Partielo | Créer ta fiche de révision en ligne rapidement

Leucémie Aiguë Myéloblastique (LAM)

  • Cancer rare = maladie ADN, cellulaire, tissulaire
  • Prolifération monoclonale de cellules hématopoïétiques immatures d’origine myéloïde, avec une différenciation +/- bloquée des CSH normales
  • Envahissent la moelle osseuse, entraînant le plus souvent une insuffisance médullaire (anémie, thrombopénie, neutropénie).
  • Groupe hétérogène d’hémopathies aiguës (=pls types)


Notion de maladie clonale

  • La LAM est une maladie clonale AQUISE non aléatoire (mutations spécifiques) spé ou non (une mutation peut apparaitre dans pls sous-types de LAM) : elle dérive d’une seule cellule initiale dont toutes les cellules tumorales descendent.
  • Modifs épigénétiques: + oncogènes (gène normal,cas cancer : anormalement surexprimée)/ - gènes suppresseurs de tumeurs

⚠️ Toute maladie clonale n’est pas forcément cancéreuse

  • Exemple de maladie clonale non cancéreuse : Hémoglobinurie Paroxystique Nocturne (HPN)
  • Certaines situations de déficit immunitaire peuvent aussi donner des proliférations clonales bénignes (anticorps monoclonaux)

➡️ L’étude des LAM a permis de mieux comprendre les mécanismes généraux de la cancérogenèse.


Épidémiologie

  • Maladie rare, incidence : ~ 3 cas / 100 000 habitants
  • Touche surtout les sujets âgés, diagnostic ≈ 60 ans
  • Prédominance masculine

2 groupes :

  • LAM de novo = primaire
  • LAM secondaires :
  • Surviennent après une autre pathologie
  • Souvent sur terrain génétique ou hématologique préexistant
  • Choc pour les patients

LAM et vieillissement de la moelle osseuse hématopoïétique

a) Vieillissement et biais de différenciation

Les personnes âgées ont souvent des constantes sanguines normales

Mais la moelle osseuse vieillit entrainant un biais de différenciation chez les différentes lignées:

  • Orientation préférentielle vers la lignée myéloïde
  • Diminution de l’hématopoïèse lymphoïde

👉 Cela entraîne une immunosénescence :

  • ↓ lymphocytes B, T et cellules NK + immunité acquise
  • ↑ risque infectieux

NB : d'où l'importance de se vacciner après 60 ans


b) Mécanismes du vieillissement hématopoïétique

Mis en évidence notamment par la cytométrie de flux et l’analyse transcriptomique :

  • ↑ cellules CD34+ chez le sujet âgé MAIS paradoxalement ↓ cellules souches multipotentes

↑ inflammation du micro-environnement médullaire

  • Augmentation de l’expression de gènes inflammatoires même sans inflammation clinique

Altération de la niche médullaire :

  • ↓ adhésion des CSH à la niche endostéale
  • ↑ mobilisation des CSH

stress oxydatif :

  • ↑ ROS
  • ↓ capacités anti-oxydantes CSH
  • Raccourcissement des télomères → instabilité génomique
  • dommages à l’ADN = Accumulation progressive de mutations avec l’âge

➡️ Le vieillissement de l’hématopoïèse crée un terrain favorable à l’apparition de mutations, augmentant le risque de LAM.

Aspect cytologique des LAM

Classification FAB (1976)


Paysage mutationnelle de séquençage = ensemble des mutations possibles décrites pour un cancer, essor grâce au caryotype


  • Classification morphologique et cytochimique, basée sur le stade de différenciation myéloïde (Créée par des équipes françaises, américaines et britanniques)
  • Critère commun aux leucémies aiguës : ≥ 20 % de cellules immatures dans le frottis médullaire

Tableau récapitulatif FAB

NB : MPO = myélopéroxydase, enzyme puissante qui endommage les tissus et qui est principalement exprimée par les neutrophiles et les monocytes. Des taux circulants élevés de MPO sont associés à l'inflammation, à un stress oxydatif accru et aux maladies cardiovasculaires athéroscléreuses .

LAM 0 – Indifférenciée

  • Blastes indifférenciés
  • MPO ❌
  • Cellules très immatures, homogènes

LAM 1 – Myéloblastique peu différenciée

  • Blastes > 90 % des cellules myéloïdes
  • Corps d’Auer ±
  • MPO ✅
  • Très peu de différenciation

LAM 2 – Myéloblastique avec différenciation

  • Blastes 30–90 %
  • Corps d’Auer ++
  • MPO ✅
  • Début de différenciation granuleuse

LAM 3 – Promyélocytaire

  • Promyélocytes bloqués à ce stade
  • Corps d’Auer en fagots +++
  • MPO ✅
  • Deux formes :
  • Hypergranuleuse : blastes > 30 %
  • Microgranuleuse (variant)

⭐ LAM à très bon pronostic

Guérison ≈ 95 % grâce à un traitement ciblé révolutionnaire (ATRA)

LAM 4 – Myélomonocytaire

  • Blastes 30–90 %
  • Monocytes 20–80 %
  • MPO ✅

🔹 LAM 4 éosinophile

  • Éosinophiles > 5 %

LAM 5 – Monoblastique

  • Cellules monocytaires > 80 %
  • MPO ±
  • Deux sous-types :
  • LAM 5a : monoblastes
  • LAM 5b : monocytes / promonocytes

LAM 6 – Érythroblastique (érythroleucémie)

  • Blastes 30–90 %
  • Érythroblastes > 50 % des cellules nucléées
  • MPO ✅

LAM 7 – Mégacaryocytaire

  • Mégacaryoblastes
  • MPO ❌
  • Morphologie typique : « oreilles de Mickey »
  • Très rare, surtout pédiatrique
  • Présence possible d’hémophagocytose (blaste phagocytant un globule rouge)

Interprétation morphologique

  • LAM 0–1 : blocage très précoce → population très homogène
  • LAM 2 : début de différenciation
  • LAM 3 : blocage au stade promyélocytaire
  • LAM 4–5 : engagement monocytaires
  • LAM 6–7 : lignées spécialisées (érythroïde, mégacaryocytaire)


👉 Un même cancer, plusieurs stades de blocage

Cela s’explique par :

  • Des mécanismes de transformation tumorale différents, ce qui expliquent qu'on peut retrouver des anomalies génétiques variées selon les patients

Même logique qu’en oncologie solide : Deux cancers peuvent se ressembler au microscope mais être biologiquement très différents

Mécanismes de la leucémogenèse

Principe général

Le cancer est une anomalie acquise de l’ADN :

  • mutation ponctuelle
  • remaniement chromosomique
  • survenant dans une cellule hématopoïétique normale, qui devient leucémique.

Questions fondamentales :

  • Quelle anomalie génétique ?
  • Dans quelle cellule ?
  • Quelle organisation clonale ?
  • Quel impact du micro-environnement face à la cellule cancéreuse?

a) Cassures et modifications chromosomiques

🔎 Découverte historique

  • Les premières anomalies chromosomiques cancéreuses ont été mises en évidence dans la leucémie myéloïde chronique
  • Les leucémies ont été un modèle majeur pour comprendre la cancérogenèse

Deux grands types de mécanismes sur caryotype

1️⃣ Translocations chromosomiques

  • Cassure de deux chromosomes
  • Échange de matériel génétique

fusion de gènes

→ création d’un oncogène

👉 Anomalie stable, retrouvée dans toutes les cellules leucémiques


2️⃣ Perte de matériel chromosomique

  • Délétion d’un segment chromosomique
  • Perte de gènes suppresseurs de tumeur
  • → levée des freins à la prolifération

⚠️ Anomalies complexes

  • Trisomies, monosomies, hyper/hypodiploïdie
  • Difficile d’identifier quel gène précis est oncogène
  • Possibilité de : Caryotype normal mais avec mutations ponctuelles (non visibles en cytogénétique standard)

b) Conséquences moléculaires des remaniements chromosomiques

Encore ici mutation (*) non visible

1️⃣ Création d’un gène de fusion

  • Le cadre de lecture est respecté
  • L’ARN polymérase lit gène A → gène B

ARNm chimérique (mix gène orange/violet)

protéine chimérique anormale

  • perturbe la différenciation
  • modifie la prolifération
  • induit la transformation leucémique

2️⃣ Activation ou inactivation d’un gène

  • Mutation activatrice (oncogène)
  • Mutation inactivatrice (gène suppresseur)

🔹 Cas particulier des translocations des cancers hématologiques :

  • Changement de promoteur
  • Le gène tumoral passe sous le contrôle d’un promoteur très actif :
  • promoteur des immunoglobulines (LB)
  • promoteur des TCR (LT)

➡️ Activation aberrante d’un oncogène normalement silencieux


📌 Exemple fondamental

  • t(8;21) dans certaines LAM
  • Chromosome 8 raccourci, chromosome 21 allongé
  • Anomalie clonale retrouvée dans toutes les cellules leucémiques

c) Cytogénétique classique : comment on fait ?

