ANALYSE DES MUTATIONS DE L’EXON 15 DU GENE BRAF

TUMEURS BENIGNES ET TUMEURS MALIGNES 

TUMEURS BENIGNES 

Les tumeurs bénignes ont des contours bien délimités. Elles ont une croissance lente et restent localisées dans le tissu ou l’organe dans lequel elles sont apparues. Elles n’entrainent pas de métastases dans d’autres endroits du corps. Les tumeurs bénignes sont composées de cellules normales du tissu concerné. On dit qu’elles sont bien différenciées. Le fibroadénome est la tumeur bénigne qui se développe le plus souvent dans le sein. Les kystes, les changements fibrokystiques, l’hyperplasie, l’écoulement du mamelon et la gynécomastie sont les autres affections bénignes du sein. 

TUMEURS MALIGNES 

Quant aux tumeurs malignes, elles ont des contours le plus souvent mal délimités. Des fois, lorsqu’elles ont un contour bien délimité, elles peuvent être considérées comme bénignes pouvant ainsi retarder le diagnostic. Les cellules cancéreuses qui composent les tumeurs malignes présentent diverses anomalies par rapport à des cellules normales. Ces cellules sont indifférenciées puisqu’elles ont perdu leurs caractéristiques d’origine. Les tumeurs malignes ont tendances à envahir les tissus voisins. Elles peuvent entrainer des métastases : des cellules cancéreuses s’échappent de la tumeur primitive et vont coloniser une autre région du corps, pour y former une nouvelle tumeur appelée tumeur secondaire ou métastase. 

BRAF ET CANCERS HUMAINS 

STRUCTURE DU GENE BRAF

 Le gène BRAF code pour une sérine/thréonine kinase intervenant dans la voie de signalisation des MAP (mitogen activated protein) kinases (Hussain et al., 2014). L’activation de cette voie conduit à des événements cytoplasmiques et transcriptionnels communs au développement de multiples cancers (Dalle et al., 2006). Le gène BRAF situé sur le bras long du chromosome 7 plus précisément au niveau de la bande 4 de la 3ème région (7q34) est composé de 18 exons et code pour un ARNm de 2949 nucléotides et un peptide de 766 acides aminés (Boussemart, 2014). Il est responsable de la production de la protéine BRAF. Le gène est aussi appelé B-Raf proto-oncogène, tandis que la protéine est mieux connu sous le nom de protéine BRAF sérine/thréonine Kinase BRAF. Figure 1 : Structure du gène BRAF Les 3 kinases ARAF, BRAF et CRAF ont un domaine de liaison pour la protéine RAS. Les protéines RAF partagent 3 régions conservées : CR1 et CR2 dans la partie N terminale, CR3 dans la partie C terminale, qui contient le domaine kinase. La région CR1, à l’extrémité N-terminale, contient un domaine de liaison à RAS et un domaine riche en cystéines, tous les 2 nécessaires pour le recrutement de RAF à la membrane plasmique. La région CR2 contient un domaine de liaison à la protéine 14-3-3 qui maintient RAF dans une conformation inactive, dans le cytoplasme, à l’état basal. La région CR3, à l’extrémité C- terminale, contient le domaine catalytique. A l’état basal, RAF adopte une conformation dans laquelle l’extrémité N-terminale inhibe le domaine catalytique C-terminal. Leur activation nécessite d’abord l’interaction d’une de ces protéines RAF avec la protéine RAS, permettant le recrutement à la membrane de ce complexe et la dimérisation des protéines RAF, ensuite des phosphorylations et des déphosphorylations par des protéines kinases appartenant entre autres à la famille SRC (Longvert et al., 2012 et Buffet, 2014).

