Aspects moléculaires des dyscrasies plasmocytaires : intérêts diagnostiques, pronostiques et théranostiques

The genetic architecture of plasma cell disorders

• Auteur / Autrice : Eileen Mary Boyle
• Direction : Charles Dumontet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 15/12/2020
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon
• Jury : Président / Présidente : Hervé Ghesquières
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Charles Dumontet, Catherine Thieblemont, Mohamad Mohty, Jo Caers, Jill Corre, Norma Gutiérrez, Brian Walker
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Thieblemont, Mohamad Mohty

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pronostic (médecine)

Diagnostic moléculaire

Myélome multiple

Génétique moléculaire

Sang -- Maladies

Mots clés libres

Myélome

Génétique

Séquençage

Myélome indolent

Amylose AL

Biologie Moléculaire

Myeloma

Genetic

Sequencing

Smouldering Myeloma

Amyloidosis

Molecular biology

Résumé

Les dyscrasies plasmocytaires regroupent un ensemble d’hémopathies lymphoïdes matures caractérisées par la production d’un composant monoclonal. Il s’agit d’un ensemble d’hémopathies hétérogènes regroupant des entités asymptomatiques tel que le myélome indolent (SMM) ou la gammapathie monoclonale de signification indéterminée (MGUS) à des formes aux symptômes divers allant du myélome multiple (MM) à l’amylose à chaine légère (AL). L’objectif de ce travail est de caractériser ces entités au niveau moléculaire en vue d’établir des similarités et des différences qui pourraient être utile en clinique. A ces fins, un séquençage exomique complet de 24 AL au diagnostic a été réalisé et a permis de mettre en évidence l’absence de spécificité d’un point de vue mutationnel ou cytogénétique. Cette entité s’inscrit donc dans le spectre complet des hémopathies plasmocytaires allant de la MGUS au MM symptomatique. En vue de caractériser les différences entre le myélome symptomatique et asymptomatique, un séquençage ciblé de 82 patients atteints de SMM et 223 patients atteints de MM au diagnostic a permis de mettre en évidence que certaines anomalies sont moins fréquentes dans le myélome indolent tel que la t(4 ;14), les réarrangements de MYC, les gain(1q) et les mutations de NRAS et FAM46C suggérant qu’il s’agit d’anomalies associées soit à une courte phase asymptomatique ou des marqueurs de transformation. Par ailleurs la contribution d’APOBEC à la mutagénèse était moindre chez dans les échantillons de SMM. L’ensemble de ces données sont donc en faveur d’un modèle en deux temps, où l’acquisition d’évènements secondaires déstabilise la cellule tumorale qui peut alors proliférer, ce qui conduit au développement de symptômes cliniques. Mais puisqu’il s’agit d’un phénomène dynamique, l’analyse séquentiel de 53 échantillons médullaire issu de 9 patients au cours du temps a permis de déterminer l’évolution de l’architecture clonale, ainsi que les facteurs favorisant la compétition clonale au cours du temps. L’ensemble de ces données collectées ont permis d’identifier des populations à risque de développer une forme symptomatique de la maladie et pourrait être utilisée à des fins de diagnostic personnalisé précoce en clinique s’appuyant sur des critères clinico- biologique. Enfin concernant le MM proprement-dit, par un séquençage ciblé de 223 patients jeune au diagnostic, des facteurs mutationnels pronostic tel que BRAF et DIS3 ont été identifié. Chez le sujet âgé, l’analyse d’un groupe de 980 patients séquencé au préalable, a mis en évidence un excès de chromothrypsis chez les sujets âgés possiblement corrélé à la longueur des télomères leucocytaires. Par ailleurs, ces données suggèrent l’existence d’une hématopoïèse clonale chez 10% des patients, qui augmente avec l’âge mais ne conditionne pas le pronostic. Enfin, un liens potentiel entre longueur des télomères tumoraux, et instabilité génomique sous tendant une survie défavorable chez le sujet âgé a pu être mise en évidence confirmant ainsi la place de la génétique dans l’appréciation du pronostic de ces patients. Au total, l’ensemble de ces données sont en faveur de l’intérêt croissant pour la génomique dans les dyscrasies plasmocytaires. En amenant de la précision au diagnostic et pronostic des formes asymptomatiques, elle ouvre la voix au raffinement de la prise en charge de patients et offre une base pour des études futures tant cliniques que fondamentales.

The clinical presentation of plasma cell disorders is heterogeneous ranging from asymptomatic conditions such as Monoclonal Gammopathy of Undetermined Significance (MGUS) or Smouldering Multiple Myeloma (SMM) to symptomatic form of diseases such as Multiple Myeloma (MM) or light chain Amyloidosis (AL). This work aims at understanding the genetic basis of some of these clinical differences. To achieve this, 24 CD138+AL samples were sequenced. These data identified a genetic make-up of AL, not only in terms of copy number abnormalities and translocations but also mutations, that is similar to other plasma cell disorders suggesting the phenotype differences are not related to the genetic architecture of the underlying plasma cell disorder. To identify the molecular keys of progression SMM) we studied 82 patients with targeted sequencing. We compared these results to MM patients. We found fewer NRAS and FAM46C mutations together with fewer adverse translocations, del(1p), del(14q), del(16q), and del(17p) in SMM consistent with their role as drivers of the transition to MM. SMM samples also had fewer APOBEC mutations. In a unique analysis of change in clonal structure over time, we studied 53 samples from nine patients at multiple time points. Branching evolutionary patterns, novel mutations, biallelic hits in crucial tumour suppressor genes, and segmental copy number changes are key mechanisms underlying the transition to MM, which can precede progression and may be used to guide early intervention strategies. When considering MM, we show that Double-Hit, BRAF and DIS3 mutations had an impact on outcome alongside classical risk factors in the context of an intensive treatment approach. In the elderly population, using previously published cases, we show an excess of chromothrypsis that correlates to leucocyte telomere attrition. Finally, we show a correlation between DNA instability, tumour telomere length and outcome suggesting a role for genetic markers in the elderly. Overall, these data, highlight the importance of genomic in our understanding of plasma cell disorders and set the basis for future research strategies.