🔬 Prélèvement

  • Moelle osseuse, sang
  • Prélèvement stérile sur héparine
  • Transport rapide au laboratoire (cellules vivantes)

Étapes principales caryotype classique

  1. Mise en culture à 37° avec du CO2 (1–3 jours)
  2. + Antibiotiques (éviter contamination)
  3. Synchronisation des divisions
  4. Colchicine → blocage en métaphase (poison du fuseau mitotique)
  5. Récupération des cellules post-cultures => Choc hypotonique → éclatement cellulaire
  6. Fixation des chromosomes sur lames
  7. Analyse microscopique des chromosomes → caryotype (23 chromosomes autosomiques + 2 gonades) classé du plus grand au plus petit

Techniques complémentaires de routine

  • FISH (sondes reconnaissant les bases, fluorescentes) = hybridation in situ
  • Peinture chromosomique ➡️ Améliorent la détection des anomalies fines

d) Anomalies chromosomiques et hémopathies malignes

  • Anomalies :
  • acquises, mimitées aux cellules tumorales
  • clonales
  • non aléatoires

📌 Exemples :

  • Trisomie 8 : 20–30 % des LAM (non spécifique)
  • Anomalies spécifiques : permettent un diagnostic formel
  • ex : LAM3 = t(15;17) (constante)

e) Anomalies de structure chromosomique

  • Translocation : échange de segments (équilibrée ou non), "cryptique" = morceaux échangées invisibles pour la cytogénétique conventionnelle
  • Insertion : ajout d’un segment dans un autre chromosome
  • Inversion : rotation à 180° d’un segment
  • Délétion : perte d’un segment
  • Duplication : copie supplémentaire
  • Isochromosome : duplication d’un bras avec perte de l’autre

f) Anomalies du nombre chromosomique

  • Diploïdie : 46 chromosomes normaux
  • Pseudodiploïdie : 46 chromosomes avec anomalies
  • Hyperdiploïdie : > 46 chromosomes
  • Hypodiploïdie : < 46 chromosomes


Synthèse importante

Dans les leucémies aiguës : anomalies cytogénétiques stables, réciproques, équilibrées, récurrentes

→ fabrication de protéines chimériques

→ blocage de la différenciation des CSH

🔹 LAM secondaires (post-chimiothérapie) : atteignent souvent les chromosomes 5 et 7

🔹 La cytogénétique a permis :

  • de comprendre la physiopathologie du cancer
  • d’identifier des facteurs de transcription (ex : AML1)

Différences enfant / adulte

  • Répartition des anomalies génétiques différente → mécanismes de leucémogenèse probablement différents

Cytogénétique = outil pronostique majeur

  • Caryotype défavorable → ≈ 60 % de survie à +6an diagnostic
  • Caryotype favorable → ≈ 20 % de survie à +1 an de diagnostic

👉 D’où l’importance des marqueurs pronostiques pour :

  • adapter le traitement
  • estimer la survie

Tous se joue sur les 2-3 premières années pour une rémission car après phase de plateau un peu "sans retour"

Génome humain et séquençage

a) Généralités

  • Le génome humain correspond à l’ensemble de l’ADN contenu dans une cellule
  • Cela représente environ 20 milliards de km d’ADN dans un seul noyau cellulaire
  • Le texte ADN d’une seule cellule équivaut à ≈ 50 mètres de rayonnages de bibliothèque

Séquençage traditionnel (Frederick Sanger)

  • Technique biochimique historique de référence
  • Permet la lecture précise de séquences nucléotidiques
  • Séquençage lent, fragment par fragment

👉 Cette méthode a permis :

  • le séquençage complet du génome humain en 2004
  • avant : plusieurs milliards €, ajd : 2000-3000€, objectif industriels : 200€

🔍 Analogie :

  • Lecture lente de quelques pages du livre ADN
  • Recherche de quelques mutations ponctuelles ciblées

Séquençage à haut débit (NGS)

  • Lecture rapide de chapitres entiers, voire du livre complet
  • Recherche simultanée de nombreuses anomalies génétiques
  • Révolution technologique majeure

💰 Évolution des coûts :

  • Avant : ~ 20 milliards de dollars
  • Aujourd’hui : ~ 3 000 € par génome complet
  • À terme : < 100–200 €

➡️ Explosion des connaissances en cancérologie et génétique humaine en 10–15 ans


Découvertes génétiques dans les LAM

Avant le NGS (années 1990–2005)

Découverte progressive de mutations ponctuelles :

  • TP53 (1995)
  • AML1 / RUNX1 (1999)
  • CEBPA (2001)
  • NPM1 (2005)

🧪 Apport des CGH et SNP-arrays

  • Étude des anomalies génomiques globales
  • Mise en évidence de :
  • gains ou pertes de matériel génétique
  • anomalies du nombre de copies
  • disomie uniparentale (UPD)

Découverte de mutations récurrentes

Révolution NGS

  • Premier génome de cancer entièrement séquencé : Ley TJ, Nature 2008
  • Découverte massive de nouvelles mutations récurrentes :
  • 2012 : anomalies du spliceosome et de la cohésine

➡️ Mise en évidence de la complexité moléculaire extrême des LAM


b) Next-Generation Sequencing (NGS) : principe

Étapes communes du NGS

1️⃣ Fragmentation de l’ADN

  • Cassure enzymatique ou mécanique de l’ADN en petits fragments
  • Possibilité actuelle de séquençage unicellulaire = Très coûteux (isolement cellulaire)

2️⃣ Préparation de la banque (library)

  • Ligation d’adaptateurs identiques à chaque fragment en amont/aval
  • Permet :
  • la capture du fragment
  • l’immobilisation sur billes ou plaque de verre
  • l’identification ultérieure des fragments

3️⃣ Amplification clonale (PCR)

  • Chaque fragment est amplifié des millions à milliards de fois
  • Étape indispensable aujourd’hui

⚠️ Limites :

  • La PCR peut induire des erreurs
  • Fragmentation aléatoire :
  • mélange partiel de fragments
  • risque d’artefacts

👉 Les technologies de 3ᵉ génération tendent à supprimer cette étape


4️⃣ Séquençage

  • Génération de signaux fluorescents ou luminescents

5️⃣ Lecture et conversion

  • Détection des signaux
  • Conversion informatique en séquence nucléotidique pour former nos library

Analyse bio-informatique (étape clé)

  • Les données brutes sont traitées par des bio-informaticiens
  • Étape d’alignement des séquences :
  • comparaison avec un génome de référence
  • reconstruction type puzzle
  • Permet d’identifier les anomalies ADN, chromosomiques

Forme les paysages mutationnels de tous les cancers que l'on connaît dans le monde et de les comparer entre eux.

