Étude des mécanismes de récidive métastatique dans les cancers du sein luminaux de stade précoce : impact du microenvironnement tumoral

Study of the mechanisms of metastatic recurrence in early luminal breast cancers : impact of the tumor microenvironment

• Auteur / Autrice : Claire Bonneau
• Direction : Fatima Mechta-Grigoriou, Roman Rouzier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Hématologie et oncologie
• Date : Soutenance le 23/11/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Hématologie, oncogenèse et biothérapies (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cancer, Hétérogénéité, Instabilité et Plasticité
• Jury : Président / Présidente : Cyril Touboul
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fatima Mechta-Grigoriou, Roman Rouzier, Cyril Touboul, Catherine Muller, Vincent Lavoué
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Muller, Vincent Lavoué

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métastases

Cancer du sein

Micro-environnement tumoral

Mots clés libres

Cancer du sein luminal

Fibroblaste associé au cancer

Stroma

CDH11 / cadhérine-11

Lymphocytes infiltrant la tumeur

Microenvironnement tumoral

Luminal breast cancer

Stroma

CDH11 / cadherin 11

Tumor infiltrating lymphocytes

TILs

Tumor microenvironnement

Cancer associated fibroblasts

Résumé

Les cancers du sein de stade précoce constituent un enjeu de santé publique du fait de leur fréquence élevée (70% des nouveaux cas diagnostiqués). Parmi eux, les cancers luminaux (exprimant les récepteurs hormonaux sans surexpression de l’HER2) de stade T1N0, de moins de 2cm sans envahissement ganglionnaire, ont un pronostic spontanément favorable et font ainsi l’objet de peu d’études dédiées. Néanmoins certaines de ces patientes (5 à 10% à 10 ans) vont récidiver avec des métastases à distance et mourir. L’identification de facteurs pronostiques pour ces tumeurs et une meilleure compréhension des mécanismes de récidive pourraient permettre de discriminer les tumeurs réellement indolentes pour lesquelles le traitement pourrait être diminué et au contraire, les tumeurs les plus à risque de récidive pour lesquelles un traitement devrait être renforcé. L’objectif de ce travail de thèse était d’identifier les mécanismes de la récidive métastatique dans les cancers du sein luminaux de stade T1b-cN0M0 au diagnostic en analysant plus spécifiquement le microenvironnement tumoral. Pour cela, nous avons constitué une cohorte de patientes ayant eu un cancer du sein T1b-cN0, de type luminal (exprimant les récepteurs hormonaux sans surexpression de l’HER2) de type cas (patientes avec récidive métastatique à distance) / témoin (patiente sans récidive à distance), à partir de la cohorte de patientes suivies à l’Institut Curie. Les témoins étaient choisis appariés aux cas sur les principaux facteurs pronostiques connus : âge, grade tumoral et prolifération tumorale estimée par le Ki67. Nous avons ensuite évalué les facteurs de récidive dépendant des cellules tumorales. En analyse univariée, on montre qu’une moins bonne différenciation (baisse de l’expression de la E-cadhérine) est associée à la récidive. Par ailleurs, le score de récidive prédit par la signature transcriptomique ProsignaTM est plus élevé chez les cas que chez les contrôles sans que la discrimination entre les deux ne soit parfaite pour cette population de cancers du sein. L’originalité de notre étude reposait sur l’étude détaillée du microenvironnement tumoral. Sur le plan immunologique, l’analyse systématique quantitative et qualitative, en immunohistochimie, de l’infiltrat immun montre une absence d'association avec les lymphocytes B, macrophages et cellules dendritiques. En revanche, on observe une baisse des lymphocytes T CD4+ tumoraux chez les cas, sans autres association concernant les différents sous-types de lymphocytes T. Dans la continuité des travaux déjà réalisé au laboratoire du Dr Fatima Mechta-Grigoriou, l’analyse des différents sous-types de fibroblastes associés au cancer (CAF) dans notre cohorte révélait que les cas étaient plus spécifiquement enrichis en CAF activés de type CAF-S1 alors que la quantité globale de stroma ne soit pas associée à la récidive. Ici, l’action des CAF-S1 est médiée par la cadhérine-11 qui augmente les capacités de migration et invasion des cellules tumorales in vitro par stratégie siRNA. En analyse multivariée, les caractéristiques du microenvironnement et en particulier l’enrichissement en CAF-S1 restent significativement associées à la récidive.En conclusion, nous avons identifié que la survenue de métastases dans les cancers du sein luminaux de stade précoce repose sur des mécanismes associés au micro-environnement tumoral tels que la présence de CAF-S1 et leur expression de la cadhérine-11, indépendamment des cellules tumorales elles-mêmes. L’enrichissement en CAF-S1 dans le stroma tumoral était également un facteur de mauvais pronostic.

Purpose: Early luminal breast cancers (BC) represent 70% of newly diagnosed BC. Their prognosis is generally favorable but some patients (around 5 to 10% at 10 years) will relapse with distant metastases and most of them will die. Because this dismal prognosis concerns a small number of patients, T1N0 BC have been rarely studied. The aim of this work was to identify the mechanisms of metastatic recurrence in luminal breast cancers T1b-cN0M0 at diagnosis by deciphering characteristics of both epithelial cancer cells and their surrounding tumor microenvironment (TME). Experimental Design: We constituted a cohort of luminal T1b-cN0 BC patients with metastatic recurrence (defined as "cases”) and corresponding "controls" (i. e. patients without metastatic relapse) matched (1:1) to cases on the main known prognostic factors: age, tumor grade and tumor proliferation (assessed by Ki67). Results: We found that properties in both epithelial compartment and TME are indicative of relapse in early luminal breast cancers. In univariate analysis, the loss of differentiation (assessed by the reduced expression of CDH1/E-cadherin) in cancer cells is associated with recurrence, as also predicted by high ROR score using ProsignaTM test. In TME, quantitative and qualitative immunohistochemical analyzes reveals that “cases” are characterized by a significant decrease in CD4+ T lymphocytes and an accumulation of a particular subset of Cancer Associated Fibroblasts (CAF-S1) compared to “controls”, without any other association of T lymphocyte subtypes, B lymphocytes, macrophages or dendritic cells. In multivariate analysis, TME features, in particular CAF-S1 enrichment, remain significantly associated with recurrence, which demonstrates their biological and clinical relevance. Finally, by performing functional analyses, we demonstrated that CAF-S1 pro-metastatic properties are -at least in part- mediated by CDH11/Osteoblast cadherin, consistent with the fact that the bones are a major site of metastases in these patients. Conclusions: Distant recurrence in early luminal BC is strongly associated with TME features, such as the presence of CAF-S1 and their expression of CDH11. This is independent of tumor cells and represents a new prognostic factor of distant relapse in early luminal BC patients. This could justify targeted therapies against CAF-S1 or CDH11 in these cases.