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Titre: Diagnostic de prédisposition génétique aux cancers du sein et de l'ovaire : quels outils en 1996 ?
Année: 1997
Auteurs: - Stoppa-Lyonnet D.
Spécialité: Gynécologie
Theme: Génétique des cancers

DIAGNOSTIC DE PREDISPOSITION GENETIQUE AUX CANCERS DU SEIN ET DE L'OVAIRE : QUELS OUTILS EN 1996 ?

D. STOPPA-LYONNET* Institut Curie.

Le développement de consultations d'oncogénétique orientées vers les prédispositions aux cancers du sein et de l'ovaire et par là l'apparition de tests moléculaires, a débuté en Europe et aux Etats-Unis, à partir du début des années 90 avec la localisation d'un premier gène de prédisposition aux cancers du sein par l'équipe de Mary-Claire King [1]. Ces résultats, perçus alors comme la première étape tangible vers la compréhension des formes héréditaires de cancer du sein, ont suscité beaucoup d'espoir dans les possibilités de prédiction et, à terme, de prise en charge de femmes à haut risque tumoral. Il s'agit d'une démarche médicale nouvelle dont la légitimité s'appuie sur les avantages attendus d'un diagnostic précoce, voire d'une prévention primaire proposée aux sujets identifiés comme porteurs d'une prédisposition génétique majeure. Il est vrai néanmoins qu'il n'a pas été démontré jusqu'à maintenant qu'un test de prédisposition défavorable pouvait modifier in fine la mortalité due à la maladie et pouvait être sans retentissement péjoratif sur le psychisme des personnes à risque. Retenons qu'en ce domaine tout commence et que rien ne pourra être démontré sans la réunion de femmes à risque définies par un statut génétique commun.

&EACUTETAT DES CONNAISSANCES

Prédisposition aux cancers du sein : approche épidémiologique

L'observation de familles présentant un grand nombre de cas de cancers du sein, relayée par la mise en évidence objective d'un risque tumoral mammaire multiplié par 2 pour une femme dont la mère ou la soeur ont été atteintes de cancer du sein ont suggéré depuis longtemps l'existence de facteurs génétiques de prédisposition. Des études d'épidémiologie génétique ont établi qu'une femme sur 20 atteintes de cancer du sein (5 %) ou encore qu'une femme sur 200 dans la population générale serait porteuse d'une prédisposition génétique lui conférant un risque de cancer du sein, cumulé au cours de la vie, de 85 %. Le risque tumoral est déjà majeur avant la ménopause puisqu'il est de 13 % entre 30 et 39 ans et de 24 % entre 40 et 49 ans [2]. La transmission de la prédisposition a lieu selon le mode dominant et peut être autant d'origine maternelle que paternelle. La fréquence élevée des cancers du sein dans la population (risque cumulé de 8 %) est à l'origine de cas familiaux fortuits. De plus, l'absence de marqueurs individuels ou tumoraux caractéristiques de la prédisposition ne permettent pas de repérer les cas liés à une prédisposition dans l'ensemble des cas familiaux. Les résultats des études précédentes permettent néanmoins d'estimer la probabilité qu'une situation familiale reflète une prédisposition sous-jacente, en prenant en compte les âges au diagnostic, l'âge des femmes indemnes et la répartition des cas dans la famille.

Au moins trois gènes impliqués

Des études de liaison génétique entreprises dans des familles à cas multiples de cancers du sein ont permis de localiser un premier gène de prédisposition, BRCA1 (BReast CAncer 1) sur le bras long du chromosome 17 [1]. Il s'est révélé rapidement que ce gène ne pouvait rendre compte de tous les cas "  héréditaires "  de cancer du sein. Reprenant les grandes familles, non liées à BRCA1, un second gène, BRCA2, a été localisé sur le bras long du chromosome 13 [3]. Il faut noter que ce gène est impliqué dans la majorité des familles comprenant des cas de cancer du sein chez l'homme. BRCA1 et BRCA2 rendent compte de près de 90 % des prédispositions génétiques aux cancer du sein. Un troisième gène, p53, est impliqué dans moins de 1 % des cas de cancer du sein de la femme de moins de 40 ans. Il est alors à l'origine de tableaux familiaux très particuliers associant principalement des cas de sarcomes, tumeurs cérébrales et hémopathies. Il s'agit du syndrome de Li-Fraumeni [4].

Il est vraisemblable que d'autres gènes seront prochainement localisés, concernant peut-être un plus grand nombre de femmes mais associés à un risque génétique plus faible. Le gène de l'ataxie-télangiectasie, récemment identifié, pourrait être l'un de ces gènes.