Mutations cancéreuses (LAM)

a) Polymorphisme nucléotidique (SNP)

Principe

  • Nous sommes tous génétiquement très proches, mais avec de petites variations nucléotidiques
  • Ces variations sont appelées polymorphismes nucléotidiques (allèle = variation d'un gène + ses différents sous-types) et épigénétiques
  • Elles n’ont pas de conséquence pathologique
  • Exemple : gène de l’insuline identique chez tous, mais séquence légèrement variable

⚠️ Piège majeur, une mutation détectée dans une cellule cancéreuse peut être :

  • soit somatique (cancéreuse)
  • soit constitutionnelle (polymorphisme)


Idée clé méthodologique

👉 Le patient devient son propre témoin

Méthode utilisée en LAM :

  1. Prélèvement de cellules leucémiques
  2. Prélèvement de cellules saines (peau)
  3. Séquençage haut débit des deux
  4. Comparaison directe
  5. Identification des mutations somatiques spécifiques de la LAM

➡️ Permet d’éliminer les polymorphismes individuels


Résultat

  • Alignement des variants sur un génome de référence
  • Sélection de 5 à 10 mutations candidates
  • Étude de leur :
  • valeur pronostique + thérapeutique
  • rôle biologique

Exemple majeur :

  • Découverte des mutations IDH1 et DNMT3A
  • IDH1 muté dans 10–15 % des LAM
  • Impossible à détecter avant le NGS (pas de translocation)

b) Profils de mutations cancéreuses

Atlas génomique du cancer

  • Base de données internationale
  • Profils mutationnels de tous les cancers hématologiques ou solides (sein, rein, poumon, etc.)

🔢 Charge mutationnelle selon le cancer

  • Tumeurs solides : très mutées
  • ex : cancer du sein ≈ 400 mutations
  • LAM : Relativement peu mutées ≈ 17 mutations en moyenne


👉 Explication probable :

  • Transformation rapide
  • Peu d’évolution clonale prolongée
  • Événements mutagènes très efficaces
  • Gènes dans LAM + fréquemment mutés, très rares (< 1 % des patients) :
  • FLT3
  • NPM1
  • DNMT3A


🔹 Études souvent faites d’abord sur les LAM à caryotype normal

🔹 Puis mise en évidence d’une extrême hétérogénéité

Exemple :

  • NPM1 + WT1 mutés : 0,8 %
  • Profils les plus fréquents : 15–17 %

➡️ Même prise en charge initiale, mais maladies moléculaires très hétérogène


c) Pronostic des LAM selon la biologie moléculaire

Comme pour la cytogénétique : Construction de courbes de survie

📈 Exemples :

  • IDH1 muté → très bon pronostic → ≈ 80 % de guérison
  • ASXL1 muté → très mauvais pronostic → survie très faible à 3 ans

👉 Les mutations moléculaires sont :

  • des marqueurs pronostiques
  • des outils d’aide au choix thérapeutique

d) Conclusion : mécanismes de la transformation tumorale

❌ Une mutation ≠ un cancer

  • Une seule anomalie est exceptionnellement suffisante
  • La transformation cancéreuse est multifactorielle

🔹 Exceptions : Certains cancers pédiatriques

  • ex : rétinoblastome, une mutation suffit

Coopération mutationnelle

  • Accumulation séquentielle : mutation A → B → C
  • La combinaison ABC permet : passage d’un état pré-leucémique à un état leucémique

Exemple général :

Tabac → inflammation chronique → cascades de mutations → saturation des mécanismes de réparation → cancer


Types de mutations

  • Mutations initiatrices (drivers) = nécessaires mais non suffisantes
  • Mutations de progression = favorisent agressivité / métastases
  • Mutations passagères (passengers) = sans rôle fonctionnel, sont dans le clone tumorale mais ne participe pas à son développement


e) Grandes catégories de mutations dans les LAM

Les mutations touchent surtout des fonctions clés, pas au hasard :

  • 🔗 Signalisation cellulaire
  • 🔄 Différenciation et auto-renouvellement
  • 🧬 Épigénétique
  • ✂️ Épissage
  • 🧱 Cohésine (stabilité chromosomique)
  • 🛡️ Gardiens du génome (ex : TP53)

Malgré la diversité :

  • Les mutations convergent vers quelques grandes voies biologiques
  • Principe valable pour les LAM et les cancers solides

f) Coopération entre les anomalies moléculaires

Interactions mutationnelles

  • Certaines mutations ne coexistent jamais
  • D’autres sont fréquemment associées

Exemples :

  • FLT3 muté ❌ KRAS muté
  • FLT3 muté ❌ Sérine/Thréonine kinases
  • NPM1 muté ✔️ souvent associé à cytogénétique intermédiaire

Ces associations reflètent :

  • des contraintes biologiques
  • une nécessité de coopération viable

LEUCÉMOGÉNÈSE

I. Principe général

Une LAM ne résulte jamais d’une seule anomalie, mais d’une coopération de mutations.

Il existe souvent :

  • un état pré-leucémique
  • puis une transformation leucémique franche

Les mutations ont des rôles différents :

  • initiatrices
  • de coopération
  • de progression / rechute

II. Modèle expérimental Spi-1 (PU-1)

  • Françoise Moreau-Gachelin
  • Découverte du facteur de transcription Spi-1 (PU-1)

🔹 Le modèle

  • Souris transgéniques surexprimant Spi-1 (oncogène) dans les précurseurs érythroïdes


1️⃣ Phase pré-leucémique

  • ❌ Pas encore de LAM
  • Anomalies :
  • Anémie profonde
  • Hépatosplénomégalie
  • Accumulation de proérythroblastes basophiles
  • Blocage de différenciation sans prolifération tumorale
  • Cellules HS1 :
  • dépendantes de l’EPO
  • non tumorigènes in vivo

👉 Dérèglement de l’hématopoïèse sans transformation cancéreuse


2️⃣ Phase leucémique

  • Apparition d’une LAM
  • Crise blastique
  • Cellules HS2 :
  • indépendantes de l’EPO
  • tumorigènes
  • activation constitutive des voies de signalisation

Mutation clé retrouvée dans 86 % des cas : mutation activatrice de c-Kit (domaine kinase)

➡️ Conclusion = Spi-1 + mutation de c-Kit = coopération oncogénique


III. Les grandes questions

  1. Quelle est la cellule initiatrice ?
  2. Existe-t-il une cellule souche leucémique (CSL) ?
  3. Organisation de l’hématopoïèse leucémique ?
  4. Rôle du micro-environnement médullaire (niche) ?

IV. Théorie de John Dick – Cellules souches leucémiques (CSL)

🔹 Concept fondamental

Les LAM ont été le premier cancer à démontrer l’existence de cellules souches cancéreuses


🔹 Expérience clé

  • Tri CD34+/CD38-
  • Greffe de cellules leucémiques humaines chez des souris immunodéprimées
  • Capacité :
  • d’initier la leucémie
  • de la maintenir
  • de la ré-initier (transplantations successives)

Conclusion

  • Les cellules leucémiques sont hiérarchisées
  • Une population minoritaire possède l’auto-renouvellement → CSL

V. Théorie de Irving L. Weissman

🔹 Résultats majeurs

  • La transformation leucémique peut toucher :
  • les CSH
  • les progéniteurs
  • les précurseurs

👉 Pour certains oncogènes (ex : BCR-ABL) → uniquement CSH

👉 Pour d’autres → progéniteurs redeviennent “souches”


Idée clé : En gros il a tord

➡️ La CSL n’est pas forcément une CSH transformée

➡️ Le plus souvent : progéniteurs reprogrammés


NB : chimiothérapie tue les cellules capables de divisions donc cellules leucémiques et progéniteurs mais de moins en moins progéniteurs et CSL ce qui est cause de rechutes.

VI. Origine actuelle des CSL (consensus)

≈ 90 % des LAM :

  • origine = progéniteurs myéloïdes
  • événements oncogéniques après la CSH


Pourquoi des propriétés différentes alors que la mutation est la même ?

