IMMUNOHISTOCHIMIE ET TUMEURS ENDOCRINES

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1 IMMUNOHISTOCHIMIE ET TUMEURS ENDOCRINES Jean-Yves Scoazec Service d Anatomie et Cytologie Pathologiques Hôpital Edouard Herriot, Hospices Civils de Lyon INSERM UMR865, IFR62 Lyon

2 Tumeurs endocrines Tumeurs formées de cellules néoplasiques présentant des caractéristiques structurales, phénotypiques et fonctionnelles rappelant celles des cellules endocrines normales

3 Tumeurs endocrines Tumeurs formées de cellules néoplasiques présentant des caractéristiques structurales, phénotypiques et fonctionnelles rappelant celles des cellules endocrines normales Marqueurs diagnostiques: mettre en évidence ou confirmer la différenciation endocrine des cellules tumorales

4 Tumeurs endocrines Tumeurs formées de cellules néoplasiques présentant des caractéristiques structurales, phénotypiques et fonctionnelles rappelant celles des cellules endocrines normales Marqueurs diagnostiques: mettre en évidence ou confirmer la différenciation endocrine des cellules tumorales

5 Tumeurs endocrines: un groupe hétérogène Hétérogénéité structurale et fonctionnelle: Tumeurs formées de cellules sécrétant des hormones peptidiques (ou des dérivés d aminoacides) Tumeurs formées de cellules sécrétant des hormones stéroïdes Marqueurs diagnostiques: Hétérogénéité Révéler histogénétique: des profils phénotypiques Tumeurs d origine différents épithéliale pour contribuer T à la Tumeurs d origine classification neuro-ectodermique des tumeurs Hétérogénéité topographique endocrines Hétérogénéité génétique

6 Tumeurs endocrines: les questions clés Evaluer le risque de malignité et prédire l évolution Guider le traitement Marqueurs pronostiques: aider à la prédiction du risque évolutif et au choix du traitement

7 Les tumeurs «endocrines» Thyréocytes Tumeurs thyroïdiennes (vésiculaires, papillaires, ) Cellules endocrines productrices de peptides ou d amines Tumeurs endocrines d origine épithéliale: tumeurs (neuro)endocrines d origine neuroectodermique: carcinome médullaire de la thyroïde, paragangliomes, phéochromocytomes Cellules endocrines productrices de stéroïdes Tumeurs endocrines de la corticosurrénale et des gonades

8 Les outils du diagnostic immunohistochimique

9 Une gamme étendue Marqueurs généraux de différenciation: Marqueurs endocrines et neuro-endocrines Marqueurs spécifiques de lignées endocrines: Hormones Protéines liées à la synthèse et à la sécrétion d hormones et d amines biogènes Facteurs de transcription

10 Cellules endocrines secrétant des peptides Expression de la chromogranine A dans le pancréas endocrine Marqueurs neuroendocrines : NCAM CD57 membrane cytosol Marqueurs endocrines : chromogranines A et B autres granines grains de sécrétion Large dense core granules petites vésicules Small synaptic vesicles Marqueurs neuro-endocrines : synaptophysine Marqueurs neuro-endocrines : NSE PGP9.5 Expression de la synaptophysine dans l intestin grêle

11 Cellules endocrines secrétant des peptides Hormones peptidiques et amines biogènes grains de sécrétion Large dense core granules

12 Profil hormonal Localisation et type Hormones principales Hypophyse Parathyroïde Carcinome médullaire de la thyroïde Thymus Poumons Estomac Duodénum Jéjunum et iléon Appendice Côlon et rectum Pancréas Paragangliomes : Tête et cou Système sympathique Phéochromocytome (médullo-surrénale) ACTH, PRL, GH, TSH, FSH/ LH Parathormone Calcitonine ACTH Sérotonine, calcitonine, bombésine Histamine, sérotonine, gastrine Sérotonine, gastrine, somatostatine Sérotonine, substance P Sérotonine, substance P a/ Sérotonine, substance P b/ Entéroglucagon, PP/PYY Insuline, glucagon, somatostatine, polypeptide pancréatique, VIP, gastrine, calcitonine Dopamine, noradrénaline Sérotonine, dopamine, noradrénaline Adrénaline, noradrénaline Cortico-surrénale Hormones stéroïdes

