La ploidie cellulaire :facteur prédictif de cancer de prostate localement avancé

11 juillet 2007

Mots clés : ploïdie, prostate, Cancer, cystométrie.Niveau de preuve : 4
Auteurs : MILCENT S., LORENZATO M.,ENASCHESCU D., ENASCHESCU C., BIREMBAUT P., STAERMAN F.
Référence : Prog Urol, 2007, 17, 819-823
But : Cette étude a pour but de montrer que l'étude de la ploidie cellulaire sur les biopsies de prostate de tumeurs cliniquement localisées peut aider au diagnostic d'une tumeur dépassant la capsule prostatique et compléter l'imagerie dans le bilan d'extension locale.
Méthodes : L'analyse des résultats anatomo-pathologiques de 140 patients opérés de cancer de prostate cliniquement localisés a permis de différencier deux groupes de patients dont la tumeur initiale était de score de Gleason 6 ou 7. Le premier groupe était composé de 33 patients dont la tumeur était classée pT3 et le second de 24 patients dont la tumeur était classée pT2. L'étude de la ploidie cellulaire était réalisé sur les biopsies et les pièces opératoires dans les deux groupes.
Résultats : Dans le groupe pT3N0M0, 72% des tumeurs présentaient un contingent aneuploide contre 16% des tumeurs du groupe pT2N0M0. Il était mis en évidence une corrélation importante entre la ploidie cellulaire et le stade tumoral (p=0.0002) et il existait une corrélation très significative entre le stade tumoral et l'existence d'un contingent tumoral de ploidie supérieure à 5C (p=0.0009).
Conclusion : L'existence de contingents aneuploides sur les biopsies de prostate de tumeurs cliniquement localisées augmente significativement le risque d'être confronté à une tumeur non localisée. Cette technique pourrait donc constituer un outil complémentaire simple dans le bilan d'extension du cancer de prostate en association avec l'IRM. D'autres études sont cependant nécessaires pour le confirmer.

Actuellement l'efficacité du traitement curatif du cancer de la prostate est meilleure lorsque le cancer est confiné à la glande [1]. De nombreux éléments cliniques, d'imagerie, anatomo-pathologiques, statistiques ou biologiques s'associent pour déterminer au plus près le stade réel de la maladie avant de proposer un traitement. Malheureusement tous ces éléments sont encore insuffisants pour obtenir une stadification pré-thérapeutique fiable et de nombreux patients peuvent être traités curativement sans obtenir un réel bénéfice sur l'évolution de la maladie. L'objectif de cette étude prospective était d'étudier la ploidie cellulaire en tant que facteur prédictif du stade pathologique pré-thérapeutique du cancer de la prostate. Elle étudiait en particulier son aptitude à détecter une extension extra capsulaire.

Que représente la ploidie cellulaire ? Au cours du cycle cellulaire, le contenu en ADN d'une cellule passe de 2 N en G0/G1 à 4N en phase G2. C'est au cours de la phase S que le contenu en ADN change (phase de synthèse de l'ADN). La mesure du contenu en ADN d'une cellule a pour but de connaïtre d'une part sa position dans le cycle cellulaire et d'autre part de dire si une population cellulaire a un contenu en ADN identique à celui d'une population de référence [2].

La ploidie cellulaire est la quantité d'ADN présente dans une cellule en G0/G1. Une cellule diploide contient de l'ADN en 2N soit 46 chromosomes. Une cellule haploide contient moitié moins d'ADN qu'une cellule diploide, une cellule polyploide contient un multiple de plus de 2 N ADN(4,8 ...) et une cellule aneuploide contient une quantité irrégulière d'ADN supérieure et non multiple de 2N mais inférieure à 4 N. L'hyperploidie est caractérisée par une quantité d'ADN de la population cellulaire en G0/G1 supérieure ou égale à 5N (5 C). Dans cette étude la ploidie cellulaire sera étudiée par cytométrie en analyse d'image [3-5].