Parce qu’entre la mutation initiale et le phénotype final, il y a l’environnement (la niche hématopoïétique) et la plasticité cellulaire.

👉 Même si toutes les cellules leucémiques ont le même ancêtre et la même mutation (MLL-AF9), elles ne vont pas recevoir les mêmes signaux au cours du temps.


1️⃣ La mutation donne un potentiel, pas une identité fixe

La translocation t(9;11) → MLL-AF9 :

  • immortalise la cellule
  • lui donne une capacité de différenciation multiple
  • permet myéloïde, lymphoïde ou biphénotypique

👉 La mutation crée une cellule leucémique plastique, pas encore spécialisée.


2️⃣ La hiérarchisation apparaît APRÈS, sous l’effet de la niche

Au départ :

  • une cellule transformée
  • expansion clonale

Ensuite :

  • la niche hématopoïétique est colonisée
  • les cellules leucémiques chassent les cellules souches normales
  • la niche est réorganisée (cytokines, interactions cellule-cellule, facteurs de croissance)

👉 La niche impose une hiérarchie fonctionnelle :

  • cellules souches leucémiques
  • progéniteurs
  • cellules plus différenciées

Donc oui :

elles ont le même ancêtre, mais elles ne vivent pas la même histoire biologique

3️⃣ Preuve expérimentale : même mutation, leucémies différentes

Dans ton exemple :

  • cellules de sang de cordon
  • infection rétrovirale → expression de MLL-AF9
  • même construction génétique
  • injection à des souris immunodéficientes

Résultat :

  • certaines souris → LAM
  • d’autres → LAL
  • d’autres → leucémies biphénotypiques

👉 Donc la mutation permet les 3, mais ne décide pas laquelle


4️⃣ Le rôle clé du micro-environnement médullaire

Avec les souris SGM3 :

  • niche qui produit des cytokines humaines (SCF, GM-CSF, IL-3)
  • environnement fortement myéloïde

Résultat :

  • uniquement des LAM
  • disparition des LAL et formes biphénotypiques

Conclusion directe :

Le micro-environnement médullaire oriente la différenciation tumorale


IX. Mutations et évolution clonale (NGS)

  • LAM sont hétérogènes dès le diagnostic
  • NGS permet de dtérminer le % et le type de mutations :
  • d’identifier les différents clones
  • leur fréquence (FAV)
  • leur hiérarchie

⚠️Problèmes majeurs responsables des rechutes:

  • Les CSL sont en G0 (quiescence) = Résistantes à la chimiothérapie*
  • Il ne faut pas que kill la partie visible mais aussi les petits clones leucémiques pas prio au diagnostic, qui peut donner 100% des clones responsables de la rechute. Le cancer est bien monoclonal (1 cellule initiatrice) mais au moment du diagnostic il y a déjà différents sous-clones.
  • Lésions ADN probablement induites par la chimiothérapie cytotoxique

X. Voies de signalisation activées (FLT3, c-Kit…)

🔹 FLT3

  • Récepteur tyrosine kinase
  • Muté chez ≈ 30 % des LAM à caryotype normal
  • Mutation la plus fréquente : FLT3-ITD

📉 Mauvais pronostic si : ratio muté / non muté > 0,5

🔹 Effets oncogéniques

  • Blocage de différenciation
  • Activation :
  • STAT5
  • Wnt/β-caténine
  • glycolyse
  • Activation constitutive

📌 Cible thérapeutique majeure : thérapies ciblées anti-FLT3

La leucémogénèse des LAM repose sur une coopération de mutations initiatrices et de signalisation, conduisant à l’émergence de cellules souches leucémiques hiérarchisées, dont le phénotype et l’évolution sont fortement influencés par le micro-environnement médullaire.

THÉRAPEUTIQUES DES LAM & MÉCANISMES DE RÉSISTANCE

I. Thérapies ciblées anti-FLT3

🔹 Pourquoi FLT3 ?

  • Récepteur tyrosine kinase
  • Muté dans ~30 % des LAM à caryotype normal
  • Mutation la plus fréquente : FLT3-ITD
  • Activation constitutive → prolifération, survie, blocage de différenciation

🔹 Inhibiteurs de FLT3

  • Plusieurs générations de molécules
  • Beaucoup de 1ère génération :
  • peu efficaces en monothérapie
  • réponse initiale → rechute rapide

📌 Message clé

➡️ Comme pour les antibiotiques, la cellule leucémique évolue sous pression thérapeutique

II. Pourquoi les inhibiteurs de FLT3 échouent ?

➜ Mécanismes de résistance

a) Mutations secondaires de FLT3

  • Apparition de mutations dans le domaine kinase (TKD)
  • Exemple : double mutation FLT3-ITD + TKD

➡️ la molécule n’inhibe plus le récepteur

b) Activation de voies alternatives (bypass)

Même si FLT3 est bloqué, la cellule :

  • active des voies en aval ou parallèles
  • devient indépendante de FLT3

Exemple majeur :

  • Mutation acquise de RAS ➡️ prolifération et survie maintenues malgré l’inhibition de FLT3

📌 C’est une résistance adaptative clonale


c) Micro-environnement médullaire

  • Augmentation du FLT3-ligand produit par le stroma
  • Contourne l’effet de l’inhibiteur

d) Surexpression du FLT3 non muté

  • Une partie de la molécule se fixe sur le FLT3 sauvage
  • ➡️ dilution de l’effet thérapeutique

🧠 Conclusion résistance FLT3

La résistance aux inhibiteurs de FLT3 repose sur l’évolution clonale, l’activation de voies de signalisation alternatives et l’influence du micro-environnement médullaire.

III. Stratégie thérapeutique actuelle

👉 Associations thérapeutiques

  • Chimiothérapie cytotoxique (tue les cellules proliférantes)
  • thérapie ciblée anti-FLT3

📈 Résultat :

  • ↑ taux de rémission complète
  • ↓ rechutes (mais pas suppression totale)

IV. Mutation DNMT3A

🔹 Généralités

  • Mutation fréquente (mais < FLT3)
  • Hot spot R882 (≈ 50 % des cas)
  • Mauvais pronostic

🔹 DNMT3A : rôle normal

  • Enzyme de méthylation de l’ADN
  • Maintient le silence épigénétique
  • Contrôle l’équilibre :
  • auto-renouvellement
  • différenciation

🔹 Effets de la mutation DNMT3A

⚠️ Pas oncogénique seule

Mais :

  • ↑ compartiment des CSH
  • ↑ auto-renouvellement
  • ↑ gènes de “souchitude”
  • ↓ gènes de différenciation
  • Hématopoïèse vieillissante / déséquilibrée

📌 DNMT3A = mutation initiatrice / pré-leucémique

👉 Elle prépare le terrain à d’autres mutations (FLT3, NPM1…)


V. Mutations IDH1 / IDH2

🔹 Généralités

  • 10–15 % des LAM à caryotype normal
  • Aussi retrouvées dans les gliomes
  • Plutôt bon pronostic

🔹 Fonction normale IDH1/2

  • Enzymes du cycle de Krebs
  • Produisent l’α-cétoglutarate
  • Nécessaire aux enzymes TET (dont TET2)

🔹 Effet de la mutation

  • Production de 2-hydroxyglutarate
  • ➡️ Oncométabolite

Conséquences :

  • Inhibition des enzymes TET
  • Altération de la régulation épigénétique
  • Blocage de différenciation

📌 Le métabolisme devient oncogénique


VI. Thérapies ciblées anti-IDH

  • Inhibiteurs spécifiques IDH1 / IDH2 mutés
  • Exemple : AG-221
  • Donnés initialement en monothérapie
  • Très bonnes réponses initiales

⚠️ Mais :

  • Rechutes possibles
  • Mêmes problématiques d’évolution clonale

👉 Études en cours :

