrices (ou driver ), car elles sont capables de conférer aux cellules qui les portent les principales caractéristiques des cellules malades, c est-à-dire une hypersensibilité aux cytokines comme l érythropoïétine (EPO) ou la thrombopoïétine (TPO), voire une prolifération indépendante de ces facteurs de croissance. Par ailleurs, les modèles murins porteurs de ces gènes mutés développent des maladies très similaires aux NMP observées chez les patients. La classification OMS de 2008 a donc logiquement inscrit le premier marqueur moléculaire (JAK2V617F) comme élément majeur de diagnostic des différents sous-types de NMP. Une révision de cette classification est attendue en 2016, dans laquelle il a été proposé d inscrire également les mutations JAK2 exon 12 comme un autre critère majeur pour le diagnostic de PV, et les mutations MPLW515 et CALR exon 9 comme de nouveaux critères majeurs pour les diagnostics de TE et de MFP (2). Au-delà de leur présence, la question de la quantification de la charge allélique de ces mutations a fait l objet de plusieurs études. En effet, contrairement à ce qui est observé dans la LMC, la charge allélique au diagnostic des NMP est très variable d un patient à l autre (5). Il apparaît notamment que les patients atteints de TE ont de manière significative des charges alléliques JAK2V617F plus faibles que les patients atteints de PV ou de myélofibrose. La mesure de la charge allélique en soi n apparaît pas comme un critère diagnostique suffisamment discriminant du sous-type de NMP. Cependant, le suivi de la charge allélique au cours du temps chez un même patient présente l intérêt de permettre de suspecter une évolution de phénotype, puisque l on observe souvent une augmentation importante de la charge allélique JAK2V617F chez les patients atteints d une TE évoluant vers une myélofibros e, ce qui correspond à l expansion d un compartiment homozygote en général absent ou très minoritaire au stade de la TE. Enfin, il faut souligner le cas particulier des patients atteints d une thrombose splanchnique (du syndrome de Budd-Chiari, notamment) : dans environ la moitié des cas, ils sont porteurs d une NMP sous-jacente et doivent faire l objet d une exploration visant à établir ou exclure ce diagnostic, puisque la prise en charge ultérieure peut différer (6). En raison de l hyper splénisme, les chiffres de l hémogramme (en particulier les taux d hémoglobine ou l hématocrite) ne sont pas représentatifs et la recherche de la mutation JAK2V617F, en dépit d une numération le plus souvent normale, est un test de première importance dans ce contexte particulier. Un très faible nombre de ces patients qui n ont pas cette mutation présentent des mutations de CALR ; ces dernières peuvent donc également être recherchées dans ce contexte. Marqueurs du pronostic Depuis leur découverte, il est apparu que les mutations dans l exon 9 de CALR, initiatrices, sont associées à un meilleur pronostic que les mutations de JAK2 ou de MPL chez les patients atteints de myélofibrose. Cependant, le groupe de patients n ayant aucune de ces 3 mutations, appelés triple-négatifs, est celui qui présente le plus mauvais pronostic en termes de survie ou de risque de transformation aiguë (7). Au cours des dernières années et principalement grâce à l évolution des technologies de séquençage, de nombreuses autres mutations ont été décrites chez les patients atteints de NMP. Ces mutations s ajoutent à celles qui sont considérées comme initiatrices (JAK2, MPL, CALR), inconstantes et également retrouvées dans 21

3 d autres hémopathies myéloïdes comme les SMD ou les LAM. Ces mutations touchent des gènes impliqués dans les régulations épigénétiques (TET2, EZH2, ASXL1, IDH1/2, DNMT3A) ou la régulation de l épissage des ARN messagers (SRSF2, U2AF1), mais aussi des oncogènes (TP53, NRAS, KRAS, IKZF1). Les études d architecture clonale ont permis de montrer que l ordre d apparition des mutations est variable selon les patients et qu il existe une grande hétérogénéité dans la composition des clones présents chez chacun (8). Les patients atteints de myélofibrose présentent plus fréquemment des mutations additionnelles que les patients atteints de TE ou de PV. Même si l interconnexion fonctionnelle entre les mutations initiatrices et les mutations additionnelles sont encore mal comprises à l échelon cellulaire, il est apparu que la présence de certaines de ces mutations est associée à un pronostic plus défavorable chez les patients atteints de myélofibrose. C est notamment le cas des mutations dans EZH2, SRSF2 ou IDH1/2, mais le principal marqueur défavorable retrouvé dans toutes les études semble être la présence