par Huybrechts, Sophie 
Président du jury Remmelink, Myriam
Promoteur Smeesters, Pierre
Co-Promoteur Dufour, Christelle
Publication Non publié, 2024-02-26
Président du jury Remmelink, Myriam
Promoteur Smeesters, Pierre
Co-Promoteur Dufour, Christelle
Publication Non publié, 2024-02-26
Thèse de doctorat
| Résumé : | Medulloblastoma, an embryonal tumor of the fossa posterior, represents the most common ma- lignant pediatric brain tumors. With the advances in genomics and epigenomics, considerable progress has been made to unravel, to some extent, the biological and molecular mechanisms underlying the spatial heterogeneity in medulloblastoma. Four molecular subgroups (WNT, SHH, Group 3 and Group 4) have been described, each with divergent clinical presentation, genetic drivers and survival out- comes (inter-tumoral heterogeneity), even within the same molecular subgroup (intra-tumoral heterogeneity). The use of multimodal therapy, combining surgical resection, craniospinal irradiation, and chemotherapy regimens has significantly improved the survival of medulloblastoma over time. However, with the emergence of high-risk biological markers (MYC/MYCN amplification, TP53 mutation) and molecular subgroups, these treatment approaches are far from accurate. This not only leads to heterogeneous survival outcomes, but also to unpredictable relapses in 30% of cases diagnosed with medulloblastoma, resulting in a dismal prognosis. Therefore, considerable challenges remain to identify additional clinical-biological predictors of outcome and assess the patterns of relapse. This, will further help improve risk-adapted clinical management and survival outcomes, whilst minimizing treatment-related toxicity and risk of relapse. Chapter 1 summarizes the actual knowledge on childhood medulloblastoma.Since molecular subgroup affiliation is an important predictor factor of outcome, precise and reliable molecular classification and identification of additional high-risk biological features are of utmost importance in determining whether patients are at low or high risk of relapse. In chapter 2 we evaluated the concordance between immunohistochemistry, using four antibodies (YAP1, GAB1, OTX2, and beta-catenin), and DNA-methylation profiling in medulloblastoma subgrouping, which is the current golden standard method. The high concordance of this immunohistochemical panel and DNA-methylation profiling confirmed its utility in daily practice. Our results further confirmed a high accuracy of a reduced immunohistochemical panel of two antibodies (YAP1 and OTX2) for the determination of medulloblastoma subgrouping. We further investigated the detection of MYC/MYCN amplification, an essential marker for risk stratification and of poor prognosis in some subgroups, by FISH analysis. Compared with other techniques (array comparative genomic hybridization, DNA methylation), FISH analysis has a low failure rate for detection of these amplifications, and is quick and easy to use, even on 'small' paraffin-embedded biopsy tumors.Despite the significant advances in the identification of new genes associated with medulloblastoma-inherited cancer predisposition syndrome, the impact of germline mutations on the clinical outcome within molecular subgroups remains unclear. In chapter 3, we described the outcome of all patients with medulloblastoma and germline SUFU mutation (n=22), identified in France between 1985 and 2015, as well as their clinical features and predisposition to develop additional tumors. Generally occurring in very young children below 3 years of age, the tumors were of desmoplastic or extensive nodularity histology. Of them, seven were classified as SHH MB. Patients were mainly treated with surgery and conventional or high-dose chemotherapy to avoid radiotherapy, due to the younger age and increased risk of developing meningioma or other malignant tumors within the irradiation fields. However, compared to other SHH medulloblastoma, the outcome was lower than expected due to the high incidence of local relapses. This unfavorable prognosis raised further questions on how best to treat these patients, particularly considering their genetic susceptibility of developing secondary cancers. In addition, we demonstrated the importance to screen all children diagnosed with SHH MB or desmoplastic/MBEN histological subtype before the age of 5 years for PTCH and SUFU mutations to allow for appropriate tumor surveillance and treatment.In the past decades, the use of molecular subgrouping has become increasingly useful for therapeutic stratification. However, a number of questions still remain open, including