Fer et carcinome hépatocellulaire

Fer et carcinome hépatocellulaire Pierre Nahon Service d Hépatologie Hôpital Jean Verdier Bondy Université Paris 13 INSERM U773 - Paris 7

Surcharge Hépatique en fer (Perls) Foie normal VHC VHB ALCOOL SYNDROME METABOLIQUE? Foie cirrhotique Foie tumoral

Surcharge Hépatique en fer (Perls) Foie normal VHC VHB? ALCOOL SYNDROME METABOLIQUE? Foie cirrhotique Foie tumoral

PROLIFERATION CELLULAIRE DIMINUTION DES DEFENSES ANTI-TUMORALES STRESS OXYDANT ATTEINTES STRUCTURALES DIRECTES ET MUTATIONS DE L ADN

Génération des ERO par le fer Fe2+ + O2 Fe3+ + O2.- (Réaction d Haber-Weiss) Fe2+ + O2.- + 2H+ Fe2+ + H2O2 Fe3+ + H2O2 Fe3+ + OH- + OH. (Réaction de Fenton)

Espèces réactives de l oxygène Protéines Lipides Oxydation... Péroxydation lipidique... Altérations des transports ioniques Systèmes enzymatiques... Altération Membranaire... ADN Bases modifiées : bases hydroxylées (8-OH guanine...), Simples et doubles cassures de l ADN, Modification des sucres et des protéines de l ADN. Altération de l expression des gènes... ATTEINTE CELLULAIRE

Espèces réactives de l oxygène Réponse cellulaire Activation de facteurs de transcription Induction de gènes de réponse au stress oxydant Anti-oxydants Enzymes de Réparation de l ADN Enzymes de Réparation des lipides Protéases, cytokines, protéines de choc thermique... Prolifération cellulaire abérrante Apoptose Nécrose Adaptation au Stress oxydant

Surcharge hépatique en fer et stress oxydant Ohhira et al, Alcohol Clin Exp Res 1998 Coloration de Perls Protéine HNE SHF et stress oxydant IH au cours de la maladie alcoolique du foie

Cancer Biomarkers 2009 Immuno-marquage au 8-OHdG Diminution des lésions oxydatives de l A DN après phlébotomies

Free Radic Biol Med 2007 Fer et stress oxydant IH: marqueurs de sévérité au cours des infections virales???

Jungst et al, Hepatology 2004 SHF et stress oxydant IH dans le parenchyme adjacent de CHC

Immuno-marquage au 8-OHdG Stress oxydant intra-hépatique, marqueur du risque de CHC Tanaka et al, Br J Cancer 2008

Acquisition de mutations Survie Prolifération cellulaire Synthèse d ADN Effets du fer sur l ADN Loeb et al, PNAS 1988 Chenoufi et al, J Hepatol 1997

La SHF stimule la prolifération cellulaire Troadec et al, J Hepatol 2006

Immuno-marquage p53 SHF et mutations de p53 Marrogi et al, JNCI 2001

LE FER: CO-FACTEUR DE CARCINOGENESE Furutani et al, Gastroenterology 2006 Contrôles (non TgM-C) Contrôles (non TgM-Fe) + Fer SUIVI 2 ANS VHC (TgM-C) VHC (TgM-Fe) + Fer

PROLIFERATION HNE VHC + FER VHC CONTROLES + FER CONTROLES PEROXYDATION LIPIDIQUE HHE

PROLIFERATION HNE VHC + FER VHC CONTROLES + FER CONTROLES PEROXYDATION LIPIDIQUE HHE 45% DE CHC vs 0% DANS LES AUTRES GROUPES

Toyokuni, Cancer Sci 2008 Conséquences du stress oxydant généré par la surcharge hépatique en fer

MALADIE DE WILSON GENETIQUE Hémochromatosique -Mutations HFE -Mutations TfR2 -Mutations Hémojuveline Non hémochromatosique -Mutations ferroportine -Aceruloplasminémie -Surcharge africaine SURCHARGE EN FER HEPATIQUE SYNDROME INFLAMMATOIRE APPORTS EXCESSIFS DESORDRES HEMATOLOGIQUES -Porphyrie cutanée tardive -Dysérythropoièse

