Les biomarqueurs, nouveaux alliés de la médecine personnalisée en oncologie
La médecine personnalisée en oncologie
Aujourd’hui, un grand nombre de cancers et de sous-types tumoraux ont été identifiés, chacun présentant des altérations particulières au niveau de ses cellules cancéreuses et/ou de son microenvironnement tumoral. Si elles sont caractérisées, ces anomalies cancéreuses peuvent permettre d’instaurer une stratégie thérapeutique adaptée aux caractéristiques du patient : c’est la médecine de précision ou médecine personnalisée.1
La médecine de précision consiste donc à cibler des molécules spécifiques des cellules cancéreuses ou un mécanisme biologique ayant un rôle majeur dans le processus de tumorigenèse.1
Actuellement, la médecine personnalisée repose sur 2 types de traitements :
- les immunothérapies spécifiques,
- les thérapies ciblées.1
L’identification de nouveaux biomarqueurs tumoraux constitue donc un réel espoir pour le développement de la médecine personnalisée en oncologie.2 Mais qu’est-ce qu’un biomarqueur ? Quels sont leurs domaines d’application clinique ? Quelles sont leurs limites et conséquences ?
C’est quoi un marqueur biologique ?
C’est dans les années 80, grâce au développement des anticorps monoclonaux, qu’a eu lieu l’avènement de l’utilisation des marqueurs biologiques tumoraux.3 Depuis 2005, l’intérêt pour ce domaine ne cesse d’augmenter drastiquement.4
Au sens large, un biomarqueur est une caractéristique mesurable avec précision, renseignant sur une fonction physiologique, un processus pathologique ou une réponse biologique qui fait suite à une intervention thérapeutique.4
Plus précisément en oncologie, un marqueur biologique tumoral est une molécule biochimique de nature variable (acides nucléiques, protéines, sucres, lipides, …) anormalement exprimée par les cellules tumorales, de façon qualitative ou quantitative. Il peut également s’agir de molécules biochimiques présentes dans les fluides biologiques (sang, urines, liquide céphalo-rachidien, …) relarguées lors de la mort cellulaire des cellules tumorales par apoptose, nécrose, …. Ce sont les biomarqueurs circulants.3
Les principaux types de biomarqueurs tumoraux3,5
| TYPES DE BIOMARQUEURS | SPECIFICITES | EXEMPLES |
| LES PROTEINES ONCOFŒTALES | 🡪 Les protéines oncofœtales sont des protéines naturellement présentes chez le fœtus et l’embryon, mais qui disparaissent rapidement après la naissance. 🡪 Ces protéines peuvent être exprimées par les cellules tumorales ou relarguées dans les liquides biologiques lors de la mort de ces dernières. | Antigène carcino-embryonnaire ou ACE pour les cancers colorectaux, etc. |
| LES ANTIGENES DE TUMEURS | 🡪 Les antigènes de tumeurs sont des protéines spécifiquement exprimées par les cellules tumorales. 🡪 Ces antigènes peuvent être spécifiques d’un organe ou d’un tissu. | Cancer Antigen 19-9 ou CA19-9 pour les cancers du pancréas. |
| LES ENZYMES ET DERIVES | 🡪 À la suite de la nécrose des cellules tumorales (spontanée ou induite par un traitement), des enzymes peuvent être libérées dans le milieu extracellulaire par les cellules cancéreuses elles-mêmes ou les cellules saines environnantes. | Phosphatase alcaline prostatique pour les cancers de la prostate. |
| LES HORMONES | 🡪 Les hormones sont des glycoprotéines qui exercent une action à distance des cellules qui les produisent. 🡪 Une augmentation de leur concentration sanguine peut être le signe d’un processus tumoral. | Calcitonine ou CT pour les cancers de la thyroïde. |
| LES BIOMARQUEURS SERIQUES | 🡪 Les biomarqueurs sériques correspondent aux biomarqueurs présents dans le sang des patients. Ils sont fréquemment utilisés en oncologie. | Fragments d’ADN tumoral circulant(ces acides nucléiques sont relâchés dans la circulation sanguine lors de la mort des cellules tumorales). Cellules tumorales circulantes (certaines cellules peuvent se détacher de la tumeur et se retrouver dans le sang, où elles pourront être détectées). |
L’analyse moléculaire des marqueurs biologiques tumoraux
L’analyse des biomarqueurs tumoraux est un processus long. Les prélèvements peuvent consister en une biopsie tumorale/tissulaire ou une biopsie liquide(= prise de sang) pour les marqueurs biologiques sériques. À partir des échantillons recueillis, des tests moléculaires peuvent être réalisés : séquençage ARN ou ADN, hybridation in situ, techniques d’immunohistochimie, …5,6
Biomarqueurs en oncologie : quelles utilités cliniques ?
Les biomarqueurs en oncologie peuvent permettre de :
- Mettre en évidence une prédisposition cancéreuse :
En effet, 5 à 10 % des cancers sont héréditaires. Selon l’historique familiale, il est possible de réaliser un dépistage génétique pour identifier précocement des mutations génétiques héréditaires qui représentent un risque de développer un cancer.