the role of surgery in metastatic disease and that of neoadjuvant chemotherapy. In chapter 4, we assessed the role and impact of neoadjuvant chemotherapy in metastatic patients on survival and neurocognitive outcomes. We demonstrated neoadjuvant chemotherapy not only to reduce the size of the primitive tumor with a significantly higher complete resection rate as a result, but also showed its effectiveness in the treatment of metastatic disease. Histological examination and molecular subgrouping were still feasible after neoadjuvant chemotherapy. Moreover, no detrimental effect of delayed surgery on survival has been observed, highlighting the importance of a less aggressive surgical approach at time of diagnosis and the indication of a second look surgery. We further observed a trend toward a better neuropsychological outcome in case of delayed surgery, which could be explained by the reduction in tumor size, lowering the risk of damage on the normal brain, and the management of hydrocephalus prior to surgery of the primary tumor.Relapse is another factor that affects the prognosis of childhood medulloblastoma, representing a major therapeutic challenge, where considerable clinical and biological needs remain unmet. In recent years and despite the increasing number of publications on relapsed medulloblastoma, few studies have addressed the question of prognostic risk factors for post-relapse survival. In chapter 5 we demonstrated that molecular subgrouping at diagnosis was the only significant prognostic factor of overall survival after relapse. We further observed a trend toward a better outcome in the group of children who relapsed later than 12 months and for those receiving radiotherapy at relapse. Our data suggest that ongoing efforts toward a better understanding of the biology, timing and type of relapse is important to understand the determinants of tumor behavior at relapse. Moreover, our results might help address more specific questions on the best surveillance strategies after completion of the treatment and the design of risk-stratified second-line treatment strategies. |
| Le médulloblastome, une tumeur embryonnaire de la fosse postérieure, est la tumeur maligne la plus fréquente chez les enfants. Grâce aux avancées de la génique et de l'épigénétique, d'énormes progrès ont été effectués permettant de mieux comprendre les mécanismes biologiques et moléculaires responsables de l’hétérogénéité tumorale. Des études ont révélé la présence de quatre sous-groupes moléculaires (WNT, SHH, Groupe 3 et Groupe 4) qui se distinguent chacun par leur présentation clinique, leurs facteurs génétiques ainsi que par leurs survies (hétérogénéité inter-tumorale), y compris au sein d'un même sous-groupe moléculaire (hétérogénéité intra-tumorale). L’utilisation d’une thérapie multimodale comportant une résection chirurgicale maximale, une irradiation craniospinale et une chimiothérapie, a permis d’améliorer significativement le taux de survie de ces patients. Néanmoins, face à l'émergence de marqueurs biologiques de haut risque (amplification de MYC/MYCN, mutation TP53) et des sous-groupes moléculaires, ces stratégies thérapeutiques restent imparfaites. Elles aboutissent non seulement à des taux de survies variables, mais également à des rechutes imprévisibles dans 30% des cas et dont le pronostic est sombre. En conséquence, d’importants défis restent à relever afin d'identifier de nouveaux facteurs clinico-biologiques prédictifs de la survie et de mieux comprendre les mécanismes de rechute. Ces données permettront d'améliorer la prise en charge clinique et la survie, tout en réduisant les effets toxiques liés au traitement et le risque de rechute. Un résumé des connaissances actuelles sur le médulloblastome de l'enfant est présenté dans le premier chapitre.Pour évaluer si un patient présente un risque de récidive faible ou élevé, il est essentiel de déterminer l'appartenance à un sous-groupe moléculaire ayant un impact pronostique important sur la survie, d'établir une classification moléculaire précise et fiable ainsi que d'identifier les anomalies biologiques à haut risque. Ainsi, dans le second chapitre, nous avons évalué la concordance entre l'immunohistochimie, utilisant les quatre anticorps YAP1, GAB1, OTX2 et beta-caténine et le profil de méthylation de l'ADN, méthode de référence pour déterminer le sous-groupe du médulloblastome. La grande concordance trouvée entre ces deux méthodes confirme l'utilité de l’immunohistochimie en pratique quotidienne. De plus, notre étude confirme qu’un panel immunohistochimique réduit, basé sur les deux anticorps YAP1 et OTX2, est