Les oligodendrogliomes avec codélétion 1p19q ont un profil

d’expression génique “proneural”

F. Ducray (1), A. Idbaih (1,2), A. Reyniès (3), S. Lair (2), J. Thillet (1), I. Bieche (4), J. Thillet (1), Y. Marie (1), M. Sanson (1), K. Hoang-Xuan (1),

O. Delattre (2), JY Delattre (1).

1 Unité INSERM U711, Service de Neurologie Mazarin , Service de Neuropathologie, CHU Pitié-Salpêtrière, Paris. 2 Unité INSERM U830, Unité de Génétique Somatique et Service de Bio-Informatique, Institut Curie, Paris 3 Ligue contre le cancer, CIT3, Service de Bioinformatique4 Faculté de Pharmacie, Université Paris V

Introduction

Malgré ses progrès, la classification histologique des gliomes est insuffisante

Développement de classifications « moléculaires »:

- Classifications génomiques (ADN) (Idbaih et al. 2006)

- Classifications transcriptomiques (ARN)

Transcription

Protéine

AAAA

ARNm

CN

ADN

Etude du transcriptome

Transcription

Protéine

AAAA

ARNm

CN

ADN

Etude du transcriptome

Gains

Pertes

Mutations

Transcription

Protéine

AAAA

ARNm

CN

ADN

Etude du transcriptome

Gains

Pertes

Mutations

Niveau d’expression:

Gènes pas exprimés

Gènes très fortement exprimés

Transcription

Protéine

AAAA

ARNm

CN

ADN

Etude du transcriptome

Corrélation forte entre le profil d’expression génique d’une tumeur, son origine et son profil

évolutif

Hybridation

Lecture par un scanner

Analyse des données

Amplification & Marquage

Principe des puces ADN (microarray) pour l’étude du transcriptome

50.000 sondes

Extraction de l’ARN

Tumeur 1 Tumeur 2

Puce 1

Puce 2

Contexte

Plusieurs études du transcriptome des gliomes (Phillips et al. , Freije et al. , Liang et al. , Nigro et al.)

Peu d’études à partir de gliomes bien caractérisés au plan génomique

Objectif

Comparaison du profil d’expression génique de gliomes bien caractérisés au plan génomique:

- Gliomes avec codélétion 1p19q (groupe A)

- Gliomes avec amplification de l’EGFR, perte du chr 10 et gain du chr 7 (groupe B)

Matériel et méthodes

Caractérisation en CGH array (Idbaih et al. 2006)

Tumeurs:- Groupe A (1p19q-): Oligodendrogliomes de grade III (n=4)- Groupe B (EGFR+): Glioblastomes (n=5), OIII (n=3), OAIII

(n=1)

Etude du transcriptome sur puces ADN pangénomiques:- Affymetrix: 50.000 sondes / 30.000 gènes

Validation de 22 gènes en RT-PCR

Corrélation transcriptome / génome

Comparaison du profil des 2 groupes: (SAM avec Différence d’expression >2 et FDR <5%)

- 3236 gènes surexprimés groupe B (EGFR+)

- 3505 gènes surexprimés groupe A (1p19q-)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

X

Y

Localisation chromosomique des gènes différentiellement exprimés

Groupe B: EGFR +

Groupe A: 1p19q -

1

2

3

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X

Y

Localisation chromosomique des gènes différentiellement exprimés

Groupe B: EGFR +

Groupe A: 1p19q -

1

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22

X

Y

Localisation chromosomique des gènes différentiellement exprimés

Groupe B: EGFR +

Groupe A: 1p19q -

Classification selon le profil d’expression

Sélection « sans a priori » de 500 gènes avec une haute variabilité entre les 13 échantillons

Clustering hiérarchique non supervisé: Classement des tumeurs en fonction de la

similarité de leur profil d’expression génique

Clustering hiérarchique non supervisé à partir de 500 gènes

MEC, Prolifération

Angiogenèse

Gènes de CS (CD133)

Gènes de GBM (IGFBP2…)

Clustering hiérarchique non supervisé à partir de 500 gènes

Gènes oligodendrogliaux (Olig2,UGT8)

Gènes du cerveau normal, gènes neuronaux et de la neurogenèse

(DCX,MYT1L,NOG, BMP2, SLITRK1…)

Clustering hiérarchique non supervisé à partir de 500 gènes

Prolifération (BUB1, TPX2, DLG7…)

MEC (COL4A1, COL5A1…), Angiogenèse (AGPTL2….)

Immunité (CX3CR1, C1QA, C1QB, C1QC)

Dvpt précoce (CD133, TWIST1, NeuroD1)

Myéline (MOG, MOBP,MAG…)

Neurones (GABRB3, INA, SNAP25…)

Neurones (Neurofilaments, GBRA1…)

Neurogenèse (DCX, NOG, BMP2, GALNT13)

Deux catégories de gènes « neuronaux » surexprimés par les oligo avec codélétion 1p19q

S blanche S griseEGFR+ 1p19q

Catégorie principale de chaque cluster de gènes

Classification transcriptomique de Phillips: 3 groupes de gliomes de haut grade

Phillips et al. Cancer Cell 2006

Proneural (bon pc)

Proliferative

Mesenchymal

Proneural genes

Proliferative genes

Mesenchymal genes

Clustering des 13 échantillons à partir de la signature de Phillips et al.

Validation en RT-PCR

22/23 gènes étudiés validés dans une série indépendante de 16 gliomes (8 A/8 B)

En comparaison avec du cerveau normal

10 gènes surexprimés dans le groupe A:- Cerveau normal: L1CAM, GALNT13, CTTNBP2, AKR1C3, C20ORF42- Neuro/gliogenèse: DCX, NOGGIN, BMP2, ATOH8, OLIG2

12 gènes surexprimés dans le groupe B:- Prolifération: CDK2, CCNB1, EGFR- Gènes des CS: IQGAP1, PDPN, REST- Autres: IGFBP2, GBP1, YKL40, OSF2, RNF135, PLAT

Surexpression de gènes « neuronaux » dans le groupe A > cerveau nl (DCX, GALNT13)

Conclusion

Les oligodendrogliomes avec une codélétion 1p19q surexpriment une certaine catégorie de gènes « neuronaux » et ont un profil « proneural »

Expression de gènes « neuronaux »?

- Cellule d’origine = progéniteur bipotentiel neurono-oligodendroglial ?

- Rôle de gènes « neuronaux » dans l’oligodendrogliogenèse ?