  • mono-thérapie ciblée
  • vs chimiothérapie
  • vs associations

Leucémie Aiguë Myéloblastique (LAM)

  • Cancer rare = maladie ADN, cellulaire, tissulaire
  • Prolifération monoclonale de cellules hématopoïétiques immatures d’origine myéloïde, avec une différenciation +/- bloquée des CSH normales
  • Envahissent la moelle osseuse, entraînant le plus souvent une insuffisance médullaire (anémie, thrombopénie, neutropénie).
  • Groupe hétérogène d’hémopathies aiguës (=pls types)


Notion de maladie clonale

  • La LAM est une maladie clonale AQUISE non aléatoire (mutations spécifiques) spé ou non (une mutation peut apparaitre dans pls sous-types de LAM) : elle dérive d’une seule cellule initiale dont toutes les cellules tumorales descendent.
  • Modifs épigénétiques: + oncogènes (gène normal,cas cancer : anormalement surexprimée)/ - gènes suppresseurs de tumeurs

⚠️ Toute maladie clonale n’est pas forcément cancéreuse

  • Exemple de maladie clonale non cancéreuse : Hémoglobinurie Paroxystique Nocturne (HPN)
  • Certaines situations de déficit immunitaire peuvent aussi donner des proliférations clonales bénignes (anticorps monoclonaux)

➡️ L’étude des LAM a permis de mieux comprendre les mécanismes généraux de la cancérogenèse.


Épidémiologie

  • Maladie rare, incidence : ~ 3 cas / 100 000 habitants
  • Touche surtout les sujets âgés, diagnostic ≈ 60 ans
  • Prédominance masculine

2 groupes :

  • LAM de novo = primaire
  • LAM secondaires :
  • Surviennent après une autre pathologie
  • Souvent sur terrain génétique ou hématologique préexistant
  • Choc pour les patients

LAM et vieillissement de la moelle osseuse hématopoïétique

a) Vieillissement et biais de différenciation

Les personnes âgées ont souvent des constantes sanguines normales

Mais la moelle osseuse vieillit entrainant un biais de différenciation chez les différentes lignées:

  • Orientation préférentielle vers la lignée myéloïde
  • Diminution de l’hématopoïèse lymphoïde

👉 Cela entraîne une immunosénescence :

  • ↓ lymphocytes B, T et cellules NK + immunité acquise
  • ↑ risque infectieux

NB : d'où l'importance de se vacciner après 60 ans


b) Mécanismes du vieillissement hématopoïétique

Mis en évidence notamment par la cytométrie de flux et l’analyse transcriptomique :

  • ↑ cellules CD34+ chez le sujet âgé MAIS paradoxalement ↓ cellules souches multipotentes

↑ inflammation du micro-environnement médullaire

  • Augmentation de l’expression de gènes inflammatoires même sans inflammation clinique

Altération de la niche médullaire :

  • ↓ adhésion des CSH à la niche endostéale
  • ↑ mobilisation des CSH

stress oxydatif :

  • ↑ ROS
  • ↓ capacités anti-oxydantes CSH
  • Raccourcissement des télomères → instabilité génomique
  • dommages à l’ADN = Accumulation progressive de mutations avec l’âge

➡️ Le vieillissement de l’hématopoïèse crée un terrain favorable à l’apparition de mutations, augmentant le risque de LAM.

Aspect cytologique des LAM

Classification FAB (1976)


Paysage mutationnelle de séquençage = ensemble des mutations possibles décrites pour un cancer, essor grâce au caryotype


  • Classification morphologique et cytochimique, basée sur le stade de différenciation myéloïde (Créée par des équipes françaises, américaines et britanniques)
  • Critère commun aux leucémies aiguës : ≥ 20 % de cellules immatures dans le frottis médullaire

Tableau récapitulatif FAB

NB : MPO = myélopéroxydase, enzyme puissante qui endommage les tissus et qui est principalement exprimée par les neutrophiles et les monocytes. Des taux circulants élevés de MPO sont associés à l'inflammation, à un stress oxydatif accru et aux maladies cardiovasculaires athéroscléreuses .

LAM 0 – Indifférenciée

  • Blastes indifférenciés
  • MPO ❌
  • Cellules très immatures, homogènes

LAM 1 – Myéloblastique peu différenciée

  • Blastes > 90 % des cellules myéloïdes
  • Corps d’Auer ±
  • MPO ✅
  • Très peu de différenciation

LAM 2 – Myéloblastique avec différenciation

  • Blastes 30–90 %
  • Corps d’Auer ++
  • MPO ✅
  • Début de différenciation granuleuse

LAM 3 – Promyélocytaire

  • Promyélocytes bloqués à ce stade
  • Corps d’Auer en fagots +++
  • MPO ✅
  • Deux formes :
  • Hypergranuleuse : blastes > 30 %
  • Microgranuleuse (variant)

⭐ LAM à très bon pronostic

Guérison ≈ 95 % grâce à un traitement ciblé révolutionnaire (ATRA)

LAM 4 – Myélomonocytaire

  • Blastes 30–90 %
  • Monocytes 20–80 %
  • MPO ✅

🔹 LAM 4 éosinophile

  • Éosinophiles > 5 %

LAM 5 – Monoblastique

  • Cellules monocytaires > 80 %
  • MPO ±
  • Deux sous-types :
  • LAM 5a : monoblastes
  • LAM 5b : monocytes / promonocytes

LAM 6 – Érythroblastique (érythroleucémie)

  • Blastes 30–90 %
  • Érythroblastes > 50 % des cellules nucléées
  • MPO ✅

LAM 7 – Mégacaryocytaire

  • Mégacaryoblastes
  • MPO ❌
  • Morphologie typique : « oreilles de Mickey »
  • Très rare, surtout pédiatrique
  • Présence possible d’hémophagocytose (blaste phagocytant un globule rouge)

Interprétation morphologique

  • LAM 0–1 : blocage très précoce → population très homogène
  • LAM 2 : début de différenciation
  • LAM 3 : blocage au stade promyélocytaire
  • LAM 4–5 : engagement monocytaires
  • LAM 6–7 : lignées spécialisées (érythroïde, mégacaryocytaire)


👉 Un même cancer, plusieurs stades de blocage

Cela s’explique par :

  • Des mécanismes de transformation tumorale différents, ce qui expliquent qu'on peut retrouver des anomalies génétiques variées selon les patients

Même logique qu’en oncologie solide : Deux cancers peuvent se ressembler au microscope mais être biologiquement très différents

Mécanismes de la leucémogenèse

Principe général

Le cancer est une anomalie acquise de l’ADN :

  • mutation ponctuelle
  • remaniement chromosomique
  • survenant dans une cellule hématopoïétique normale, qui devient leucémique.

Questions fondamentales :

  • Quelle anomalie génétique ?
  • Dans quelle cellule ?
  • Quelle organisation clonale ?
  • Quel impact du micro-environnement face à la cellule cancéreuse?

a) Cassures et modifications chromosomiques

🔎 Découverte historique

  • Les premières anomalies chromosomiques cancéreuses ont été mises en évidence dans la leucémie myéloïde chronique
  • Les leucémies ont été un modèle majeur pour comprendre la cancérogenèse

Deux grands types de mécanismes sur caryotype

1️⃣ Translocations chromosomiques

  • Cassure de deux chromosomes
  • Échange de matériel génétique

fusion de gènes

→ création d’un oncogène

👉 Anomalie stable, retrouvée dans toutes les cellules leucémiques


2️⃣ Perte de matériel chromosomique

  • Délétion d’un segment chromosomique
  • Perte de gènes suppresseurs de tumeur
  • → levée des freins à la prolifération

⚠️ Anomalies complexes

  • Trisomies, monosomies, hyper/hypodiploïdie
  • Difficile d’identifier quel gène précis est oncogène
  • Possibilité de : Caryotype normal mais avec mutations ponctuelles (non visibles en cytogénétique standard)

b) Conséquences moléculaires des remaniements chromosomiques

Encore ici mutation (*) non visible

1️⃣ Création d’un gène de fusion

  • Le cadre de lecture est respecté
  • L’ARN polymérase lit gène A → gène B

ARNm chimérique (mix gène orange/violet)

protéine chimérique anormale

  • perturbe la différenciation
  • modifie la prolifération
  • induit la transformation leucémique

2️⃣ Activation ou inactivation d’un gène

  • Mutation activatrice (oncogène)
  • Mutation inactivatrice (gène suppresseur)

🔹 Cas particulier des translocations des cancers hématologiques :

  • Changement de promoteur
  • Le gène tumoral passe sous le contrôle d’un promoteur très actif :
  • promoteur des immunoglobulines (LB)
  • promoteur des TCR (LT)

➡️ Activation aberrante d’un oncogène normalement silencieux


📌 Exemple fondamental

  • t(8;21) dans certaines LAM
  • Chromosome 8 raccourci, chromosome 21 allongé
  • Anomalie clonale retrouvée dans toutes les cellules leucémiques

c) Cytogénétique classique : comment on fait ?