particulièrement précis dans la détermination du sous-groupe moléculaire. Nous avons également étudié la détection d’une amplification de MYC/MYCN, marqueur essentiel de stratification du risque et de mauvais pronostic dans certains sous-groupes, par technique FISH. Comparée à d'autres techniques (hybridation génomique comparative en réseau, méthylation de l'ADN), la technique FISH a un faible taux d'échec pour détecter ces amplifications, et est rapide et facile à utiliser, même sur de "petites" tumeurs biopsiques incluses en paraffine.Malgré d’innombrables avancées dans l’identification de nouveaux gènes impliqués dans les syndromes de prédisposition au cancer héréditaire du médulloblastome, il est difficile de préciser l'impact des mutations germinales sur le devenir clinique au sein des sous-groupes moléculaires. Au chapitre 3, nous avons décrit le devenir de tous les patients atteints de médulloblastome et de mutation SUFU germinale identifiés en France entre 1985 et 2015 (n = 22), ainsi que leurs caractéristiques cliniques et leur prédisposition à développer d'autres tumeurs. Survenant généralement chez de très jeunes enfants de moins de 3 ans, les tumeurs étaient d'histologie desmoplastique ou à nodularité étendue. Sept d'entre elles ont été classées comme SHH MB. Les patients ont été traités principalement par chirurgie et chimiothérapie conventionnelle ou à haute dose afin d'éviter la radiothérapie, du fait de leur jeune âge et du risque accru de développer un méningiome ou d'autres tumeurs cancéreuses dans le champ d'irradiation. Comparé à d'autres médulloblastomes SHH, leur pronostic est toutefois moins bon que celui attendu du fait de l'incidence élevée des récidives locales. Ce mauvais pronostic suscite de nombreuses questions sur l’optimisation du traitement de ces patients, compte tenu notamment de leur prédisposition génétique à développer des cancers secondaires. Cette étude démontre également l'importance du dépistage précoce des mutations PTCH et SUFU chez tous les enfants diagnostiqués avec un médulloblastome de type SHH avant l'âge de 5 ans, de manière à permettre une surveillance adaptée et la mise en place d'un traitement approprié en cas de cancer.Bien que l’utilisation de sous-groupes moléculaires soit devenue de plus en plus importante dans la stratégie thérapeutique au cours des dernières décennies, un certain nombre de questions subsistent, en particulier quant au rôle de la chirurgie dans la maladie métastatique et celui de la chimiothérapie néoadjuvante. Au chapitre 4, nous avons analysé le rôle et les répercussions de la chimiothérapie néoadjuvante chez les patients métastatiques en termes de survie et ses répercussions sur les fonctions neurocognitives. Nous avons tout d’abord pu mettre en évidence que la chimiothérapie néoadjuvante permettait non seulement de réduire la taille de la tumeur primitive, entraînant ainsi un taux de résection complète significativement plus élevé, mais également de démontrer son efficacité sur les métastases. L’examen histologique et la classification moléculaire étaient tout à fait réalisables après le traitement par chimiothérapie néoadjuvante. Ensuite, aucun impact défavorable d’une chirurgie retardée sur la survie n’a été démontré, soulignant ainsi l’importance d’une approche chirurgicale moins agressive au moment du diagnostic et l’indication d’un "second-look" chirurgical. Nous avons également observé une tendance à l’obtention de meilleurs résultats neuropsychologiques en cas de chirurgie différée qui pourrait s’expliquer par la diminution de la taille de la tumeur primitive, une diminution du risque d’endommager les parties saines du cerveau et par le traitement de l’hypertension intracrânienne avant la chirurgie de la tumeur primitive.Ces dernières années, malgré un nombre croissant de publications sur le médulloblastome en rechute, peu d’études se sont consacrées aux facteurs pronostiques de survie après la rechute. Au chapitre 5, nous avons démontré que le sous-groupe moléculaire au diagnostic était le seule facteur pronostique significatif de la survie globale après la rechute. Nous avons également observé une tendance en faveur d’un meilleur pronostic dans le groupe d'enfants ayant rechuté après 12 mois et chez ceux qui ont reçu une radiothérapie lors de la rechute. Nos données suggèrent l’importance de poursuivre nos efforts pour mieux comprendre la biologie, le timing et le type de rechute afin de mieux comprendre les mécanismes de ces rechutes. Nos résultats pourraient également être utiles à l’optimisation de la surveillance de ces patients et au développement des traitements de seconde ligne. |