13 Cellules endocrines secrétant des stéroïdes Pas de grains de stockage hormonal Marqueurs neuroendocrines : NCAM (glomérulée) membrane cytosol reticulum endoplasmique lisse petites vésicules Small synaptic vesicles Indétectables à l état normal (sauf zone glomérulée?) Détectables en cas d hyperplasie ou de néoplasie Marqueurs neuro-endocrines : NSE (glomérulée) Marqueurs neuro-endocrines : synaptophysine

14 Les tumeurs endocrines Type Marqueurs généraux Chromogranine A Synaptophysine Tumeurs thyroïdiennes Tumeurs (neuro)endocrines, carcinome médullaire de la thyroïde, paragangliomes, phéochromocytome Tumeurs endocrines à stéroïdes /-

15 Cellules endocrines secrétant des stéroïdes Hormones lipidiques, non directement détectables par IHC Cible IHC: enzymes impllquées dans la buiosynthèse des hormones stéroïdes (exemple: 17alpha-hydroxylase) reticulum endoplasmique lisse petites vésicules Small synaptic vesicles

16 Facteurs de différenciation et de transcription Cellules endocrines peptidergiques Origine épithéliale Dérivent des mêmes précurseurs que les autres types de cellules épithéliales du segment anatomique dans lequel elles sont localisées

17 Rôle de l immunohistochimie dans la démarche diagnostique

18 Marqueurs diagnostiques Intérêt pour le diagnostic positif Intérêt pour le diagnostic différentiel Intérêt dans des problèmes particuliers

19 Les arguments du diagnostic positif Arguments morphologiques Arguments histochimiques Arguments immunohistochimiques

20 Aspects morphologiques Tumeur bien différenciée Tumeur peu différenciée

21 Aspects morphologiques Tumeur bien différenciée

22 Arguments histochimiques Coloration de Grimélius Cellules endocrines secrétant des peptides

23 Arguments immunohistochimiques Démonstration du phénotype endocrine Un marqueur endocrine Chromogranine A Un ou plusieurs marqueurs neuroendocrines Synaptophysine NCAM (CD56)

24 Sensibilité des marqueurs de différenciation CgA Syn CD57 PGP9.5 NCAM Tumeurs endocrines digestives (n=121)

25 Facteurs influençant la sensibilité des marqueurs de différenciation Propriétés biologiques du marqueur Contraintes techniques Qualités de l anticorps utilisé Techniques de mise en évidence

26 Sensibilité des marqueurs de différenciation Chromogranine A: des limites de sensibilité Propriétés biologiques Qualité des anticorps

27 Spécificité des marqueurs de différenciation Chromogranine A Synaptophysine PGP9.5, Leu 7 NCAM NSE

28 Démonstration du phénotype endocrine Toujours fait en pratique Peu utile si la tumeur est bien différenciée et morphologiquement typique : CGA SYN ± autre mq NE Très utile si la tumeur est peu différenciée SYN autres mq NE ± CGA chromogranine A synaptophysine

29 Phénotype en fonction du degré de différenciation Chromogranine A Synaptophysine NCAM Tumeurs bien différenciées Tumeurs peu différenciées /- /-

30 Démonstration du phénotype endocrine Intérêt majeur dans les tumeurs endocrines de présentation atypique «Carcinoïdes» à cellules claires «Carcinoïdes» à cellules caliciformes (adénocarcinoïdes)

31 Particularités immunohistochimiques en fonction du type de tumeur Mise en évidence de populations cellulaires additionnelles Cellules sus-tentaculaires: Paragangliomes Tumeurs endocrines de l appendice Cellules gliales et ganglionnaires Paragangliome gangliocytique Expression de marqueurs inattendus ACE dans les carcinomes médullaires de la thyroïde

32 Cellules sus-tentaculaires Paragangliome, protéine S100

33 Cellules sus-tentaculaires Tumeur endocrine bien différenciée de l appendice

34 Localisation et type Hypophyse Parathyroïde Carcinome médullaire de la thyroïde Thymus Poumons Estomac Duodénum Jéjunum et iléon Appendice Côlon Rectum Pancréas Paragangliomes : Tête et cou Système sympathique Phéochromocytome (médullo-surrénale) Cortico-surrénale, gonades Chromogranine A - - Marqueurs généraux Synaptophysine /- Marqueurs spécifiques ACE S100, CK20 Chromogranine B PLAP S100 S100