de mutations dans le gène ASXL1. Par ailleurs, si la présence de mutations dans des oncogènes semble également associée à un plus grand risque d évolution vers une LAM secondaire, en ce qui concerne TP53, il semble que la perte de l allèle sauvage soit le principal événement leucémogène. Enfin, comme cela a été rapporté pour d autres hémopathies myéloïdes, notamment les SMD, le nombre total de mutations semble aussi avoir un poids pronostique, puisque les probabilités de survie globale et de survie sans leucémie diminuent lorsque le nombre de mutations identifiées chez un patient donné augmente. Il faut cependant noter que toutes les études portant sur le pronostic des patients concernent la myélofibrose et qu il est probablement trop tôt pour extrapoler ces données aux patients atteints de TE ou de PV. Néanmoins, il semble important de pouvoir étudier plusieurs gènes dans le but d évaluer le risque d évolution des patients. Cela nécessite de pouvoir séquencer une grande quantité d ADN (plusieurs dizaines de kilobases). Les techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) permettent une telle approche, en particulier pour ce qui concerne le séquençage ciblé d un panel de gènes d intérêt. Chaque laboratoire peut définir son propre panel, mais des kits commerciaux ont fait leur apparition, qui proposent des panels myéloïdes visant, avec plus ou moins de succès, à simplifier cette approche. Si un certain nombre de gènes font l unanimité et sont présents dans tous les panels, le choix des séquences à analyser est aujourd hui hétérogène et il n existe pas encore de recommandations ou de consensus. Par ailleurs, si l offre commerciale quant aux séquenceurs reste assez restreinte, les technologies permettant de préparer les librairies (séquences à analyser) sont en pleine évolution et il existe de nombreuses solutions différentes entraînant une certaine hétérogénéité des approches. Enfin, le point crucial des analyses par NGS est l étude bio-informatique pour laquelle chaque laboratoire aura une stratégie particulière (liée au choix du panel, de la librairie et des outils d analyses bio-informatiques servant à définir le pipeline d analyse). Tout cela fait craindre un certain degré d hétérogénéité dans les résultats rendus. Les conclusions d une étude en cours de publication comparant les résultats obtenus dans 4 laboratoires différents sur 14 échantillons de patients NMP sont cependant très encourageantes. En effet, malgré le recours à 2 types de séquenceurs, 4 panels différents, 3 fournisseurs pour la préparation des librairies et 4 pipelines d analyse bio-informatique, les résultats obtenus montrent une très bonne concordance tant sur la détection des variants que sur la quantification des fréquences alléliques. Enfin, un contrôle de qualité national a été initié par le Groupe des biologistes moléculaires des hémopathies malignes (GBMHM), visant à une harmonisation des résultats. Impact thérapeutique des marqueurs moléculaires Actuellement, l objectif principal du traitement des NMP est de limiter le risque d événements vasculaires (thrombose ou hémorragie). Cependant, tout le monde s accorde maintenant à penser qu il faut également limiter à plus long terme le risque de transformation en myélofibrose, en SMD ou en LAM. Le choix thérapeutique se fait donc essentiellement selon des scores de risque vasculaire pour les PV et les TE, et de survie pour la MFP (1, 9). Dans les PV et les TE, aucune étude prospective n a montré de manière convaincante que le risque vasculaire était lié à la présence de telle ou telle mutation, ou que la charge allélique permettait de prédire le risque thrombotique. Les recommandations de traitement actuelles reposent donc sur des critères de risque clinique (l âge et la présence d antécédents vasculaires). Le choix des traitements cytoréducteurs chez les patients à haut risque se fonde davantage sur leur autorisation de mise sur le marché (AMM) ou sur la pratique clinique étayée par peu d études randomisées. Ainsi, les 2 traitements actuellement recommandés sont l hydroxyurée (HU) et l interféron alpha (IFNα) hors AMM, en traitement de première intention en cas de PV, l HU et l anagrélide en deuxième intention en cas de TE (9). Le suivi moléculaire des patients recevant un traitement cytoréduc- 22

