Erdheim Chester La maladie (ECD) est causée par des mutations dans l’ADN des cellules sanguines. Les cellules sanguines sont formées dans la moelle osseuse à partir de cellules souches qui peuvent vivre de nombreuses années et produire plusieurs générations de nouvelles cellules souches. Les questions fréquemment posées par les patients à propos de ECD sont les suivantes : d’où vient la maladie ? depuis combien de temps suis-je atteint ? n’aurait-on pas pu faire quelque chose plus tôt ? pourquoi ma maladie affecte-t-elle un site particulier ? Notre recherche vise à apporter un éclairage nouveau sur ces questions importantes. La technique que nous utiliserons s’appelle la « cartographie phylogénétique ». Cette approche nous permet de remonter dans le temps et de dater l’origine des mutations à l’origine de ECD, à quelques années près de la vie passée d’un patient. Pour ce faire, on cultive en laboratoire de nombreux clones de cellules souches uniques et on séquence l’ensemble du génome de chaque clone. Chaque clone diffère du suivant par quelques mutations dans son ADN. Certaines de ces mutations sont apparues il y a très longtemps chez les ancêtres de la cellule souche, lorsque le patient était plus jeune. En séquençant une centaine de clones, il est possible de reconstituer l’histoire de la vie des cellules souches d’une personne et de créer ainsi une chronologie des mutations au fur et à mesure qu’elles apparaissent au fil des ans. Parmi ces mutations se trouve celle qui a causé la maladie de ECD chez le patient. Si nous connaissons la chronologie de toutes les mutations, nous pouvons « horodater » la mutation ECD. Nous pouvons alors estimer combien de temps la mutation ECD est restée dormante dans l’organisme, à quelle vitesse elle a atteint une taille susceptible de provoquer une maladie et si elle a été aidée par d’autres mutations en cours de route. Il s’agit là de questions fondamentales. Dans d’autres maladies apparentées, appelées néoplasmes myéloprolifératifs, les mutations apparaissent dans l’enfance et évoluent vers différents types de maladies en fonction d’autres événements survenus dans la vie du patient, au fil des décennies. En appliquant cette analyse au site ECD, nous devrions pouvoir répondre aux questions concernant l’origine de la maladie. Les avantages potentiels comprennent également la possibilité de détecter ECD à un stade précoce avant qu’il n’évolue vers la maladie ; de déterminer pourquoi il existe un spectre d’organes affectés chez différents patients ; et pourquoi certains patients présentent un risque plus élevé de maladie qui progresse plus rapidement. Enfin, l’élucidation de l' »histoire personnelle » de ECD pourrait nous aider à l’avenir à personnaliser les thérapies pour obtenir de meilleurs résultats.
Montant : 200 000 USD en partenariat avec la Leukemia & Lymphoma Society
Rapport intermédiaire
Résumé succinct de la recherche
Erdheim Chester La maladie (ECD) est causée par des mutations dans l’ADN des cellules sanguines. Les cellules sanguines sont formées dans la moelle osseuse à partir de cellules souches qui peuvent vivre de nombreuses années et produire plusieurs générations de nouvelles cellules souches. Les questions fréquemment posées par les patients à propos de ECD sont les suivantes : d’où vient la maladie ? depuis combien de temps suis-je atteint ? n’aurait-on pas pu faire quelque chose plus tôt ? pourquoi ma maladie affecte-t-elle un site particulier ? Notre recherche vise à apporter un éclairage nouveau sur ces questions importantes. La technique que nous utiliserons s’appelle la « cartographie phylogénétique ». Cette approche nous permet de remonter dans le temps et de dater l’origine des mutations à l’origine de ECD, à quelques années près de la vie passée d’un patient. Pour ce faire, on cultive en laboratoire de nombreux clones de cellules souches uniques et on séquence l’ensemble du génome de chaque clone. Chaque clone diffère du suivant par quelques mutations dans son ADN. Certaines de ces mutations sont apparues il y a très longtemps chez les ancêtres de la cellule souche, lorsque le patient était plus jeune. En séquençant une centaine de clones, il est possible de reconstituer l’histoire de la vie des cellules souches d’une personne et de créer ainsi une chronologie des mutations au fur et à mesure qu’elles apparaissent au fil des ans. Cela revient à dessiner un arbre généalogique des liens de parenté entre toutes les cellules, ce que l’on appelle la « phylogénie ». Parmi ces mutations se trouve celle qui a causé la maladie de ECD chez le patient. Si nous connaissons la chronologie de toutes les mutations, nous pouvons « dater » la mutation ECD. Nous pouvons alors estimer combien de temps la mutation ECD est restée dormante dans le corps, à quelle vitesse elle a atteint une taille susceptible de provoquer une maladie et si elle a été aidée par d’autres mutations en cours de route. Il s’agit là de questions fondamentales. Dans d’autres maladies apparentées, appelées néoplasmes myéloprolifératifs, les mutations apparaissent dans l’enfance et évoluent vers différents types de maladies en fonction d’autres événements de la vie du patient, sur plusieurs décennies. En appliquant cette analyse au site ECD, nous devrions pouvoir répondre aux questions concernant l’origine de la maladie. Les avantages potentiels sont également les suivants : possibilité de détecter ECD à un stade précoce, avant qu’il n’évolue vers la maladie ; détermination des raisons pour lesquelles il existe un éventail d’organes affectés chez différents patients ; et raisons pour lesquelles certains patients présentent un risque plus élevé de maladie qui évolue plus rapidement. Enfin, l’élucidation de l’histoire personnelle de ECD pourrait nous aider à l’avenir à personnaliser la thérapie pour obtenir de meilleurs résultats.