VIRUS MALADIE DE WILSON GENETIQUE Hémochromatosique -Mutations HFE -Mutations TfR2 -Mutations Hémojuveline Non hémochromatosique -Mutations ferroportine -Aceruloplasminémie -Surcharge africaine ALCOOL SURCHARGE EN FER HEPATIQUE NASH SYNDROME INFLAMMATOIRE APPORTS EXCESSIFS DESORDRES HEMATOLOGIQUES -Porphyrie cutanée tardive -Dysérythropoièse

HEMOCHROMATOSE GENETIQUE FOIE NON CIRRHOTIQUE CHC

HEMOCHROMATOSE GENETIQUE CIRRHOSE?? CHC FOIE NON CIRRHOTIQUE

RR de CHC > 20 Le risque de CHC augmente avec l intensité et la durée de la SHF HEMOCHROMATOSE GENETIQUE La cirrhose n est pas un facteur Nécessaire au développement du CHC CHC=27 à 45% des causes de décès Bradbear et al, 1985 Niederau et al, 1985 Fargion et al, 1992 Blumberg et al, 1988 Britto et al, 2000 Elmberg et al, 2003

Hémochromatose cirrhotique et CHC CHC selon la cause de cirrhose Fattovich et al. Gastroenterology 2004;127:S35-S50

Etude de cohorte (n=28 509) Génotypage HFE C282Y Suivi=14 ans HFE YY = 193 - HR = 2.28, P = 0.01 (cancer colique) - HR = 2.39, P = 0.01 (cancer du sein)

Les rares cas de CHC développés sur foie non cirrhotique SHF dans le foie non tumoral retrouvée chez la moitié des malades Turlin et al, Hepatology 1995 Grando et al, J Hepatol 1998 Blanc et al, J Hepatol 2000 Bralet et al, Hepatology 2000

FER ET CHC SUR FOIE NON CIRRHOTIQUE La SHF dans le foie non tumoral de patients ayant un CHC sans cirrhose est supérieure à celle des témoins. Turlin et al, Hepatology 1995

Mutations HFE, fer et CHC sans cirrhose Blanc et al, J Hepatol 2000

HEMOCHROMATOSE GENETIQUE CIRRHOSE ALCOOL NASH VIRUS CHC FOIE NON CIRRHOTIQUE

* HCC Without HCC HFE C282Y (%) Controls Cauza et al, Am J Gastroenterol 2003 Boige et al, Gut 2003 * Fargion et al, Blood Cells Mol Dis 2001 Hellerbrand et al, Clin Gastroenterol Hepatol 2003 HFE C282Y et CHC

Type d étude Nombre de patients Patients Fer hépatique et CHC Mutation HFE C282Y et CHC Gut 2000 Cas-témoin 104 Homogènes (HCV) ND Non Blood Cells Mol Dis 2001 Cas-témoin 181 Hétérogènes Oui Oui Am J Gastroenterol 2002 Cas-témoin 277 Hétérogènes ND Oui Am J Gastroenterol 2003 Cas-témoin 162 Hétérogènes ND Non Clin Gastroenterol Hepatol 2003 Cas-témoin 244 Hétérogènes Oui Oui Gut 2003 Cas-témoin 233 Hétérogènes Non Non ND: Non déterminé HFE C282Y et CHC

FOIE NORMAL CIRRHOSE CHC

MORTALITE LIEE AU FOIE FOIE NORMAL CIRRHOSE MORTALITE EXTRA-HEPATIQUE - Cancers - Complications cardio-vasculaires - CHC

MORTALITE LIEE AU FOIE UE RISQ F TITI E P C OM FOIE NORMAL CIRRHOSE MORTALITE EXTRA-HEPATIQUE IF - Cancers COMPETIT UE - Complications RISQ cardio-vasculaires - CHC