Prédisposition au cancer du sein et au cancer de l'ovaire

Des associations familiales et individuelles de cancer du sein et de l'ovaire sont rapportées depuis longtemps. Le caractère non-fortuit de ces observations a été confirmé par la mise en évidence d'un risque relatif de cancer du sein de 1,7 pour une femme apparentée au premier degré avec une femme atteinte de cancer de l'ovaire et un risque de cancer de l'ovaire de 1,6 pour une femme apparentée avec une femme atteinte d'un cancer du sein. Des études de liaison génétique ont montré que le gène BRCA1 était impliqué dans environ 70 % de ces familles [6, 7]. Le gène BRCA2 peut également être à l'origine de telles situations familiales, mais dans une moindre mesure. Le risque de tumeur ovarienne des sujets prédisposés est moindre que le risque mammaire mais reste de l'ordre de 40 % (risque cumulé) [8].

Identification des gènes BRCA1 et BRCA2

La localisation de BRCA1 dans la région 2.1 du bras long du chromosome 17 a permis de focaliser les recherches dans un fragment chromosomique de l'ordre d'un million de paires de bases. L'équipe de Mark Skolnick a identifié le gène BRCA1 en octobre 1994 [9]. Les deux arguments principaux sur lesquels BRCA1 a été identifié, sont son expression dans les tissus mammaire et ovarien normaux et la présence d'une mutation constitutionnelle (présente dans l'ensemble des cellules de l'organisme) délétère (mutation conduisant à l'absence de protéine ou à une protéine non fonctionnelle) chez les sujets retenus par des études de liaison comme porteurs de la prédisposition. BRCA1 est un grand gène d'environ 100 kilobase (kb), codant pour une protéine de 1863 acides aminés (aa). La fonction de cette protéine et a fortiori, son rôle dans la physiologie mammaire, sont encore inconnus. Ses particularités structurales suggèrent néanmoins qu'il pourrait s'agir d'un facteur de transcription de gène. Quelques mois après la découverte de BRCA1, une étude collaborative internationale a largement confirmé que BRCA1 était bien le gène recherché en rapportant 38 mutations différentes, réparties sur l'ensemble du gène [10]. La grande diversité et la dispersion des altérations du gène BRCA1 (phénomène fréquent en génétique moléculaire) rendent difficile et lourde l'identification d'une mutation BRCA1 dans une famille donnée. Il faut souligner néanmoins que lorsque la mutation a été identifiée dans une famille, sa recherche chez les autres membres de la famille devient très simple. Dans 86 % des cas rapportés dans l'étude précédente, les mutations identifiées se traduisent par une altération majeure voire l'absence de la protéine BRCA1, leur rôle dans la prédisposition est alors sans ambiguïté. Dans les 14 % des cas restants, il s'agit de mutation faux-sens qui ont pour effet de substituer un aa à un autre. Leur caractère délétère reste en suspens en l'absence, à l'heure actuelle, d'un test fonctionnel capable de mettre en évidence la présence ou l'absence de fonctions de la protéine issue de ces mutations faux-sens. Jusqu'à maintenant aucune corrélation entre le type de mutation et les différentes atteintes tumorales (sein ou ovaire) n'a pas pu être établie : la même mutation peut être à l'origine de concentrations familiales de cancers du sein seuls et de cancers du sein et de l'ovaire, voire de l'ovaire seuls. Le risque ovarien serait néanmoins plus élevé en fonction de la position de la mutation sur la séquence codante de BRCA1.

A peine un an après sa localisation, le gène BRCA2 a été identifié par l'équipe de M. Stratton [11]. Il s'agit là encore d'un grand gène dont la séquence codante est deux fois plus importante que celle de BRCA1. Sa séquence codante ne présente pas d'homologie avec des protéines connue. Cent aa seulement présentent une certaine similitude avec BRCA1. Les mutations, décrites jusque là sont diverses et conduisent à une protéine tronquée.

Pronostic, autres risques tumoraux et facteurs de risques associés

Le pronostic des tumeurs survenant dans un contexte de prédisposition n'est pas clairement établi. Notons qu'une étude française a rapporté que le stade histo-pronostique SBR était plus élevé chez les sujets porteurs d'une mutation BRCA1 que dans le groupe témoin [12].

Le risque de cancer du sein controlatéral est élevé chez les femmes porteuses d'une mutation BRCA1 ; une première estimation de ce risque, faite dans les familles liées à BRCA1, est de 60 % à 70 ans [8]. Cette même étude a rapporté que le risque de cancer du colon est multiplié par 4 et celui de cancer de la prostate multiplié par 3,5 chez les sujets porteurs. Ces chiffres sont à retenir avec précaution dans la mesure où ils ont été établis à partir de l'analyse de familles recensées pour leur grand nombre de cas de cancer du sein ou de l'ovaire, les valeurs peuvent avoir été ainsi surestimées.

