Analyse Intégrée génomique, protéomique et radiomique des Sarcomes Pléomorphes Indifférenciés : Identification et Validation de nouvelles cibles thérapeutiques

Abstract

Les Sarcomes indifférenciés pléomorphes (UPS pour Undifferentiated Pleomorphic Sarcoma) forment un groupehétérogène « par défaut ». Nous avons émis l’hypothèse qu’il existe un lien entre le niveau de dédifférenciation des UPS et l’infiltrat immun intra-tumoral, et que cette relation repose sur des altérations génomiques ainsi que sur l’activation de voies de signalisation spécifiques associées à un impact thérapeutique potentiel. Les objectifs de ce travail étaient de générer une classification des UPS intégrant une approche génomique, immunophénotypique, protéomique et radiomique, et d’identifier et tester de potentielles cibles thérapeutiques sur des lignées cellulaires et des xénogreffes dérivées de tumeurs de patients (PDX) caractérisées génomiquement. Nous avons réuni 135 tumeurs de patients de type UPS dans notre institution, parmi lesquels 25 ont été sélectionnées pour séquençage de l’ARN et de l’exome entier. L’analyse hiérarchisée non supervisée des données de séquençage ARN identifia trois groupes : A, B et C. Le groupe A était principalement enrichi en gènes jouant un rôle dans le développement et le phénotype « cellule souche », notamment LHX8, LRRN1, LGR5, BMP5 et FGFR2. Le group B était fortement enrichi en gènes impliqués dans l’immunité, incluant MARCO, TIMD4, TIGIT, CD27, IFNG, CD8B, PDCD1, CD3D et IDO1, ainsi que DKK1. Le groupe C était trop petit pour être caractérisable de façon fiable. Nous avons pu confirmer cette classification sur une cohorte indépendante de 41 UPS du consortium TCGA. Nous avons trouvé une forte corrélation entre l’expression génique et la densité protéique en IHC sur les échantillons tumoraux correspondants pour CD8, PD-1 et IDO1, amenant à appeler le groupe B « immune-high » et le groupe A « immune-low ». Dans une cohorte indépendante de validation de 110 UPS, la densité de CD8 était significativement associée à une meilleure survie sans métastase (p = 0.04). Nous avons retrouvé une fréquence significativement plus importante de variation du nombre de copies de gènes dans le groupe « immune-low », principalement des délétions, touchant notamment PTEN, RB1, FANCA, FAS, CDKN2A, TP53, AXIN1, NF2 et BRCA2. Les analyses protéomiques permirent de détecter deux principaux groupes - PA and PB – fortement corrélés avec les deux principaux groupes identifiés en transcriptomique – A « immune low » et B « immune-high ». Le groupe PB était significativement enrichi en protéines appartenant aux voies de la réponse immunitaire, et le groupe PA en protéines appartenant aux cibles de MYC et à la transition épithélio-mésenchymateuse. Nous avons ensuite développé des lignées cellulaires et des PDX issues de tumeurs provenant de l’étude de profilage moléculaire et obtenu des modèles représentant chaque groupe A, B et C. L’inhibiteur de FGFR JNJ-42756493 avait une activité anti-tumorale in vitro et in vivo dans les lignées et les modèles de PDX du groupe A, de façon sélective. Nous avons également montré in vitro une sensibilité sélective des lignées cellulaires du groupe A aux trois inhibiteurs de protéines à bromodomaines BET CBP/P300 : CPI637, NEO1132 and NEO2734. Enfin, nous avons identifié un set de neuf variables de texture issues de séquences d’IRM conventionnelles hautement corrélées à notre classification transcriptomique des UPS, permettant de poser la base d’une signature radiomique pour sélectionner les UPS « immune-high » sur leur imagerie pré-thérapeutique.Cette étude est la première à réaliser un portrait intégré d’UPS primaires non pré-traités. Nous avons pu identifier deux groupes principaux, avec des implications thérapeutiques potentielles : le groupe « immunehigh », fortement inflammé et probablement le meilleur candidat à l’immunothérapie, et le groupe « immunelow », avec un rationnel pour l’utilisation d’inhibiteurs de FGFR et de BET dans ce dernier.