4 Néoplasies myéloprolifératives classiques teur ne semble pas utile en pratique clinique courante. Cependant, plusieurs études ont montré que l IFNα était capable de réduire significativement la charge allélique en mutations JAK2V617F (10), et, plus récemment, en mutations de CALR dans la TE (11). Des réponses moléculaires complètes ont été obtenues chez certains patients, avec une mutation devenue indétectable au cours du traitement par IFNα, et il a même été décrit des périodes d arrêt de traitement prolongées après obtention de ces rémissions cliniques et moléculaires. Il peut donc être utile de suivre l évolution des marqueurs moléculaires chez les patients traités par IFNα. Plus récemment, le ruxolitinib (inhibiteur de JAK1/ JAK2) a obtenu une AMM en deuxième ligne pour les PV résistantes ou intolérantes à l HU (12). Des réponses moléculaires commencent à être observées dans l étude d enregistrement, RESPONSE, mais le recul est encore un peu court pour en mesurer la profondeur et l impact réel. Une étude préliminaire récente a également montré que l imetelstat, un inhibiteur de la télomérase, pouvait avoir un effet ciblé sur les clones porteurs de mutations (13). Cependant, quel que soit le traitement, la question principale reste de savoir si cette diminution de la charge allélique entraîne un bénéfice pour le patient. Il n existe pas de preuve scientifique formelle en ce sens à ce jour, mais il est difficile de penser que la diminution d un clone tumoral, quelle que soit la tumeur, serait péjorative. En tout cas, l obtention d une réponse moléculaire complète est une étape indispensable vers une éventuelle éradication des clones de NMP dans une perspective de guérison, alors que les traitements classiques ne sont que palliatifs, permettant de limiter le risque vasculaire sans éliminer la maladie sous-jacente. En ce qui concerne la myélofibrose, la situation est différente, puisque cette maladie entraîne une diminution très importante de la survie des patients par rapport à la population générale. Ce risque est cependant hétérogène et il est indispensable de le mesurer en utilisant les échelles actuelles : scores IPSS (International Prognostic Scoring System), DIPSS (Dynamic International Prognostic Scoring System), DIPSS+, etc. Ces différents scores, utilisés maintenant depuis plusieurs années, ont montré leur capacité à sélectionner les patients à haut risque, ayant une espérance de vie courte ce qui justifie des traitements plus risqués ou parfois expérimentaux. Cependant, aucun d entre eux n incluait les marqueurs moléculaires, évalués plus récemment dans un nouveau score appelé MIPSS (Mutation-Enhanced International Pronostic Scoring System), qui inclut les mutations de JAK2, MPL, ASXL1 et SRSF2 ainsi que la notion de triple-négativité. Ce nouveau score semble meilleur que l IPSS pour déterminer la survie, notamment pour détecter les patients au pronostic le plus défavorable. Ainsi, on constate que la présence de certaines mutations, et en particulier celles du gène ASXL1, peut peser dans la décision thérapeutique à prendre à l égard des patients atteints de myélofibrose. Par exemple, la présence de ces marqueurs biologiques de mauvais pronostic peut parfois conduire à proposer à des patients ayant une indication limite selon les critères cliniques l allogreffe de CSH, traitement potentiellement curatif mais faisant encourir un haut risque de mortalité/ morbidité aux sujets atteints de MFP, à l état général parfois très altéré. Cependant, la situation pourrait être plus complexe, puisqu il semble que le profil mutationnel puisse influencer la réponse à certaines molécules. Ainsi, par exemple, chez les patients porteurs de mutations à la fois de JAK2 et de TET2, nous avons montré que l IFNα était capable d éliminer les clones porteurs de la mutation de JAK2 sans affecter les clones porteurs de la mutation de TET2 (14). Par ailleurs, chez les patients atteints de TE porteurs de mutations de CALR, la présence de mutations additionnelles peut altérer la réponse moléculaire à l IFNα : la réponse des clones porteurs de mutations CALR peut être moins bonne chez les patients qui ont des mutations supplémentaires que chez ceux qui n ont que cette mutation (11). Ainsi, donc, le nombre, l ordre d acquisition et le type de cellule souche affectée par ces différentes mutations semblent des éléments fondamentaux pour la réponse aux traitements dans les NMP. Dans une perspective d éradication de la maladie chez ces patients, il semble alors peu probable qu une molécule unique soit capable d atteindre cet objectif. De fait, de nombreux essais cliniques testent actuellement différentes associations de molécules. Ces combinaisons se fondent essentiellement sur l utilisation du ruxolitinib chez les sujets atteints de myélofibrose, à quoi s ajoutent des molécules pouvant par exemple modifier l épigénétique (agents hypométhylants), ou encore l IFNα. L association du ruxolitinib avec le panobinostat (un inhibiteur d histone désacétylase [HDAC] ) semble assez prometteuse ; elle a fait l objet d un essai clinique assez avancé, aux résultats encourageants déjà présentés lors de congrès internationaux. Une étude de phase I-II combinant le ruxolitinib et l IFNα vient également de commencer en France (protocole RUXOPEG). Outre les traitements combinés, des traitements séquentiels peuvent aussi être intéressants pour, par exemple, associer une molécule capable de mettre en cycle l es cellules dormantes, comme cela a été montré avec l IFNα dans des modèles de LMC (15), et, ensuite, une thérapie ciblée. Un trai- 23

