Hétérogénéité moléculaire de l'hyperplasie macronodulaire des surrénales

Primary bilateral macronodular adrenal hyperplasia genetics heterogeneity

• Auteur / Autrice : Anna Vaczlavik
• Direction : Jérôme Bertherat, Bruno Ragazzon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 23/11/2021
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Cochin (Paris ; 2002-....)
• Jury : Président / Présidente : Anne-Paule Gimenez-Roqueplo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Estelle Louiset
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Olivier Chabre, Enzo Lalli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Peptide gastrointestinal

Hormones gastrointestinales

Hormones peptidiques -- Récepteurs

Génétique

Glande surrénale -- Maladies

Génomique

Cushing, Syndrome de

Hypercorticisme

Glande surrénale

Mots clés libres

Surrénales

Hypercorticisme

Cushing

Génomique

Génétique

Gastric Inhibitory Peptide Receptor (GIPR)

ARMC5

KDM1A

Adrenal

Hypercortisolism

Cushing

Gastric Inhibitory Peptide Receptor (GIPR)

Genomic

Genetic

ARMC5

KDM1A

Résumé

Introduction : Les hyperplasies macronodulaires bilatérales primitives des surrénales (HMBPS) se caractérisent par le développement de nodules supra centimétriques au dépend du cortex des deux surrénales, responsables d'un hypercorticisme biologique. Le spectre phénotypique des HMBPS est vaste, en rapport avec la sévérité de la sécrétion de cortisol. Certaines formes asymptomatiques sont diagnostiquées lors d'un examen radiologique demandé dans une autre indication. D'autres patients entrent dans la maladie du fait des manifestations cataboliques du syndrome de Cushing en lien avec un hypercorticisme profond. On observe l'expression de récepteurs illégitimes, le plus souvent couplés à la voie AMPc/PKA, à l'origine d'une sécrétion inappropriée de cortisol. L'exemple le mieux caractérisé est celui du syndrome de Cushing dépendant de l'alimentation en lien avec l'expression, dans les nodules surrénaliens, du récepteur au Gastric Inhibitory peptide (GIPR). Actuellement, 25% des patients HMBPS présentent une mutation germinale d'ARMC5 qui prédispose à la survenue de la maladie. La présentation peut être familiale. Elle est souvent sévère. Aucun cas d'hypercorticisme sous dépendance de l'alimentation n'a été décrit chez ces patients. La cause des Cushing dépendant de l'alimentation n'était pas élucidée. Objectifs et méthodes : Premièrement, tous les variants d'ARMC5 identifiés dans l'HMBPS dans notre centre et décrits dans la littérature ont été recensés. Deuxièmement, une étude de génomique intégrée (SNP array, RNA seq, mIRnome, méthylome et exomes) a été conduite sur des tissus provenant de 36 patients HMBPS, collectés au décours de chirurgies surrénaliennes dans le cadre du réseau COMETE. Cette approche avait pour but de proposer une cartographie moléculaire et de nouvelles hypothèses génétiques dans le développement des différentes formes d'HMBPS. Résultats : Cent dix-neuf variants germinaux affectant la séquence codante d'ARMC5 ont été identifiés, dont une large proportion de variants faux sens (44%). Ils sont associés à un second événement tumoral ; il s'agit souvent d'une délétion aboutissant à une perte d'hétérozygotie caractéristique d'un gène suppresseur de tumeur. L'étude de génomique intégrée montre que les tumeurs mutées pour ARMC5 constituent un premier groupe parmi les HMBPS, avec notamment des signatures de methylation et transcriptomique propres. Un second groupe homogène de tumeurs se distingue. Celles-ci présentent une surexpression du récepteur au GIP associée cliniquement à un Cushing dépendant de l'alimentation. Une prédisposition germinale chez ces patients a été identifiée avec la mise en évidence de mutations germinales du gène KDM1A (Lysine Specific Demethylase 1). De plus, nous avons démontré que ces mutations sont associées à une perte de l'allèle sauvage au sein de la tumeur, conduisant à la perte de son expression tumorale. Les tumeurs de ce groupe sont plus riches en cellules éosinophiles. Le troisième groupe identifié par cette étude est constitué de tumeurs provenant de patients dont les niveaux d'hypercorticisme sont plus modestes. Conclusion : Ce travail a permis de décrire l'ensemble des altérations génétiques du gène ARMC5 identifiées à ce jour dans HMBPS et souligne l'importance de déterminer les conséquences fonctionnelles des mutations faux sens pour une meilleure prise en charge des patients et de leurs apparentés. L'analyse de génomique intégrée, quant à elle, met en évidence l'hétérogénéité moléculaire qui existe dans les HMBPS et a permis d'identifier la principale cause génétique des HMBPS associées à un syndrome de Cushing dépendant de l'alimentation. De manière intéressante, les tumeurs mutées pour ARMC5 et KDM1A présentent des signatures clinique, anatomopathologique et moléculaire propres. Les fondements génétiques du troisième et dernier groupe, plus hétérogène, restent à identifier.

Introduction : Primary bilateral macronodular adrenal hyperplasia (PBMAH) is a rare cause of endogeneous hypercortisolism related to development of supra-centimetric nodules in adrenal cortex. PBMAH patients present with a large spectrum of manifestations in connection with variable cortisol excess. Most of PBMAH are now discovered consecutively to adrenal incidentalomas investigations but some patients are diagnosed with severe Cushing syndrome. Aberrant membrane receptors expressions have been described as a mechanism of cortisol dysregulation. For instance, food dependent Cushing syndrome caused by gastric inhibitory peptid receptor (GIPR) adrenal ectopic expression leads to cortisol increase after food ingestion. ARMC5 germline mutations have been implicated in severe PBMAH onset and explain about 25% of cases in apparently sporadic form and 80% of familial cases. GIPR aberrant expression has never been described in ARMC5 mutated patients. The genetic basis of food dependent Cushing syndrome remains unknown. Aims and methods : ARMC5 list of variants reported in PBMAH was updated from literature and our sequencing. Moreover, we performed a genomic integrated study (SNP array, RNA seq, mIRnome, methylome et exomes) on adrenal samples from 36 patients, collected after adrenal surgery (COMETE network) in order to establish molecular classification of PBMAH and identify new genetic mechanisms. Results : To date, 119 germline variations of ARMC5 sequence have been identified including an important proportion of missense variants (44%). The genomic integrated study revealed that ARMC5 mutated tumors present specific RNAseq and methylation profiles. This approach identified also a second homogenous group of PBMAH with aberrant overexpression of the GIP receptor responsible for food-dependent Cushing. Exome sequencing in this group revealed KDM1A (Lysine Specific Demethylase 1) germline inactivating mutations, constantly associated with a somatic loss of the KDM1A wild-type allele on 1p, leading to a loss of KDM1A expression both at mRNA and protein levels. Eosinophilic cells were more abundant in this group of tumors. The third and last group identified in this study is more heterogeneous and associated with more modest Cushing presentations. Conclusion : The overall listing of the ARMC5 genetic variants identified to date in PBMAH establishes the high percentage of missenses. It is now required to better understanding their molecular consequences in order to improve patients and families care. Moreover, genomic integrated analysis highlights PBMAH heterogeneity and proposes a causative gene for food dependent Cushing syndromes observed in some PBMAH patients. Both KDM1A and ARMC5 mutated patients present with specific clinical, pathological and molecular signatures. Tumors from the third group need to be further investigated.