🔬 Prélèvement

  • Moelle osseuse, sang
  • Prélèvement stérile sur héparine
  • Transport rapide au laboratoire (cellules vivantes)

Étapes principales caryotype classique

  1. Mise en culture à 37° avec du CO2 (1–3 jours)
  2. + Antibiotiques (éviter contamination)
  3. Synchronisation des divisions
  4. Colchicine → blocage en métaphase (poison du fuseau mitotique)
  5. Récupération des cellules post-cultures => Choc hypotonique → éclatement cellulaire
  6. Fixation des chromosomes sur lames
  7. Analyse microscopique des chromosomes → caryotype (23 chromosomes autosomiques + 2 gonades) classé du plus grand au plus petit

Techniques complémentaires de routine

  • FISH (sondes reconnaissant les bases, fluorescentes) = hybridation in situ
  • Peinture chromosomique ➡️ Améliorent la détection des anomalies fines

d) Anomalies chromosomiques et hémopathies malignes

  • Anomalies :
  • acquises, mimitées aux cellules tumorales
  • clonales
  • non aléatoires

📌 Exemples :

  • Trisomie 8 : 20–30 % des LAM (non spécifique)
  • Anomalies spécifiques : permettent un diagnostic formel
  • ex : LAM3 = t(15;17) (constante)

e) Anomalies de structure chromosomique

  • Translocation : échange de segments (équilibrée ou non), "cryptique" = morceaux échangées invisibles pour la cytogénétique conventionnelle
  • Insertion : ajout d’un segment dans un autre chromosome
  • Inversion : rotation à 180° d’un segment
  • Délétion : perte d’un segment
  • Duplication : copie supplémentaire
  • Isochromosome : duplication d’un bras avec perte de l’autre

f) Anomalies du nombre chromosomique

  • Diploïdie : 46 chromosomes normaux
  • Pseudodiploïdie : 46 chromosomes avec anomalies
  • Hyperdiploïdie : > 46 chromosomes
  • Hypodiploïdie : < 46 chromosomes


Synthèse importante

Dans les leucémies aiguës : anomalies cytogénétiques stables, réciproques, équilibrées, récurrentes

→ fabrication de protéines chimériques

→ blocage de la différenciation des CSH

🔹 LAM secondaires (post-chimiothérapie) : atteignent souvent les chromosomes 5 et 7

🔹 La cytogénétique a permis :

  • de comprendre la physiopathologie du cancer
  • d’identifier des facteurs de transcription (ex : AML1)

Différences enfant / adulte

  • Répartition des anomalies génétiques différente → mécanismes de leucémogenèse probablement différents

Cytogénétique = outil pronostique majeur

  • Caryotype défavorable → ≈ 60 % de survie à +6an diagnostic
  • Caryotype favorable → ≈ 20 % de survie à +1 an de diagnostic

👉 D’où l’importance des marqueurs pronostiques pour :

  • adapter le traitement
  • estimer la survie

Tous se joue sur les 2-3 premières années pour une rémission car après phase de plateau un peu "sans retour"

Génome humain et séquençage

a) Généralités

  • Le génome humain correspond à l’ensemble de l’ADN contenu dans une cellule
  • Cela représente environ 20 milliards de km d’ADN dans un seul noyau cellulaire
  • Le texte ADN d’une seule cellule équivaut à ≈ 50 mètres de rayonnages de bibliothèque

Séquençage traditionnel (Frederick Sanger)

  • Technique biochimique historique de référence
  • Permet la lecture précise de séquences nucléotidiques
  • Séquençage lent, fragment par fragment

👉 Cette méthode a permis :

  • le séquençage complet du génome humain en 2004
  • avant : plusieurs milliards €, ajd : 2000-3000€, objectif industriels : 200€

🔍 Analogie :

  • Lecture lente de quelques pages du livre ADN
  • Recherche de quelques mutations ponctuelles ciblées

Séquençage à haut débit (NGS)

  • Lecture rapide de chapitres entiers, voire du livre complet
  • Recherche simultanée de nombreuses anomalies génétiques
  • Révolution technologique majeure

💰 Évolution des coûts :

  • Avant : ~ 20 milliards de dollars
  • Aujourd’hui : ~ 3 000 € par génome complet
  • À terme : < 100–200 €

➡️ Explosion des connaissances en cancérologie et génétique humaine en 10–15 ans


Découvertes génétiques dans les LAM

Avant le NGS (années 1990–2005)

Découverte progressive de mutations ponctuelles :

  • TP53 (1995)
  • AML1 / RUNX1 (1999)
  • CEBPA (2001)
  • NPM1 (2005)

🧪 Apport des CGH et SNP-arrays

  • Étude des anomalies génomiques globales
  • Mise en évidence de :
  • gains ou pertes de matériel génétique
  • anomalies du nombre de copies
  • disomie uniparentale (UPD)

Découverte de mutations récurrentes

Révolution NGS

  • Premier génome de cancer entièrement séquencé : Ley TJ, Nature 2008
  • Découverte massive de nouvelles mutations récurrentes :
  • 2012 : anomalies du spliceosome et de la cohésine

➡️ Mise en évidence de la complexité moléculaire extrême des LAM


b) Next-Generation Sequencing (NGS) : principe

Étapes communes du NGS

1️⃣ Fragmentation de l’ADN

  • Cassure enzymatique ou mécanique de l’ADN en petits fragments
  • Possibilité actuelle de séquençage unicellulaire = Très coûteux (isolement cellulaire)

2️⃣ Préparation de la banque (library)

  • Ligation d’adaptateurs identiques à chaque fragment en amont/aval
  • Permet :
  • la capture du fragment
  • l’immobilisation sur billes ou plaque de verre
  • l’identification ultérieure des fragments

3️⃣ Amplification clonale (PCR)

  • Chaque fragment est amplifié des millions à milliards de fois
  • Étape indispensable aujourd’hui

⚠️ Limites :

  • La PCR peut induire des erreurs
  • Fragmentation aléatoire :
  • mélange partiel de fragments
  • risque d’artefacts

👉 Les technologies de 3ᵉ génération tendent à supprimer cette étape


4️⃣ Séquençage

  • Génération de signaux fluorescents ou luminescents

5️⃣ Lecture et conversion

  • Détection des signaux
  • Conversion informatique en séquence nucléotidique pour former nos library

Analyse bio-informatique (étape clé)

  • Les données brutes sont traitées par des bio-informaticiens
  • Étape d’alignement des séquences :
  • comparaison avec un génome de référence
  • reconstruction type puzzle
  • Permet d’identifier les anomalies ADN, chromosomiques

Forme les paysages mutationnels de tous les cancers que l'on connaît dans le monde et de les comparer entre eux.