5 Les auteurs n ont pas précisé leurs éventuels liens d intérêts. tement séquentiel utilisant un inhibiteur de JAK suivi d une allogreffe de cellules souches pourrait aussi être intéressant, notamment en réduisant la splénomégalie avant greffe et en permettant d améliorer l état général très altéré de certains patients et de les rendre éligibles à cette allogreffe. Une étude prospective est en cours en France (étude JAKALLO), qui permettra, nous l espérons, d évaluer l intérêt de l utilisation du ruxolitinib pendant quelques mois avant une allogreffe de cellules souches. Conclusion Nos connaissances sur la physiopathologie, l évolution, et le traitement des NMP ont été profondément bouleversées depuis 10 ans, date de la découverte de la mutation JAK2V617F. Dans ces néoplasies, l utilisation à visée diagnostique des marqueurs biologiques est maintenant intensive. Il a également été montré que ces marqueurs avaient une valeur pronostique, qui reste cependant à valider dans des études prospectives. Enfin, leur intérêt thérapeutique est évident, puisqu ils ont déjà permis de détecter de nouvelles voies de recherche pour des thérapies ciblées qui n étaient pas suspectées auparavant. Il est aussi possible que les NMP soient des modèles de médecine de précision, puisque le profil mutationnel des patients pourrait conduire, à terme, à un choix individuel du traitement le plus adapté pour essayer d éliminer les cellules tumorales. Références 1. Barbui T, Barosi G, Birgegard G et al. Philadelphia-negative classical myeloproliferative neoplasms: critical concepts and management recommendations from European LeukemiaNet. J Clin Oncol 2011;29: Tefferi A, Thiele J, Vannucchi AM et al. An overview on CALR and CSF3R mutations and a proposal for revision of WHO diagnostic criteria for myeloproliferative neoplasms. Leukemia 2014;28: Vainchenker W, Delhommeau F, Constantinescu SN et al. New mutations and pathogenesis of myeloproliferative neoplasms. Blood 2011;118: Klampfl T, Gisslinger H, Harutyunyan AS et al. Somatic mutations of calreticulin in myeloproliferative neoplasms. N Engl J Med 2013;369: Delhommeau F, Dupont S, Tonetti C et al. Evidence that the JAK2 G1849T (V617F) mutation occurs in a lymphomyeloid progenitor in polycythemia vera and idiopathic myelofibrosis. Blood 2007;109: Kiladjian JJ, Cervantes F, Leebeek FW et al. The impact of JAK2 and MPL mutations on diagnosis and prognosis of splanchnic vein thrombosis: a report on 241 cases. Blood 2008;111: Tefferi A, Guglielmelli P, Lasho TL et al. CALR and ASXL1 mutations-based molecular prognostication in primary myelofibrosis: an international study of 570 patients. Leukemia 2014;28: Lundberg P, Karow A, Nienhold R et al. Clonal evolution and clinical correlates of somatic mutations in myeloproliferative neoplasms. Blood 2014;123: Kiladjian JJ. Current therapies and their indications for the Philadelphia-negative myeloproliferative neoplasms. Am Soc Clin Oncol Educ Book 2015;35:e Kiladjian JJ, Cassinat B, Chevret S et al. Pegylated interferon-alfa-2a induces complete hematologic and molecular responses with low toxicity in polycythemia vera. Blood 2008;112: Verger E, Cassinat B, Chauveau A et al. Clinical and molecular response to interferon alpha therapy in essential thrombocythemia patients with CALR mutations. Blood 2015;126(24): Vannucchi AM, Kiladjian JJ, Griesshammer M et al. Ruxolitinib versus standard therapy for the treatment of polycythemia vera. N Engl J Med 2015;372: Tefferi A, Lasho TL, Begna KH et al. A Pilot Study of the Telomerase Inhibitor Imetelstat for Myelofibrosis. N Engl J Med 2015;373: Kiladjian JJ, Massé A, Cassinat B et al. Clonal analysis of erythroid progenitors suggests that pegylated interferon alpha-2a treatment targets JAK2V617F clones without affecting TET2 mutant cells. Leukemia 2010;24: Essers MA, Offner S, Blanco-Bose WE et al. IFNalpha activates dormant haematopoietic stem cells in vivo. Nature 2009;458: Grandir ensemble, c est magique Continuons en 2016! Bonne et heureuse année à tous Claudie Damour-Terrasson et toute l équipe Edimark 24