35 Diagnostic différentiel Tumeur endocrine bien différenciée: formes rares de tumeurs épithéliales de morphologie «endocrinoïde» Tumeur endocrine peu différenciée: autres formes de tumeurs morphologiquement peu différenciées (lymphomes, PNET, carcinome de Merkel )

36 Tumeurs bien différenciées Vimentine Tumeur pseudopapillaire et solide du pancréas

37 Tumeurs peu différenciées synaptophysine cytokératine 20 Carcinome de Merkel

38 Classification morphofonctionnelle

39 Profil hormonal Localisation et type Hormones principales Hypophyse Parathyroïde Carcinome médullaire de la thyroïde Thymus Poumons Estomac Duodénum Jéjunum et iléon Appendice Côlon et rectum Pancréas Paragangliomes : Tête et cou Système sympathique Phéochromocytome (médullo-surrénale) ACTH, PRL, GH, TSH, FSH/ LH Parathormone Calcitonine ACTH Sérotonine, calcitonine, bombésine Histamine, sérotonine Sérotonine, gastrine, somatostatine Sérotonine, substance P Sérotonine, substance P a/ Sérotonine, substance P b/ Entéroglucagon, PP/PYY Insuline, glucagon, somatostatine, polypeptide pancréatique, VIP, gastrine, calcitonine Dopamine, noradrénaline Sérotonine, dopamine, noradrénaline Adrénaline, noradrénaline Cortico-surrénale Hormones stéroïdes

40 Sérotonine Carcinome endocrine bien différencié de l iléon Glucagon Tumeur endocrine bien différenciée du pancréas

41 Plusieurs situations Détection d une ou plusieurs hormones Expression d une seule hormone Expression de plusieurs hormones dans des populations différentes (exceptionnellement dans la même population) Sécrétions eutopiques ou ectopiques Pas d hormone détectée Absence de synthèse Synthèse en quantité insuffisante Synthèse de formes anormales (gastrine)

42 Phénotype en fonction du degré de différenciation Chromogranine A Synaptophysine NCAM Hormones Neuropeptides Tumeurs bien différenciées Tumeurs peu différenciées /- /- /- -

43 Un point de terminologie Notion de tumeur fonctionnelle: Tumeurs associées à, ou révélées par, des symptômes cliniques traduisant une hypersécrétion hormonale Exemple: «insulinome»: tumeur endocrine associée à des crises d hypoglycémie

44 Profil hormonal Faut-il toujours le faire? NON Faut-il ne jamais le faire? NON Applications: classification morpho-fonctionnelle (hypophyse, pancréas) aide à l identification du site primitif devant une métastase révélatrice (hormone comme marqueur spécifique de tissu) aide au contrôle de la qualité du traitement (tumeurs multiples) aide pour la prise en charge ultérieure du malade (hormone comme marqueur tumoral)

45 Problèmes diagnostiques particuliers

46 Identification du site primitif d une métastase révélatrice Arguments morphologiques Profil hormonal Marqueurs spécifiques de tissu Exemples: VMAT2 (estomac) NSP55 (pancréas) Cdx2 (intestin) TTF1 (thorax)

47 Facteurs de transcription Cdx2 TTF1

48 Sensibilité et spécificité CDX2: Sensibilité: pas meilleure que celle de la détection de la sérotonine TTF1: Sensibilité: controversée Spécificité: pas spécifique des lésions d origine thoracique

49 Phénotype en fonction du degré de différenciation Chromogranine A Synaptophysine NCAM Hormones Neuropeptides Facteurs de transcription Tumeurs bien différenciées Tumeurs peu différenciées /- /- /- - - (sauf TTF1)