 FREQUENCE DES MUTATIONS DE BRAF 

Les mutations d’un gène (BRAF) prédisent la sensibilité à une classe nouvelle de médicaments du cancer. BRAF est une protéine qui joue un rôle central dans la croissance et la survie des cellules cancéreuses et qui est mutée chez la majorité des patients ayant un mélanome et chez une minorité de patients ayant un cancer du côlon, du sein, et des poumons. Plus de 45 mutations ont été identifiées dans le gène BRAF dans une large variété de cancers humains (Buffet, 2014). L’oncogène BRAF est muté dans approximativement 7% des cancers humains (Buffet, 2014). La substitution d’une thymine par une adénine en position 1799 du gène, responsable d’un changement d’une valine en glutamine en position 600 (mutation 6 nommée BRAF V600E) représente 90% des mutations identifiées (Buffet, 2014). Les mutations de la protéine BRAF sont représentées dans 40 à 60 % des mélanomes. Les mutations du gène BRAF sont majoritairement situées sur le segment activateur de l’exon 15 ; d’autres mutations sont retrouvées sur l’exon 11, altérant les résidus glycine du domaine kinase. Il s’agit de mutations acquises, somatiques et non germinales. L’absence de mutation germinale peut être expliquée grâce aux expériences de génétique moléculaire effectuée chez la souris : les mutations de BRAF induisent une létalité embryonnaire (Longvert et al.,2012). Cette mutation ne porte pas la signature UV (ultraviolet) telle que les mutations CC/TT ou C/T associées à la formation de dimères de pyrimidine survenant après exposition aux UV (Longvert et al.,2012). Cette absence de signature UV n’est pas réellement surprenante : les cancers thyroïdiens, ovariens ou colorectaux peuvent porter cette mutation sans être exposés aux UV. Les mécanismes d’acquisition de la mutation V600E de la protéine sont probablement liés à des mécanismes alternatifs qui ne sont pas encore identifiés. La protéine mutée BRAF V600E a une activité kinase 500 fois supérieure à la forme sauvage de BRAF (Longvert et Larue, 2012), ce qui stimule la phosphorylation de la protéine ERK et la signalisation cellulaire de façon démesurée. Mis à part la mutation V600E, 75 autres mutations somatiques de BRAF ont été décrites dans les mélanomes humains (Longvert et al.,2012). Dans les mélanomes mutés pour BRAF, 74 à 90 % et 16 à 29 % portent respectivement la mutation V600E et V600K. En fonction des études, les proportions d’un type de mutation par rapport à un autre sont légèrement différentes. L’aminoacide V600E de BRAF est situé dans le domaine d’activation de la kinase, près des résidus thréonine 599 et sérine 602 sur lesquels la phosphorylation provoque l’activité kinase. La mutation V600E pourrait ainsi simuler la phosphorylation de la thréonine 599 et de la sérine 602. Une autre des hypothèses du mécanisme d’activation incontrôlée est l’augmentation de l’exposition du segment d’activation lorsqu’un petit acide aminé hydrophobe (la valine) est remplacé par un résidu hydrophile (l’acide glutamique). La présence de la mutation V600E n’est ni nécessaire ni suffisante pour induire la formation de mélanomes. Les mutations activatrices de BRAF sont retrouvées dans un grand nombre de nævus. La croissance initiale des nævus est suivie par une phase de stabilisation et une perte de toute activité de prolifération, et très peu se transforment en mélanome. Il a été suggéré qu’un nævus correspond à une tumeur bénigne clonale, qui prolifère temporairement sous l’effet de l’activation de BRAF, puis dont la croissance tumorale s’arrête par sénescence. La sénescence est donc un mécanisme protecteur du développement des tumeurs malignes. Ces données suggèrent donc que BRAF V600E n’est pas suffisant pour 7 induire des mélanomes et que d’autres altérations génétiques sont nécessaires pour induire la transformation complète des mélanocytes, telles que l’inactivation de gènes suppresseurs de tumeurs comme PTEN ou CDKN2A. BRAF n’est pas exclusif au mélanome ; des mutations ont été retrouvées dans 7 % des cancers humains, 10 % des cancers colorectaux, 36 à 53 % des cancers papillaires de la thyroïde et 30 % des carcinomes ovariens séreux (Longvert et al.,2012). Ces différents cancers ont également en commun d’autres mutations activatrices de la voie MAP-kinase, survenant de façon mutuellement exclusive (par exemple pas de mutation de KRAS concomitante de BRAF dans les cancers colorectaux). La mutation activatrice T1799A V600E du gène BRAF est l’évènement le plus fréquent et le plus spécifique du carcinome papillaire de la thyroïde (CPT). De nombreuses études menées au cours de ces dernières années ont montré que la mutation BRAF est un marqueur de mauvais pronostic dans les CPT. L’impact péjoratif de cette mutation sur l’évolution du CPT a été remis en cause dans plusieurs études récentes. La mutation BRAF a été retrouvé chez 20 des 46 patients (46,5%). Bien que la mutation BRAF semble jouer un rôle dans la tumorogenèse, elle ne semble pas être un facteur de risque d’évolution péjorative et de récidive tumorale dans le CPT. (Zoghlami et al.,2012) Les mutations activatrices de BRAF sont présentes dans 5 à 10% dans les cancers colorectaux et sont essentiellement représentées par la mutation V600E capable d’activer la voie de signalisation des MAPK. Les mutations de BRAF sont mutuellement exclusives des mutations de KRAS c’est-à-dire que ces deux types de mutations ne coexistent pas au sein d’une même tumeur (Lievre et Mitry, 2014) Dans les cancers du poumon non à petites cellules (CPNPC) on a mis en évidence des mutations de BRAF telles que V600E, G466V, G469A, L597V, Y472C (www.institutoncologie-thoracique.com).

INTERET DE BRAF 

L’objectif de la recherche de la mutation BRAF diffère selon le type de cancer :  un intérêt diagnostique La recherche de la mutation BRAF peut être utile pour poser le diagnostic. C’est le cas par exemple dans le cas de la leucémie à tricholeucocytes ou dans certains cancers thyroïdiens.  un intérêt pronostique Elle revêt aussi dans certains cas un intérêt pronostic pour le clinicien, en particulier dans les cancers papillaires de la thyroïde, les cancers colorectaux ou les mélanomes. 8  un possible intérêt pour le conseil génétique La recherche de cette mutation permet aussi dans le cancer colorectal par exemple de savoir si ce cancer possède ou non une origine génétique qui pourrait expliquer sa survenue et ainsi de pouvoir proposer un suivi approprié aux autres membres de la famille du patient.  Un intérêt thérapeutique Grace à la détection de la mutation du gène BRAF, il est possible d’utiliser des traitements ciblés sur cette altération génétique, chez les patients porteurs de la mutation.