METHODOLOGIE EN RECHERCHE TRANSLATIONNELLE CHEZ LES PATIENTS AYANT UNE CIRRHOSE Cirrhose CHC

METHODOLOGIE EN RECHERCHE TRANSLATIONNELLE CHEZ LES PATIENTS AYANT UNE CIRRHOSE Cirrhose - Serum - Foie A DN CHC

METHODOLOGIE EN RECHERCHE TRANSLATIONNELLE CHEZ LES PATIENTS AYANT UNE CIRRHOSE Cirrhose - Serum - Foie A DN CHC MORTALITE NON LIEE AU CHC

ALCOOL VHC SHF et décès au cours de la cirrhose Ganne-Carrié et al, Gut 2000

VIRUS MALADIE DE WILSON GENETIQUE Hémochromatosique -Mutations HFE -Mutations TfR2 -Mutations Hémojuveline Non hémochromatosique -Mutations ferroportine -Aceruloplasminémie -Surcharge africaine ALCOOL SURCHARGE EN FER HEPATIQUE NASH SYNDROME INFLAMMATOIRE APPORTS EXCESSIFS DESORDRES HEMATOLOGIQUES -Porphyrie cutanée tardive -Dysérythropoièse

DMT1 Ferroportine ALCOOL PENETRATION INTESTINALE

DMT1 Ferroportine PENETRATION INTESTINALE ALCOOL TfR1 CAPTATION HEPATIQUE NTBI

DMT1 HEPCIDINE Ferroportine PENETRATION INTESTINALE ALCOOL TfR1 CAPTATION HEPATIQUE NTBI

ACTIVATION MACROPHAGIQUE DMT1 HEPCIDINE TNFα Ferroportine PENETRATION INTESTINALE ALCOOL TNFα TfR1 CAPTATION HEPATIQUE NTBI

VHC ACTIVITE NECROTICO -INFLAMMATOIRE +++ TfR1 CAPTATION HEPATIQUE

ACTIVATION MACROPHAGIQUE VHC TNFα ACTIVITE NECROTICO -INFLAMMATOIRE +++ TfR1 CAPTATION HEPATIQUE

ACTIVATION MACROPHAGIQUE? HEPCIDINE? TNFα? PENETRATION INTESTINALE VHC TNFα ACTIVITE NECROTICO -INFLAMMATOIRE +++ TfR1 CAPTATION HEPATIQUE

Malades sans CHC Fer hépatique et survenue du CHC Score fer < 0 Score fer = 0 Score fer 0 P < 0,0001 Cirrhose alcoolique P = 0,9 Score fer > 0 Cirrhose virale C Nahon et al, Gastroenterology 2008 Mois

Malades sans CHC Mutation HFE C282Y et survenue du CHC Sans mutation C282Y Avec mutationc282y Avec mutation C282Y p=0.01 Cirrhose alcoolique p=0.1 Sans mutation C282Y Cirrhose virale C Mois

Facteurs influençant la surcharge hépatique en fer

Analyses multivariées

Cas: 1102 Ctr: 3766 Etudes: 9 TOUTES CAUSES ALCOOL

Sorrentino et al, J Hepatol 2009 SHF et CHC au cours de la cirrhose dysmétabolique

MODULATION GENETIQUE DU STRESS OXYDANT

Foie normal STRESS OXYDANT Foie cirrhotique SURCHARGE HEPATIQUE EN FER Foie tumoral

POLYMORPHISMES GENETIQUES Foie normal STRESS OXYDANT Foie cirrhotique SURCHARGE HEPATIQUE EN FER Foie tumoral

Chaîne respiratoire et phosphorylation oxydative membrane interne mitochondriale Transfert d électrons et de protons è NADH è H+ NAD+ Oxydation O2 H+ H2O Consommation d oxygène ψ è ADP+Pi H+ ATP Phosphorylation ψ : potentiel de membrane