Par exemple, une prédisposition génétique héréditaire est retrouvée chez 5 à 10 % des personnes atteintes d’un cancer du sein. L’identification de ces prédispositions permet la mise en place de moyens de prévention et d’un suivi rapproché.2-4,7
En ce qui concerne le diagnostic, un biomarqueur tumoral ne permet pas à lui seul de poser un diagnostic de cancer, par souci de spécificité. À l’inverse, l’absence d’un biomarqueur tumoral ne permet pas d’exclure à lui seul la présence d’un cancer, par souci de sensibilité. 2,3,8
- Déterminer un pronostic, diagnostiquer un risque de rechute :
Un biomarqueur tumoral peut également avoir une valeur pronostique. Par exemple, la présence d’un biomarqueur particulier peut renseigner sur la progression tumorale ou sur le risque de récidive d’un patient.3,8
Pour les cancers du sein, il est possible de prévoir le risque de micro-métastases susceptibles de provoquer une rechute via l’analyse de l’activité de dizaines de gènes et la détection de cellules tumorales circulantes. Cela nécessite un suivi régulier, souvent trimestriel.3,8
- Identifier le traitement le plus adapté :
Le choix d’une thérapie ciblée peut également être guidé par les caractéristiques tumorales identifiées lors de l’analyse des biomarqueurs tumoraux. Par exemple, les cancers du sein à récepteurs hormonaux positifs (HR-positifs) sont généralement sensibles à l’hormonothérapie.3,9
Les biomarqueurs peuvent également :
- Renseigner sur la présence, la nature et la sévérité d’un cancer,notamment si des antigènes de tumeur sont identifiés.
- Permettre de suivre la réponse d’un patient au traitement initié, si l’on observe le changement des taux de biomarqueurs identifiés. La normalisation du taux de biomarqueurs reflètera l’efficacité du traitement.
- Servir de départ pour le développement de nouvelles thérapies ciblées.1-4,10
Quelles sont les limites des biomarqueurs en oncologie ?
Bien que les biomarqueurs suscitent un intérêt important au sein de la communauté médicale et scientifique, et permettent de développer la médecine de précision, il existe encore des freins et des zones d’ombre quant à leur utilisation3,4 :
- Il existe des tumeurs pour lesquelles aucun biomarqueur n’a encore été identifié à ce jour.
- Les biomarqueurs ne peuvent être utilisés à des fins diagnostiques : le manque de spécificité et de sensibilité des tests moléculaires ne permet pas de trancher sur la présence ou non d’une tumeur.
- Un biomarqueur peut ne pas être spécifique d’une tumeur. Par exemple, l’alpha-fœtoprotéine (AFP) peut être un biomarqueur tumoral de carcinome hépatocellulaire, de cancer de l’ovaire, de tumeurs gastriques ou encore de cancer du pancréas ; mais l’AFP peut également refléter la présence d’une hépatopathie, d’une pathologie intestinale ou d’une insuffisance rénale.
Par ailleurs, il est important de veiller à ce que l’utilisation des biomarqueurs se fasse dans un cadre médical et légal contrôlé afin d’accompagner et de protéger au mieux les patients.2
Biomarqueurs et perspectives
La caractérisation des biomarqueurs au sein de groupes de patients répondant à un traitement permettra d’identifier biologiquement et rapidement les populations susceptibles de tirer un bénéfice du traitement afin d’éviter des prises en charge prolongées et des traitements inefficaces.3
La mise en évidence de nouveaux biomarqueurs est synonyme d’espoir pour les patients atteints d’un cancer, d’autant plus s’ils permettent la mise en place de dépistages précoces, ou le développement de traitements adaptés et personnalisés.1
(1) Institut National du Cancer. Médecine de précision : thérapies ciblées et immunothérapies spécifiques. Disponible sur : https://www.e-cancer.fr/Patients-et-proches/Se-faire-soigner/Traitements/Therapies-ciblees-et-immunotherapie-specifique/Medecine-de-precision [consulté le 25/10/2022].
(2) Fondation contre le cancer. Les biomarqueurs en cancérologie. Disponible sur : https://www.cancer.be/le-cancer/examens-m-dicaux/biomarqueurs/les-biomarqueurs-en-canc-rologie [consulté le 25/10/2022].
(3)Perrier A, Hainaut P, et al. Utilisation clinique et évolution des biomarqueurs circulants à l’ère de l’oncologie personnalisée : des marqueurs protéiques aux scores clinicobiologiques. Elsevier. 2022;109 :151-169.
(4)Aronson, J.K., Ferner, R.E. Biomarkers – A general review. Curr Protoc Pharmacol. 2017;76:9.23.1-9.23.17.
(5)Institut Curie. Les biomarqueurs circulants, c’est quoi ? : Traquer le cancer avec une simple prise de sang. 2018. Disponible sur : https://curie.fr/dossier-pedagogique/traquer-le-cancer-avec-une-simple-prise-de-sang [consulté le 25/10/2022].
(6)Institut National du Cancer. Comment se déroule un test moléculaire ? Disponible sur : https://www.e-cancer.fr/Patients-et-proches/Se-faire-soigner/Traitements/Therapies-ciblees-et-immunotherapie-specifique/Biomarqueurs-et-tests-moleculaires/Comment-se-deroule-un-test-moleculaire [consulté le 25/10/2022].
(7)Institut National du Cancer : Prédispositions génétiques. Disponible sur : https://www.e-cancer.fr/Patients-et-proches/Les-cancers/Cancer-du-sein/Facteurs-de-risque/Predispositions-genetiques [consulté le 22/08/22].
(8)Institut Curie. Les biomarqueurs circulants, c’est quoi ? : Dépistage et pronostic – l’apport des biomarqueurs circulants. 2018. Disponible sur : https://curie.fr/dossier-pedagogique/depistage-et-pronostic-lapport-des-biomarqueurs-circulants [consulté le 25/10/2022].
(9)American Cancer Society. Breast Cancer Facts & Figures 2019-2020. Disponible sur : https://www.cancer.org/content/dam/cancer-org/research/cancer-facts-and-statistics/breast-cancer-facts-and-figures/breast-cancer-facts-and-figures-2019-2020.pdf [consulté le 22/08/22].
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