Mutations cancéreuses (LAM)

a) Polymorphisme nucléotidique (SNP)

Principe

  • Nous sommes tous génétiquement très proches, mais avec de petites variations nucléotidiques
  • Ces variations sont appelées polymorphismes nucléotidiques (allèle = variation d'un gène + ses différents sous-types) et épigénétiques
  • Elles n’ont pas de conséquence pathologique
  • Exemple : gène de l’insuline identique chez tous, mais séquence légèrement variable

⚠️ Piège majeur, une mutation détectée dans une cellule cancéreuse peut être :

  • soit somatique (cancéreuse)
  • soit constitutionnelle (polymorphisme)


Idée clé méthodologique

👉 Le patient devient son propre témoin

Méthode utilisée en LAM :

  1. Prélèvement de cellules leucémiques
  2. Prélèvement de cellules saines (peau)
  3. Séquençage haut débit des deux
  4. Comparaison directe
  5. Identification des mutations somatiques spécifiques de la LAM

➡️ Permet d’éliminer les polymorphismes individuels


Résultat

  • Alignement des variants sur un génome de référence
  • Sélection de 5 à 10 mutations candidates
  • Étude de leur :
  • valeur pronostique + thérapeutique
  • rôle biologique

Exemple majeur :

  • Découverte des mutations IDH1 et DNMT3A
  • IDH1 muté dans 10–15 % des LAM
  • Impossible à détecter avant le NGS (pas de translocation)

b) Profils de mutations cancéreuses

Atlas génomique du cancer

  • Base de données internationale
  • Profils mutationnels de tous les cancers hématologiques ou solides (sein, rein, poumon, etc.)

🔢 Charge mutationnelle selon le cancer

  • Tumeurs solides : très mutées
  • ex : cancer du sein ≈ 400 mutations
  • LAM : Relativement peu mutées ≈ 17 mutations en moyenne


👉 Explication probable :

  • Transformation rapide
  • Peu d’évolution clonale prolongée
  • Événements mutagènes très efficaces
  • Gènes dans LAM + fréquemment mutés, très rares (< 1 % des patients) :
  • FLT3
  • NPM1
  • DNMT3A


🔹 Études souvent faites d’abord sur les LAM à caryotype normal

🔹 Puis mise en évidence d’une extrême hétérogénéité

Exemple :

  • NPM1 + WT1 mutés : 0,8 %
  • Profils les plus fréquents : 15–17 %

➡️ Même prise en charge initiale, mais maladies moléculaires très hétérogène


c) Pronostic des LAM selon la biologie moléculaire

Comme pour la cytogénétique : Construction de courbes de survie

📈 Exemples :

  • IDH1 muté → très bon pronostic → ≈ 80 % de guérison
  • ASXL1 muté → très mauvais pronostic → survie très faible à 3 ans

👉 Les mutations moléculaires sont :

  • des marqueurs pronostiques
  • des outils d’aide au choix thérapeutique

d) Conclusion : mécanismes de la transformation tumorale

❌ Une mutation ≠ un cancer

  • Une seule anomalie est exceptionnellement suffisante
  • La transformation cancéreuse est multifactorielle

🔹 Exceptions : Certains cancers pédiatriques

  • ex : rétinoblastome, une mutation suffit

Coopération mutationnelle

  • Accumulation séquentielle : mutation A → B → C
  • La combinaison ABC permet : passage d’un état pré-leucémique à un état leucémique

Exemple général :

Tabac → inflammation chronique → cascades de mutations → saturation des mécanismes de réparation → cancer


Types de mutations

  • Mutations initiatrices (drivers) = nécessaires mais non suffisantes
  • Mutations de progression = favorisent agressivité / métastases
  • Mutations passagères (passengers) = sans rôle fonctionnel, sont dans le clone tumorale mais ne participe pas à son développement


e) Grandes catégories de mutations dans les LAM

Les mutations touchent surtout des fonctions clés, pas au hasard :

  • 🔗 Signalisation cellulaire
  • 🔄 Différenciation et auto-renouvellement
  • 🧬 Épigénétique
  • ✂️ Épissage
  • 🧱 Cohésine (stabilité chromosomique)
  • 🛡️ Gardiens du génome (ex : TP53)

Malgré la diversité :

  • Les mutations convergent vers quelques grandes voies biologiques
  • Principe valable pour les LAM et les cancers solides

f) Coopération entre les anomalies moléculaires

Interactions mutationnelles

  • Certaines mutations ne coexistent jamais
  • D’autres sont fréquemment associées

Exemples :

  • FLT3 muté ❌ KRAS muté
  • FLT3 muté ❌ Sérine/Thréonine kinases
  • NPM1 muté ✔️ souvent associé à cytogénétique intermédiaire

Ces associations reflètent :

  • des contraintes biologiques
  • une nécessité de coopération viable

LEUCÉMOGÉNÈSE

I. Principe général

Une LAM ne résulte jamais d’une seule anomalie, mais d’une coopération de mutations.

Il existe souvent :

  • un état pré-leucémique
  • puis une transformation leucémique franche

Les mutations ont des rôles différents :

  • initiatrices
  • de coopération
  • de progression / rechute

II. Modèle expérimental Spi-1 (PU-1)

  • Françoise Moreau-Gachelin
  • Découverte du facteur de transcription Spi-1 (PU-1)

🔹 Le modèle

  • Souris transgéniques surexprimant Spi-1 (oncogène) dans les précurseurs érythroïdes


1️⃣ Phase pré-leucémique

  • ❌ Pas encore de LAM
  • Anomalies :
  • Anémie profonde
  • Hépatosplénomégalie
  • Accumulation de proérythroblastes basophiles
  • Blocage de différenciation sans prolifération tumorale
  • Cellules HS1 :
  • dépendantes de l’EPO
  • non tumorigènes in vivo

👉 Dérèglement de l’hématopoïèse sans transformation cancéreuse


2️⃣ Phase leucémique

  • Apparition d’une LAM
  • Crise blastique
  • Cellules HS2 :
  • indépendantes de l’EPO
  • tumorigènes
  • activation constitutive des voies de signalisation

Mutation clé retrouvée dans 86 % des cas : mutation activatrice de c-Kit (domaine kinase)

➡️ Conclusion = Spi-1 + mutation de c-Kit = coopération oncogénique


III. Les grandes questions

  1. Quelle est la cellule initiatrice ?
  2. Existe-t-il une cellule souche leucémique (CSL) ?
  3. Organisation de l’hématopoïèse leucémique ?
  4. Rôle du micro-environnement médullaire (niche) ?

IV. Théorie de John Dick – Cellules souches leucémiques (CSL)

🔹 Concept fondamental

Les LAM ont été le premier cancer à démontrer l’existence de cellules souches cancéreuses


🔹 Expérience clé

  • Tri CD34+/CD38-
  • Greffe de cellules leucémiques humaines chez des souris immunodéprimées
  • Capacité :
  • d’initier la leucémie
  • de la maintenir
  • de la ré-initier (transplantations successives)

Conclusion

  • Les cellules leucémiques sont hiérarchisées
  • Une population minoritaire possède l’auto-renouvellement → CSL

V. Théorie de Irving L. Weissman

🔹 Résultats majeurs

  • La transformation leucémique peut toucher :
  • les CSH
  • les progéniteurs
  • les précurseurs

👉 Pour certains oncogènes (ex : BCR-ABL) → uniquement CSH

👉 Pour d’autres → progéniteurs redeviennent “souches”


Idée clé : En gros il a tord

➡️ La CSL n’est pas forcément une CSH transformée

➡️ Le plus souvent : progéniteurs reprogrammés


NB : chimiothérapie tue les cellules capables de divisions donc cellules leucémiques et progéniteurs mais de moins en moins progéniteurs et CSL ce qui est cause de rechutes.

VI. Origine actuelle des CSL (consensus)

≈ 90 % des LAM :

  • origine = progéniteurs myéloïdes
  • événements oncogéniques après la CSH


Pourquoi des propriétés différentes alors que la mutation est la même ?