Altérations de la chaîne respiratoire et espèces réactives de l oxygène membrane interne mitochondriale Inhibition du transfert des électrons è H+ è è NADH NAD+ Diminution oxydation O2 ERO ADP+Pi ATP Inhibition phosphorylation

Système antioxydant ERO

ENVIRONEMENT Système antioxydant ERO Lésions hépatiques

ENVIRONEMENT STRESS OXYDANT Système antioxydant ERO Lésions hépatiques

ENVIRONEMENT STRESS OXYDANT Système antioxydant ERO FACTEURS GENETIQUES MODULANT LA REPONSE AU STRESS OXYDANT Lésions hépatiques

Action des enzymes anti-oxydantes mitochondriales O2 e- H2 O2 - MnSOD Fe2+ Cu2+ CR OH H2 O GPx 1

Action des enzymes anti-oxydantes mitochondriales O2 e- H2 O2 - MnSOD Fe2+ H2 O GPx 1 Cu2+ CR Ala-16Val-MnSOD SNP OH Pro-198Leu-GPx1 SNP

Action des enzymes anti-oxydantes mitochondriales? O2 e- H2 O2 - MnSOD Fe2+ H2 O GPx 1 Cu2+ CR Ala-16Val-MnSOD SNP OH Pro-198Leu-GPx1 SNP

H2O2 H2O2 MnSOD, GPx1 et CHC Sutton et al, Cancer Res 2006

H2O2 H2O2 MnSOD, GPx1 et CHC FER HEPATIQUE Sutton et al, Cancer Res 2006

Patients Cellules transfectées H2O2 H2O2 Nahon et al, Free Radic Bio Med 2008

CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

SURCHARGE HEPATIQUE EN FER STRESS OXYDANT

SURCHARGE HEPATIQUE EN FER STRESS OXYDANT CHC

FACTEURS ENVIRONEMENTAUX FACTEURS GENETIQUES -Syndrome dysmétabolique -Alcool -Dose -Type -Mode -Facteurs nutritionnels -Aliments riches en fer -Oxydants/anti-oxydants SURCHARGE HEPATIQUE EN FER STRESS OXYDANT CHC

FACTEURS ENVIRONEMENTAUX FACTEURS GENETIQUES SURCHARGE HEPATIQUE EN FER -Syndrome dysmétabolique -Alcool -Dose -Type -Mode -Facteurs nutritionnels -Aliments riches en fer -Oxydants/anti-oxydants CAUSE DE LA MALADIE HEPATIQUE SOUS-JACENTE CHC STRESS OXYDANT

Participants: 232 606 Essais contrôlés: 68

Population générale

Population générale Population exposée Cirrhose

Population générale Population exposée Cirrhose Contexte biologique Alcool VHB VHC

Population générale Population exposée Cirrhose Contexte biologique Alcool VHB VHC Prise en compte des variations individuelles

Essai FeAST: randomisation de 1277 patients ayant AOMI (sans perturbations du bilan martial)

Zacharski et al, JNCI 2008 CANCER-RELATED DEATH CANCER INCIDENCE Essai FeAST La déplétion en fer réduit le risque de survenue de cancers

Saignées

Appel d offre INCa PAIR CHC 2009 CIRROX CIRROX : Etude de l effet de la déplétion en fer par saignées sur le risque de survenue du carcinome hépatocellulaire chez les malades ayant une cirrhose alcoolique compensée. Etude prospective, randomisée, multicentrique nichée dans la cohorte CIRRAL.

N=1200 Cirrhose alcoolique 1) Absence de contre-indication à la déplétion en fer 2) Consentement éclairé Mesure du fer hépatique par IRM E T U D E C I R R O X Absence de surcharge hépatique en fer Groupe 1 Cohorte CIRRAL Surcharge hépatique en fer Groupe 2 RANDOMISATION Groupe 2a Suivi périodique Groupe 2b Suivi périodique Phlébotomies / suivi périodique N=162 N=162 IRM Hépatique à 2 ans Survenue du CHC