MATERIELS ET METHODES

Pour réaliser cette étude, nous avons analysé de 1998 à 2003 les données de 140 patients opérés par prostatectomie radicale d'un cancer de la prostate cliniquement localisé. Chacun des patients analysé a eu une étude de la ploidie cellulaire sur les biopsies de prostate et sur la pièce de prostatectomie. Pour réaliser une étude comparative, ces patients ont été divisés en deux groupes. Le premier groupe était composé de patients qui présentaient un cancer cliniquement localisée et le second groupe était constitué de patients qui présentaient un cancer localement avancé sur la pièce de prostatectomie. Chaque groupe était composé uniquement de patients dont le score de Gleason était égale à 6 ou 7 sur la pièce de prostatectomie. Comme il existe très peu de tumeurs extra capsulaires pour des scores de Gleason inférieurs à 6 et très peu de tumeurs localisées pour des scores de Gleason supérieurs à 7, nous avons choisi de n'étudier que des patients opérés de prostatectomie de score de Gleason 6 ou 7 [1, 6]. C'est dans cet intervalle qu'il est le plus difficile en pré-opératoire de prédire une extension extra prostatique (Figure 1). De plus l'aneuploidie est totalement absente des tumeurs dont le score de Gleason est compris entre 2 et 4 et beaucoup plus fréquente pour des scores supérieurs ou égaux à 6 [7-9] (Figure 2).

Toutes les données anatomo-pathologiques étaient obtenues dans le même laboratoire. Le statut tumoral pré-thérapeutique des patients était défini selon les critères de l'AFU [10]. Le nombre moyen de biopsies réalisées dans les deux groupe était de 10.

La ploidie cellulaire des cellules tumorales était analysée par un appareil de cytométrie par analyse d'image (CAS 200). Cette analyse s'effectue avec un analyseur d'image composé d'un microscope connecté à une caméra et à un ordinateur capable de traiter et d'analyser les images des cellules et des tissus. Une coloration spécifique et stoechiométrique de l'ADN permet de doser l'ADN d'un noyau cellulaire par simple mesure de densité optique (DO). Cette densité optique est calibré en valeur ADN ploidie par référence à une population nucléaire stable normale. L'analyse cytodensitométrique du contenu en ADN des noyaux d'une population cellulaire représentative de la tumeur permet d'obtenir un histogramme d'ADN ploidie, représentatif de la répartition des différentes cellules dans le cycle (Figures 3 et 4). Ce type d'histogramme permet d'apprécier la présence éventuelle de clones tumoraux à contenu en ADN anormal (aneuploidie) [2].

Le statut de ploidie des biopsies était comparé à celui des pièces opératoires. Pour chaque patient la ploidie la plus anormale était retenue. La recherche d'aneuploidie nécessitait une analyse de grande qualité lorsque son taux était faible. Les tumeurs sont souvent hétérogènes et l'absence d'aneuploidie sur une biopsie ne prouve pas son absence dans la tumeur [11].

L'analyse statistique était réalisée à l'aide des logiciels Statistics* v 6.0 et Statistica*.

Figure 1 : Répartition des stades en fonction du score de Gleason (G) dans l'étude.
Figure 2 : Différence de score de Gleason entre la pièce et les biopsies pour les patients de l'étude.
Figure 3 : Exemple d'histogramme de tumeur aneuploïde.
Figure 4 : Exemple d'histogramme de tumeur diploïde.

Résultats

Après inclusion, nous avons obtenu un groupe pT3N0M0 après prostatectomie composé de 33 patients de moyenne d'âge de 64,5 ans et un groupe pT2N0M0 de 24 patients de moyenne d'âge de 63 ans.

Dans le groupe pT3, 45,5% des patients avaient un score de Gleason égal à 6 et 54,5% avaient un score de Gleason égale à 7 sur la pièce de prostatectomie. Dans le groupe pT2, la tendance était inverse avec 41.6% de score de Gleason 7 et 58,4% de patients avec un score de Gleason 6.

Dans le groupe pT3, 45% des patients avaient un stade clinique T1C, 39% avaient un stade clinique T2A et 12% avaient un stade clinique T2B. Donc 45% des pT3 ne présentaient pas d'anomalie au toucher rectal. Dans ce même groupe, la valeur moyenne du PSA était de 14 ng/ml contre 9.8 ng/ml dans le groupe pT2.