L'analyse de quelques grandes familles liées à BRCA1 et dont l'histoire a pu être reconstituée jusqu'à la fin du siècle dernier a montré une augmentation du nombre moyen de femmes atteintes par génération ainsi qu'une diminution progressive au cours des générations de l'âge au diagnostic. Cette augmentation du risque tumoral chez les sujets prédisposés, parallèle à l'augmentation de l'incidence des cancers du sein dans la population générale, suggère que les mêmes facteurs environnementaux influencent le risque tumoral d'origine génétique [13]. Des observations préliminaires suggèrent que les facteurs hormonaux, classiques facteurs de risque de cancer du sein ont un effet additif sur ceux d'origine génétique.

CONSULTATION DE GENETIQUE ORIENTEE VERS LES FORMES FAMILIALES DE CANCER DU SEIN

Indications actuelles de la consultation de génétique

L'état de nos connaissances, encore limitées aux prédispositions génétiques majeures, et la lourdeur des investigations familiales et moléculaires conduisent à poser des indications de consultation avec le souci de retenir les cas familiaux les plus probablement d'origine génétique. Il est vraisemblable néanmoins qu'à moyen terme, l'amélioration de nos connaissances et les progrès technologiques réalisés permettront d'élargir considérablement ces indications.

Les indications retenues le plus fréquemment à l'heure actuelle sont les suivantes : présence d'au moins trois cas de cancers du sein ou de l'ovaire chez des sujets appartenant à la même branche parentale et dont deux sont unis entre eux par un lien de premier degré ; présence d'au moins deux cas de cancers du sein ou de l'ovaire, unis par un lien de premier degré et dont l'âge au diagnostic de l'un d'eux est au plus de 40 ans ; présence d'une association de cas de cancers du sein, de sarcome, ou de tumeur cérébrale, diagnostiqués avant l'âge de 46 ans chez le même sujet ou chez deux personnes unies par un lien de premier degré. Naturellement, il existera toujours des situations familiales évoquant une prédisposition génétique sous-jacente et ne répondant pas à ces critères, un entretien préalable avec le médecin chargé de la consultation d'oncogénétique permettra de discuter ces cas.

Les indications et les limites des tests moléculaires

De plus en plus fréquemment, des investigations moléculaires, réalisables immédiatement ou à moyen terme, pourront préciser le risque établi avec les données épidémiologique. Il s'agit d'examens effectués actuellement dans un laboratoire de recherche et qui seront probablement bientôt effectués dans un cadre de diagnostic.

Ces examens, reposant sur l'étude de l'ADN, sont réalisés en général à partir d'une prise de sang. Deux types d'approche sont utilisés : l'approche indirecte ou étude de liaison génétique et l'approche directe ou recherche de mutation.

L'analyse indirecte met à contribution l'ensemble de la famille et repose sur la reconstitution et la distinction des régions chromosomiques abritant les gènes BRCA1 et BRCA2 chez les différents membres de la famille et la recherche d'une association entre le phénotype (malade ou non) et la région chromosomique reconstituée. En pratique, cette approche est réservée aux familles de type sein-ovaire dont au moins quatre cas sont accessibles. En effet, seules ces familles peuvent être suffisamment informatives pour permettre de retenir de façon fiable l'implication de l'un ou l'autre des deux gènes étudiés [14].

L'analyse directe est possible lorsque le gène a été identifié. La diversité des mutations BRCA1 conduit, dans chaque famille, à cribler l'ensemble du gène à la recherche d'une mutation. L'examen est réalisé en première intention chez la personne la plus susceptible d'être porteuse, retenue en général parmi les personnes atteintes de la famille. Lorsque la mutation a été identifie, on dispose d'un test biologique, alors facile à mettre en oeuvre chez les autres membres de la famille.

Nous avons examiné le gène BRCA1 dans 103 familles présentant une association de cancers du sein et dans 64 familles de cas de cancers du sein et de l'ovaire. La stratégie retenue correspondait à l'analyse de l'ensemble de la séquence codante, découpée en 35 fragments, à partir d'ADN génomique. La recherche de mutations a été effectuée dans chaque fragment par une première étape de criblage par électrophorèse en gradient d'agents dénaturants puis par une seconde étape de séquençage des fragments montrant une migration anormale. Les calculs de probabilité de prédispositions de chaque sujet testé et la prise en compte de la contribution du gène BRCA1 (45 % dans les formes sein-seul, 70 % dans les formes sein-ovaire) laissaient présager l'identification de 40 mutations dans le premier groupe et 38 dans le second. Dix-huit et 28 mutations de signification biologique clairement délétères (gène conduisant à une protéine tronquée ou faux-sens dans une région très conservée) ont été identifiées, soit 42 % des mutations attendues dans le groupe des seins seuls et 75% dans le groupe des sein-ovaire (Stoppa-Lyonnet, en préparation). Plusieurs éléments peuvent expliquer ces résultats : sensibilité de la technique de détection, stratégie d'étude (ADN génomique), choix de la personne testée dans la famille, erreur des modèles. Il faut retenir qu'à l'heure actuelle l'identification d'une mutation responsable dans une famille donnée reste difficile et un véritable challenge pour le laboratoire et qu'enfin, l'absence de détection de mutation n'élimine pas la présence d'une altération génétique responsable. En d'autres termes, lors de la première étape d'analyse d'une famille (recherche de l'altération responsable), seuls des résultats positifs de prédisposition peuvent être pris en compte. En revanche, lors de la deuxième étape, c'est-à-dire lors de la recherche chez des apparentés de la mutation identifiée, un résultat négatif a toute sa signification : le sujet testé n'est pas porteur ; s'il s'agit d'une femme, elle a le risque de cancer du sein de la population générale, sous réserve de la probabilité d'avoir hérité d'une prédisposition du parent non porteur [15].