50 Identification d un syndrome de prédisposition génétique MEN1: MEN-1, ménine; hypophyse, parathyroïdes, thorax, intestin antérieur MEN2: RET; carcinome médullaire de la thyroïde, paraganglions VHL: VHL; pancréas, surrénale, paraganglions TSC: TSC1 ou TSC2; pancréas NF1: NF1; ampoule de Vater, surrénale, paraganglions PGL (1, 3 et 4): SDHD, C, B; surrénales, paraganglions

51 Identification d un syndrome de prédisposition génétique Arguments morphologiques inconstants Exemple : hyperplasie endocrinienne dans le tissu cible (MEN1, MEN2) Arguments immunohistochimiques MEN1: ménine MEN2: protéine RET TSC: hamartine et tubérine VHL: protéines HIF Arguments génétiques

52 Evaluation du risque de malignité et prédiction de l évolution: quels marqueurs pronostiques?

53 Un problème d importance variable selon la localisation Incidence de tumeurs malignes en fonction du site: Hypophyse, parathyroïdes: exceptionnelle Bronches: 20% Tube digestif: 60% Surrénales: rare

54 Quatre questions Comment identifier une tumeur d emblée maligne? Comment identifier une tumeur susceptible de se comporter à terme comme une tumeur maligne? En cas de tumeur maligne, comment prédire la vitesse d évolution? Peut-on orienter le choix d un traitement et/ou prédire la réponse à un traitement?

55 Définition de la malignité Signes objectifs: Différenciation morphologique Evidence d une dissémination métastatique Evidence d une invasion locale Signes prédictifs: Facteurs histopronostiques

56 En l absence de signe objectif de malignité: quels signes prédictifs? Facteurs histopronostiques validés Taille Nécrose Indices de prolifération Index mitotique Index Ki67

57 Mieux évaluer le risque évolutif des carcinomes endocrines digestifs bien différenciés Proposition de grade histologique (ENETS, 2006) Carcinomes bien différenciés Carcinomes peu différenciés

58 Mieux évaluer le risque évolutif des carcinomes bien différenciés Proposition de grade histologique (ENETS, 2006) Carcinomes bien différenciés Quel traitement? Quelle surveillance?

59 Quelles sont les limites des paramètres histopronostiques «validés»? Techniques de mesure ou d évaluation Reproductibilité Définition des seuils Justification d études et de travaux complémentaires pour améliorer les techniques d évaluation et l interprétation des paramètres histopronostiques «validés»

60 Aide à l identification des Exemple: p53 formes agressives Expression nucléaire caractéristique des formes peu différenciées

61 Phénotype en fonction du degré de différenciation Chromogranine A Synaptophysine NCAM Hormones Neuropeptides Facteurs de transcription Ki67 p53 Tumeurs bien différenciées <20% - Tumeurs peu différenciées /- /- /- - - (sauf TTF1) >20%

62 Un besoin de marqueurs complémentaires Affiner l évaluation du pronostic Aider à la prise en charge thérapeutique : guider le choix de la stratégie thérapeutique prédire la réponse au traitement monitorer les effets du traitement

63 Affiner l évaluation du pronostic

64 Plusieurs stratégies Approche «traditionnelle» : choix de marqueurs a priori et validation à travers une étude anatomoclinique Quelques exemples: beta-hcg cytokératine 19 densité vasculaire intra-tumorale Beaucoup d appelés peu d élus Justification biologique? Validation clinique? Faisabilité et reproductibilité? DVIT>300 DVIT<300

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66 De nouvelles stratégies Approche «moléculariste»: analyse globale par techniques à haut débit, identification de marqueurs potentiels, validation anatomoclinique et transfert vers le diagnostic Cibles: Génome (exemple: LOH 3q, chromosome X) Transcriptome Méthylation des promoteurs Profil des mirna Protéome Etat des lieux: Un petit nombre d études Des résultats variables Une validation clinique et un transfert vers le diagnostic à faire

67 Aider à la prise en charge thérapeutique

68 Plusieurs exemples Identification de cibles de biothérapies mtor Récepteurs de la somatostatine Récepteurs tyrosine kinase Identification de facteurs de réponse au traitement MGMT (témozolomide) sst2 MGMT

69 Conclusion Des marqueurs diagnostiques bien établis, validés, utiles au diagnostic positif et différentiel Des marqueurs pronostiques difficiles à valider techniquement et cliniquement