Dans le groupe pT3, 72% des patients avaient une population cellulaire aneuploide dans leur tumeur et 63% présentaient un contingent supérieur à 5 C. Pour le groupe pT2, seulement 16% des patients possédaient une population aneuploide dans leur tumeur et 6% des patients présentaient un contingent tumoral avec une ploidie supérieur à 5 C. Il s'agit de la ploidie de la prostate entière (Tableau I), indépendamment retrouvée sur les biopsies ou la pièce de prostatectomie.

Une corrélation importante (p=0.0002) était retrouvée entre la ploidie cellulaire et le stade tumoral réel avec une corrélation associée entre l'envahissement de la graisse péri tumorale et la ploidie (p<0.5). 86% des Aneuploides étaient pT3. il existait également une corrélation significative entre le stade tumoral et l'existence d'un contingent tumoral de ploidie supérieure à 5C (p=0.0009). En réalisant un test prenant l'aneuploidie pour détecter une tumeur extra capsulaire, ce test avait une sensibilité de 72%, une spécificité de 81.8%, une valeur prédictive positive de 85.7% et une valeur prédictive négative de 66%. L'efficience d'un tel test était de 76.3% et le risque relatif d'avoir une tumeur extra capsulaire lorsqu'il existait un contingent aneuploide était de 2,5.

En analyse discriminante, parmi tous les facteurs (clinique, PSA, Gleason, ploidie, nombre de biopsies ...), aucun n'était totalement discriminant pour différencier une tumeur T2 d'une tumeur T3. les variables les plus discriminantes pour le cancer T3 étaient la présence d'engainement péri nerveux, le rendement des biopsies, un score de Gleason égale à 7 sur les biopsies et l'existence d'un contingent tumoral dont la ploidie était supérieure ou égale à 5C (analyse discriminante stepwise*).

Tableau I : Corrélation entre la ploïdie et le stade tumoral.

Discussion

L'étude de la ploidie cellulaire intra tumorale est un des paramètres pronostiques le plus étudié en biologie des cancers. De nombreuses études sur les tumeurs solides ont établi une relation entre l'existence d'anomalies de la ploidie (aneuploidie et polyploidie) et la progression tumorale, le développement de métastases et une baisse du taux de survie. La plupart des études consacrées aux relations entre la ploidie et le cancer de la prostate confirment que l'existence d'une ploidie anormale est liée à un plus mauvais pronostic [12-15, 13].

Il existe plusieurs méthodes d'analyse de la ploidie cellulaire dont la cytométrie de flux (FCM), l'hybridation in situ en fluorescence (FISH) et la cytométrie en images (ICM). La sensibilité de cette dernière utilisée ici pour rechercher une aneuploidie est comparable à celle de la cytométrie de flux mais inférieure à celle de l'hybridation in situ en fluorescence (FISH) qui permet également de détecter des altérations chromosomiques.[3-5, 16, 17].

Pour notre étude, nous ne disposions pas de la ploidie cellulaire pour chaque prélèvement, nous avons pris délibérément le parti de prendre en compte aussi bien la ploidie provenant de l'étude des biopsies que celle provenant de la pièce opératoire et nous avons dû fusionner les résultats. Toutes les tumeurs présentant un contingent aneuploide sur la biopsie ou sur la pièce étaient considérées comme aneuploides. Cette fusion pouvait être responsable d'erreurs de sous évaluation de la ploidie lorsque seule la ploidie des biopsies était disponible puisque le nombre de sites analysés était plus faible que sur la pièce. La ploidie cellulaire est le plus souvent constante entre les biopsies et la pièce opératoire et peut permettre dans certains cas de corriger le score de Gleason des biopsies [18, 19]. Dans la littérature, le score de Gleason est sous évalué dans 37% à 51% des cas [20], il l'était dans 42% des cas dans notre étude (Figure 2) confirmant la fiabilité médiocre du score de Gleason des biopsies. Nous avons observé que l'aneuploidie présentait une corrélation importante avec le stade tumoral en particulier avec les tumeurs pT3. Cette corrélation était accentuée par l'existence d'un contingent tumoral dont la ploidie était supérieur à 5C. L'existence de ce contingent était un facteur discriminant pour le cancer T3.