CONCLUSION ET PERSPECTIVES

Les acquis scientifiques formidables de ces dernières années permettent de connaître le risque tumoral d'une femme dont la mère, une tante, deux soeurs ont été atteintes de cancer du sein : 8 % (risque de la population générale) si elle n'a pas hérité de la prédisposition ou de l'ordre de 90 %, si elle a hérité de la prédisposition. A l'heure actuelle, l'analyse des gènes de prédisposition est limitée aux familles dont l'histoire est très évocatrice d'une prédisposition ; demain les progrès technologiques qui seront à coup sûr réalisés permettront d'élargir ces indications. La diffusion des tests génétiques sera alors légitime dès lors que l'efficacité de méthodes de prévention aura été démontrée et sous réserve que le droit des femmes de savoir ou de ne pas savoir sera respecté. Identifier les facteurs qui modulent le risque tumoral, identifier des méthodes de prévention efficaces, apprécier le retentissement psychologique de l'annonce d'un risque de cancer et déterminer les conditions qui permettent de le minimiser, pressentir les conséquences sociales de ces tests et déterminer les moyens d'y faire face reposent sur cette nouvelle activité qu'est l'activité oncogénétique, activité qui va immanquablement évoluer dans les années à venir.

BIBLIOGRAPHIE

[1] Hall et al : Linkage of early-onset familial breast cancer to chromosome 17q21. Science, 1990, 250: 1684-1689.

[2] Claus et al : Genetic analysis of breast cancer in the cancer and steroid hormone study. Am. J. Hum. Genet., 1991, 48 : 232-242.

[3] Wooster et al : Localization of a breast cancer susceptibility gene, brca2, to chromosome 13q12-13. Science, 1994, 265: 2088-2090.

[4] Malkin et al : Germ-line p53 mutations in a familial syndrome of breast cancer, sarcomas and other neoplasms. Science, 1990, 250: 1233-1238.

[5] Stoppa-Lyonnet et al : Prédispositions génétiques au cancer du sein médecine/thérapeutique 1, 1995, 327-335.

[6] Narod et al : Familial breast-ovarian cancer locus on chromosome 17q12-q23. Lancet, 1991, 338 : 82-83.

[7] Easton et al : Genetic linkage analysis in familial breast and ovarian cancer: results from 214 families. Am. J. Hum. Genet., 1993, 52: 678-701.

[8] Ford et al : Risks of cancer in BRCA1-mutation carriers. Lancet, 1994, 343: 692-695.

[9] Miki et al : A strong candidate for the breast and ovarian cancer susceptibility gene brca1. Science, 1994, 266: 66-71.

[10] Shattuck-eidens : A collaborative survey of 80 mutations in the brca1 breast and ovarian cancer susceptibility gene: implications for presymptomatic testing and screening. JAMA, 1995, 273, 535-541.

[11] Wooster R. : Identification of the breast cancer susceptibility gene BRCA2. Nature, 378, 789-792.

[12] Eisinger F, Stoppa-Lyonnet D, Longy M, Kerangueven F, Noguchi T, Bailly C, Vincent-Salomon A, Jacquemier J, Birnbaum D, Sobol H. : Germline mutation at BRCA1 affects the histoprognostic grade in hereditary breast cancer. Cancer Research, 1996, 56, 471-474.

[13] Narod et al : Increasing incidence of breast cancer in family with BRCA1 mutation. Lancet, 1993, 341, 1101-2.

[14] Stoppa-Lyonnet et al : Use of BRCA1 linked markers for assessing genetic risk in 46 French breast and/or ovarian cancer families, soumis pour publication.

[15] Stoppa-Lyonnet D., Fricker J.P., Essioux L., Pagès S., Limacher J.M., Sobol H., Laurent-Puig P., Thomas G. : Segregation of two BRCA1 mutations in a single family. Am. J. Hum. Genet., 1996, 59: 479-481.