Parce qu’entre la mutation initiale et le phénotype final, il y a l’environnement (la niche hématopoïétique) et la plasticité cellulaire.

👉 Même si toutes les cellules leucémiques ont le même ancêtre et la même mutation (MLL-AF9), elles ne vont pas recevoir les mêmes signaux au cours du temps.


1️⃣ La mutation donne un potentiel, pas une identité fixe

La translocation t(9;11) → MLL-AF9 :

  • immortalise la cellule
  • lui donne une capacité de différenciation multiple
  • permet myéloïde, lymphoïde ou biphénotypique

👉 La mutation crée une cellule leucémique plastique, pas encore spécialisée.


2️⃣ La hiérarchisation apparaît APRÈS, sous l’effet de la niche

Au départ :

  • une cellule transformée
  • expansion clonale

Ensuite :

  • la niche hématopoïétique est colonisée
  • les cellules leucémiques chassent les cellules souches normales
  • la niche est réorganisée (cytokines, interactions cellule-cellule, facteurs de croissance)

👉 La niche impose une hiérarchie fonctionnelle :

  • cellules souches leucémiques
  • progéniteurs
  • cellules plus différenciées

Donc oui :

elles ont le même ancêtre, mais elles ne vivent pas la même histoire biologique

3️⃣ Preuve expérimentale : même mutation, leucémies différentes

Dans ton exemple :

  • cellules de sang de cordon
  • infection rétrovirale → expression de MLL-AF9
  • même construction génétique
  • injection à des souris immunodéficientes

Résultat :

  • certaines souris → LAM
  • d’autres → LAL
  • d’autres → leucémies biphénotypiques

👉 Donc la mutation permet les 3, mais ne décide pas laquelle


4️⃣ Le rôle clé du micro-environnement médullaire

Avec les souris SGM3 :

  • niche qui produit des cytokines humaines (SCF, GM-CSF, IL-3)
  • environnement fortement myéloïde

Résultat :

  • uniquement des LAM
  • disparition des LAL et formes biphénotypiques

Conclusion directe :

Le micro-environnement médullaire oriente la différenciation tumorale


IX. Mutations et évolution clonale (NGS)

  • LAM sont hétérogènes dès le diagnostic
  • NGS permet de dtérminer le % et le type de mutations :
  • d’identifier les différents clones
  • leur fréquence (FAV)
  • leur hiérarchie

⚠️Problèmes majeurs responsables des rechutes:

  • Les CSL sont en G0 (quiescence) = Résistantes à la chimiothérapie*
  • Il ne faut pas que kill la partie visible mais aussi les petits clones leucémiques pas prio au diagnostic, qui peut donner 100% des clones responsables de la rechute. Le cancer est bien monoclonal (1 cellule initiatrice) mais au moment du diagnostic il y a déjà différents sous-clones.
  • Lésions ADN probablement induites par la chimiothérapie cytotoxique

X. Voies de signalisation activées (FLT3, c-Kit…)

🔹 FLT3

  • Récepteur tyrosine kinase
  • Muté chez ≈ 30 % des LAM à caryotype normal
  • Mutation la plus fréquente : FLT3-ITD

📉 Mauvais pronostic si : ratio muté / non muté > 0,5

🔹 Effets oncogéniques

  • Blocage de différenciation
  • Activation :
  • STAT5
  • Wnt/β-caténine
  • glycolyse
  • Activation constitutive

📌 Cible thérapeutique majeure : thérapies ciblées anti-FLT3

La leucémogénèse des LAM repose sur une coopération de mutations initiatrices et de signalisation, conduisant à l’émergence de cellules souches leucémiques hiérarchisées, dont le phénotype et l’évolution sont fortement influencés par le micro-environnement médullaire.

THÉRAPEUTIQUES DES LAM & MÉCANISMES DE RÉSISTANCE

I. Thérapies ciblées anti-FLT3

🔹 Pourquoi FLT3 ?

  • Récepteur tyrosine kinase
  • Muté dans ~30 % des LAM à caryotype normal
  • Mutation la plus fréquente : FLT3-ITD
  • Activation constitutive → prolifération, survie, blocage de différenciation

🔹 Inhibiteurs de FLT3

  • Plusieurs générations de molécules
  • Beaucoup de 1ère génération :
  • peu efficaces en monothérapie
  • réponse initiale → rechute rapide

📌 Message clé

➡️ Comme pour les antibiotiques, la cellule leucémique évolue sous pression thérapeutique

II. Pourquoi les inhibiteurs de FLT3 échouent ?

➜ Mécanismes de résistance

a) Mutations secondaires de FLT3

  • Apparition de mutations dans le domaine kinase (TKD)
  • Exemple : double mutation FLT3-ITD + TKD

➡️ la molécule n’inhibe plus le récepteur

b) Activation de voies alternatives (bypass)

Même si FLT3 est bloqué, la cellule :

  • active des voies en aval ou parallèles
  • devient indépendante de FLT3

Exemple majeur :

  • Mutation acquise de RAS ➡️ prolifération et survie maintenues malgré l’inhibition de FLT3

📌 C’est une résistance adaptative clonale


c) Micro-environnement médullaire

  • Augmentation du FLT3-ligand produit par le stroma
  • Contourne l’effet de l’inhibiteur

d) Surexpression du FLT3 non muté

  • Une partie de la molécule se fixe sur le FLT3 sauvage
  • ➡️ dilution de l’effet thérapeutique

🧠 Conclusion résistance FLT3

La résistance aux inhibiteurs de FLT3 repose sur l’évolution clonale, l’activation de voies de signalisation alternatives et l’influence du micro-environnement médullaire.

III. Stratégie thérapeutique actuelle

👉 Associations thérapeutiques

  • Chimiothérapie cytotoxique (tue les cellules proliférantes)
  • thérapie ciblée anti-FLT3

📈 Résultat :

  • ↑ taux de rémission complète
  • ↓ rechutes (mais pas suppression totale)

IV. Mutation DNMT3A

🔹 Généralités

  • Mutation fréquente (mais < FLT3)
  • Hot spot R882 (≈ 50 % des cas)
  • Mauvais pronostic

🔹 DNMT3A : rôle normal

  • Enzyme de méthylation de l’ADN
  • Maintient le silence épigénétique
  • Contrôle l’équilibre :
  • auto-renouvellement
  • différenciation

🔹 Effets de la mutation DNMT3A

⚠️ Pas oncogénique seule

Mais :

  • ↑ compartiment des CSH
  • ↑ auto-renouvellement
  • ↑ gènes de “souchitude”
  • ↓ gènes de différenciation
  • Hématopoïèse vieillissante / déséquilibrée

📌 DNMT3A = mutation initiatrice / pré-leucémique

👉 Elle prépare le terrain à d’autres mutations (FLT3, NPM1…)


V. Mutations IDH1 / IDH2

🔹 Généralités

  • 10–15 % des LAM à caryotype normal
  • Aussi retrouvées dans les gliomes
  • Plutôt bon pronostic

🔹 Fonction normale IDH1/2

  • Enzymes du cycle de Krebs
  • Produisent l’α-cétoglutarate
  • Nécessaire aux enzymes TET (dont TET2)

🔹 Effet de la mutation

  • Production de 2-hydroxyglutarate
  • ➡️ Oncométabolite

Conséquences :

  • Inhibition des enzymes TET
  • Altération de la régulation épigénétique
  • Blocage de différenciation

📌 Le métabolisme devient oncogénique


VI. Thérapies ciblées anti-IDH

  • Inhibiteurs spécifiques IDH1 / IDH2 mutés
  • Exemple : AG-221
  • Donnés initialement en monothérapie
  • Très bonnes réponses initiales

⚠️ Mais :

  • Rechutes possibles
  • Mêmes problématiques d’évolution clonale

👉 Études en cours :

  • mono-thérapie ciblée
  • vs chimiothérapie
  • vs associations