En 1988, Ritchie réalisait une des premières études de la ploidie cellulaire sur 109 patients opérés par prostatectomie radicale pour un cancer localisé. Ils concluaient que la ploidie cellulaire n'était pas corrélée à l'extension extra capsulaire et au grade, mais cette étude comparait des tumeurs de stade pT2 à des hypertrophies bénignes de prostate parmi lesquelles, ils ne détectaient que 2% de tumeurs aneuploides contre 5% parmi les tumeurs pT2 [21]. Dejter [9] et Ross [22] montraient eux que l'aneuploidie était corrélée à la présence de métastases et semblait prédictive de l'existence d'une extension extra capsulaire [23]. Dans une autre étude, Al Abadie montrait que l'aneuploidie était corrélée au stade T3, pour des patients non opérés avec un décès survenant dans les 18 mois en moyenne [24]. Contrairement aux autres auteurs, Egawa en 1996 sur une étude de 70 patients opérés de prostatectomies radicale pour des cancers cliniquement localisés concluait que la ploidie cellulaire n'était pas un facteur prédictif du stade tumoral bien qu'il montrait l'existence d'une corrélation significative de la ploidie cellulaire avec le volume de la tumeur et non significative avec l'extension extra capsulaire [25]. Une autre étude réalisé par Shokey en 1996 concluait à l'absence de corrélation entre la ploidie cellulaire, le PSA, le stade et le score de Gleason [26].

L'aneuploidie apparaît dans de nombreuses études comme un facteur de mauvais pronostic indépendant ou associé à d'autres facteurs. Dans ces études, la diploidie est fortement liée à des tumeurs localisées de bon pronostic, alors que l'aneuploidie est liée à des tumeurs pT3 de moins bon pronostic et à l'apparition d'une récidive locale [13, 27] avec une survie réduite par rapport aux tumeurs diploides [28]. Pour Wirth , la survie sans progression à 9 ans pour des tumeurs T3 aneuploides opérées était de 28% contre 89.5% pour des tumeurs diploides. Ils concluaient aussi que la ploidie cellulaire était un facteur pronostic fortement liée au grade et au stade tumoral [29]. Ceci semble conforme aux résultats de notre étude avec une plus forte progression à cours terme des tumeurs pT3 aneuploides.

La disparité des résultats des études concernant la ploidie cellulaire comme facteur prédictif de stadification tumorale peut être liée à des différences de populations étudiée ou à des différences de préparations cellulaires [30]. L'absence de consensus impose d'analyser plus finement les relations entre les différents types de ploidie et les autres facteurs de stadification tumorale avant de conclure à son inutilité.

Beaucoup d'études comparent la ploidie cellulaire pour des populations de patients opérés de tumeurs pT2, il est possible que dans ce cas, lorsque l' exérèse est complète, le pronostic ne soit pas significativement différent, à l'instar des tumeurs pT3 avec marges chirurgicales négatives [31].

En effet, une revue de littérature faite par Adolfsson en 1994 montre que 66% des articles relatant des études sur la ploidie cellulaire et le cancer de prostate ne sont pas fiables. Il n'existe pas de consensus sur les moyens d'étude et sur la définition des différents types de ploidie. Il apparaît dans cette analyse que la ploidie cellulaire est très liée au grade et au stade pathologique. Elle constitue un facteur pronostic indépendant mais sa valeur est moins convaincante lorsqu'elle est comparée au grade et au stade dans les études multivariées [14].

Conclusion

Dans un futur plus ou moins proche, les traitements feront de plus en plus appel à l'immunologie et à la génétique, il est utile de chercher à comprendre aujourd'hui, les facteurs génétiques ou histologiques comme la ploidie cellulaire, impliqués dans l'évolution des lésions tumorales. Notre étude a permis de mettre en évidence l'intérêt de la ploidie dans la détermination du stade pathologique et de renforcer la significativité des autres facteurs déjà connus. Une ploidie cellulaire supérieure à 5C est apparue comme un des facteurs prédictifs les plus discriminants pour détecter une extension extra capsulaire en pré opératoire. Malheureusement ce facteur n'est pas encore suffisamment sensible et discriminant pour être utilisé en pratique quotidienne. De nombreuses études seront nécessaires pour confirmer ou infirmer l'utilité de la ploidie cellulaire comme facteur prédictif et pronostique et pour définir sa place au sein d'un score prédictif du stade tumoral pré-thérapeutique.

"Cet article a fait l'objet d'une communication lors du congrès de l'AFU 2005".

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