Identification de nouveaux gènes de prédisposition héréditaire au cancer du sein par génotypage tumoral et séquençage de nouvelle génération

Identification of new breast cancer susceptibility genes by tumor single nucleotide polymorphism array and next generation sequencing

• Auteur / Autrice : Virginie Bubien
• Direction : Michel Longy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique
• Date : Soutenance le 12/12/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Actions for OnCogenesis understanding and Target Identification in ONcology (Bordeaux ; 2016-2021)
• Jury : Président / Présidente : Benoît Arveiler
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cyril Goizet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Stéphane Bézieau, Nadine Andrieu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies héréditaires

Cancer du sein

Mots clés libres

Cancer du sein familial

ATM

Puces SNP

NGS

Risque de cancer du sein

Familial breast cancer

ATM

SNP array

NGS

Breast cancer risk

Résumé

5 à 10% des cancers du sein sont héréditaires mais parmi ceux-ci seulement la moitié est expliquée par une altération constitutionnelle d’un gène de prédisposition connu tels que les gènes BRCA1 et BRCA2. L’importante hétérogénéité génétique qui caractérise les famillesBRCAx rend difficile la réalisation d’études familiales groupées et ne permet pas l’identification de nouveaux gènes de prédisposition au cancer du sein selon les méthodes classiques de liaison génétique ou d’association. Les techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) à l’échelle de l’exome ou du génome entier, autorisent en revanche l’étude de familles individuelles à la recherche de mutations constitutionnelles privées mais le nombre considérable de variants génétiques identifiés impose leur tri sur des critères de pathogénicité ou de récurrence. Un autre critère de tri peut être représenté par l’identification de régions candidates définies en fonction de réarrangements génomiques tumoraux communs à plusieurs tumeurs au sein d’une même famille. Le génotypage tumoral par puces SNP (pour single nucleotide polymorphism) permet en effet la détection d’haplotypes conservés dans des régions récurrentes de LOH (pour loss of heterozygosity) communes à plusieurs tumeurs familiales et donc l’identification de régions candidates suspectes d’abriter des mutations germinales dans des gènes de prédisposition au cancer. La combinaison de ces deux approches, génotypage tumoral puis NGS, a été appliquée à une série de 17 familles avec agrégation de cancers du sein pour lesquelles au moins deux échantillons tumoraux étaient disponibles. Aucun nouveau gène de prédisposition au cancer du sein n’a été identifié mais une mutation délétère constitutionnelle du gène ATM a ainsi été retrouvée, associée à une perte de l’allèle sauvage dans les 2 tumeurs d’une famille BRCAx. L’analyse de 17 tumeurs du sein supplémentaires provenant de 10 familles avec agrégation de cancers du sein et mutation constitutionnelle du gène ATM identifiée chez le cas index, a révélé que l’allèle sauvage d’ATM était fréquemment perdu dans ces tumeurs (>80% contre 20% attendu en situation sporadique ; p<0.001). Ce résultat plaide fortement en faveur de l’implication d’ATM dans la carcinogénèse de ces cancers du sein tel un gène suppresseur de tumeur et suggère que les mutations constitutionnelles d’ATM sont impliquées dans des formes familiales de cancer du sein.

Hereditary breast cancers (BCs) account for 5-10% of all diagnosed BCs, yet only 50% of such tumors arise in the context of a germline mutation in known tumor suppressor genes such as BRCA1 or BRCA2. The vast genetic heterogeneity which characterizes BRCAx families makes grouped studies impossible to perform. Next generation sequencing (NGS) techniques, however, allow individual families to be studied in order to identify private mutations. Single nucleotide polymorphism (SNP) arrays allow the detection of conserved haplotypes within recurrent regions of loss of heterozygosity, common to several familial tumors, therefore identifying genomic loci likely to harbor a germline mutation in cancer predisposition genes. The combination of both exome sequencing and SNP arrays for a series of 17 familial BC did not allow the identification of a novel BC predisposition gene, but revealed a germline ATM mutation associated with a loss of the wild-type allele in a BRCAx family. The analysis of 17 additional breast tumors from ten BC families in which a germline ATM mutation had been identified revealed a high frequency of wild-type allele loss in these tumors (>80% compared to the 20% expected in sporadic BC; p <0.001). This result argues strongly in favor of the involvement of ATM in the carcinogenesis of these tumors as a tumor suppressor gene and suggests that germline ATM mutations are involved in a subset of familial BC.