Progrès
Nous avons réussi à étendre les clones de 5 patients, 3 avec ECD, 1 avec ECD/LCH cross-over et 1 avec LCH. Dans 2 de ces cas, nous avons capturé des clones mutés BRAFV600E mais, de façon inattendue, il n’y avait pas de clones mutés BRAFV600E chez 3 patients, même si la mutation était détectable dans leur sang. Nous poursuivons nos recherches pour déterminer où se trouve la mutation chez ces patients afin de confirmer qu’elle se trouve dans la population de cellules souches.
Chez les patients pour lesquels nous avons obtenu des clones expansés contenant des clones mutés BRAFV600E, nous avons séquencé près de 300 génomes entiers et reconstruit les arbres généalogiques (phylogénies). Nous avons observé, chez les deux patients, qu’au moins trois mutations étaient apparues presque simultanément dans les gènes KRAS, NRAS et BRAF. De manière surprenante, il s’agissait d’événements indépendants, car chaque mutation se trouvait sur une branche distincte de la phylogénie (voir figure). Nous ne nous attendions pas à cela, car la plupart des cancers évoluent, une mutation entraînant une autre mutation et ainsi de suite, toutes les mutations contribuant à une branche unique. Ce que nous avons observé sur le site ECD est un processus parallèle avec de multiples branches qui évoluent toutes ensemble. L’étape suivante consiste à déterminer si ces branches parallèles sont toutes présentes ensemble dans les lésions de ECD dans les tissus. Si cela est confirmé, cela suggérera qu’elles fonctionnent ensemble d’une manière ou d’une autre (
). Ce schéma n’a pas été observé dans d’autres cancers et pourrait être un événement très rare. Cela pourrait expliquer pourquoi ECD est si rare.
Dans quelle mesure avons-nous répondu aux questions de recherche ?
Les questions auxquelles nous avons entrepris de répondre sont énumérées ci-dessous et les progrès réalisés à ce jour sont indiqués en italique.
- À quel âge de la vie les mutations conduisant à ECD se produisent-elles ?
À quelle vitesse les clones se développent-ils pour provoquer des maladies ?
Quel est le temps de latence entre la mutation et l’apparition de la maladie ?
Chez les deux patients âgés de plus de 50 ans, il semble que les mutations soient apparues au moins deux ou trois décennies plus tôt. Ces caractéristiques sont similaires à celles des néoplasmes myéloprolifératifs. Théoriquement, il devrait être possible de suivre et d’identifier un risque de ECD plus tôt dans la vie. - Comment BRAFV600E interagit-il avec l’hématopoïèse clonale mutée TET2 ?
Quelle est la séquence des mutations ?
La mutation de TET2 favorise-t-elle ECD par un effet cellulaire autonome ?
La mutation du gène TET2 améliore-t-elle l’aptitude et le taux de croissance des clones ECD?
Le gène TET2 est encore en cours d’analyse chez ces deux patients. Les autres gènes, KRAS et NRAS, sont connus pour être associés à ECD. De manière surprenante, nous avons constaté que chaque gène fonctionnait indépendamment de BRAF dans la phylogénie – à l’opposé de ce que nous attendions. Nous devons confirmer si cela est vrai dans le tissu lésionnel. - De nouvelles mutations conductrices sont-elles trouvées chez des patients dépourvus de mutations connues de l’hématopoïèse clonale ?
Nous n’avons pas encore trouvé de nouvelles mutations pilotes, mais nous continuons à analyser les données. Nous avons trouvé un modèle très inhabituel de mutations pilotes, comme décrit ci-dessus.
Plan pour la deuxième année
Nous souhaitons répondre aux questions suivantes au cours des 12 prochains mois
- Nous devons vérifier dans quelles cellules se trouve la mutation BRAF chez les patients dont les clones expansés ne contenaient pas de BRAF muté. Soit la mutation n’est pas là où nous l’attendons, soit il peut y avoir un problème avec l’expansion in vitro des cellules qui contiennent du BRAF muté (point 2).
- Nous explorons également une nouvelle méthode de production d’ADN pour le séquençage qui n’implique pas la culture de clones. Nous pensons que cela nous aidera à cartographier les mutations dans les cellules mutées BRAF qui ne se développent pas en clones in vitro.
- Nous devons confirmer que le modèle parallèle inhabituel que nous avons observé jusqu’à présent dans les phylogénies est également présent dans les lésions des patients.
Explication du fait que le schéma de l’histiocytose n’a jamais été observé dans d’autres cancers.