Dans cette étude, nous avons étudié l’association entre les SNP 3′UTR des gènes impliqués dans le transport, le métabolisme, la régulation des voies de détoxification des médicaments FAC, les récepteurs nucléaires, les paramètres cliniques et la réponse globale à la chimiothérapie FAC. Les résultats suggèrent que le risque de décès, de progression de la maladie ou de récidive du cancer du sein est modifié par des variantes génétiques des récepteurs nucléaires (NR1/2, PGR), des gènes engagés dans la principale voie métabolique de la doxorubicine (SLC22A16) et du gène lié à la doxorubicine-progestérone (AKR1C3). Les SNP au sein des gènes DPYD et ALDH5A1 étaient significativement associés à l’augmentation du risque de RFS et aux analyses de réponse au traitement/TFFS. Les facteurs de pronostic clinique qui ont influencé la survie et la réponse au traitement dans notre étude se sont regroupés en trois catégories : les composantes de la stadification TNM dans la SG et la SFP, le statut des récepteurs tumoraux de la progestérone dans les analyses RFS et réponse/TFFS, et la mise en œuvre de procédures chirurgicales (quelle que soit leur étendue) dans les analyses de réponse au traitement/TFFS.

La famille des PXR joue une fonction régulatrice en référence aux enzymes de phase I (enzymes du cytochrome P450 CYP3A4, CYP2B6, CYP2C9, et CYP2C19), aux enzymes de phase II (UGT1A1, UGT1A2, SULT2A) et aux transporteurs de phase III (ABCB1, OATs, MRP3)37,38,39,40,41,42. 3′UTR du récepteur X du pregnane (NR1/2/PXR2), un composant clé du capteur de xénobiotiques, sont des cibles pour la présence de plusieurs microARN, y compris miR-362-5p, miR-500b-5p et miR-501-5p, ce qui suggère l’importance de la régulation épigénétique de l’expression de NR1/221. Nos observations des corrélations entre le variant génétique 3′UTR dudit gène et la survie des patients semblent soutenir cette affirmation, cependant le lien exact entre génétique et clinique reste à confirmer. Reuter et ses collègues ont recherché une telle corrélation, et bien qu’ils aient montré un impact des polymorphismes de NR1/2 sur l’expression des protéines dans des échantillons de sang et de tissus de patients atteints de carcinome épidermoïde de la tête et du cou (HNSCC), ils n’ont pas pu démontrer leur influence sur la durée de survie globale43.

Malgré l’incohérence des résultats de la recherche, il est plausible que les variations génétiques au sein de NR1/2 qui influencent l’expression ou l’activité des protéines, aient des effets cliniques significatifs de caractère divers38. Les SNP au sein de la séquence codante du gène NR1/2 ont été corrélés avec le risque de cancer global44, la progression du SIDA45, ont été le facteur de risque potentiel de la résistance aux médicaments dans l’épilepsie46 ainsi que de la toxicité hématologique induite par l’irinotecan chez les patients atteints de cancer colorectal47. Les variants génétiques dans la région 3′UTR de NR1/2 affectent le transport, la localisation et la stabilité de l’ARNm NR1/214,40. Plusieurs études ont confirmé l’influence des SNP 3′UTR de NR1/2 sur les effets du traitement avec pour conséquence une augmentation de la résistance à la chimiothérapie également chez les patientes atteintes d’un cancer du sein39,40,41,42. Le groupe d’Oleson a associé les rs3732359 et rs3732360 de NR1/2 à une activité CYP3A plus élevée in vivo. Le CYP3A4 est la principale enzyme de métabolisation des médicaments et le gène effecteur en aval de NR1/2. En outre, Oleson et al. ont constaté que les variants rs3732359 et rs3732360 de NR1/2 présentaient une clairance médiane du midazolam par voie orale plus élevée par rapport aux génotypes de référence homozygotes pour ces SNP38. Dans notre groupe de patients, la présence du rs3732359 AA NR1/2 était un facteur prédictif indépendant de la SG. Dans les analyses univariées, les porteurs du génotype AA présentent une augmentation de près de 2 fois du risque de décès par rapport aux patients NR1/2 rs3732359 AG/GG. Cette observation suggère une association entre le rs3732359 AA NR1/2 et un pronostic de survie plus défavorable chez les femmes atteintes d’un cancer du sein traité par chimiothérapie FAC. Des observations similaires aux nôtres ont été rapportées dans l’étude de Swart et al. où le rs3732359 allèle A NR1/2 a permis de différencier les patients en sous-groupes en fonction de la disproportion des médicaments et de la réponse au traitement21. Ce résultat était en concordance avec les observations de Chew et al. selon lesquelles le rs3732359 NR1/2 était associé à une réduction significative de l’hémoglobine nadir, des plaquettes et/ou de la numération absolue des neutrophiles (NAN) par rapport à la ligne de base au cycle 1, que ce soit de manière dépendante ou indépendante des effets sur la pharmacocinétique du docétaxel chez les patients atteints de cancer du nasopharynx48. Ces résultats suggèrent l’effet du rs3732359 sur la capacité hématopoïétique de la moelle osseuse, et la capacité à engager des mécanismes de détoxification en présence de xénobiotiques.

Dans notre étude, il y avait une association claire des polymorphismes au sein du gène SLC22A16 engagé dans le transport de la doxorubicine avec le risque de décès et de progression de la maladie. Ota et al. et Faraji et al. ont montré que les polymorphismes au sein de SLC22A16 affectaient la pharmacodynamique systémique de la chimiothérapie à base de doxorubicine49,50. Dans notre étude, les porteurs des variants rs7756222 CC et rs9487402 TG/GG SLC22A16 ont une OS diminuée. De plus, la variante rs7756222 CC SLC22A16 était le facteur indépendant raccourcissant la SSP. Nos résultats sont cohérents avec ceux de Lal et al. 2007, selon lesquels les SNP dans SLC22A16 sont associés à une SG et une SSP plus courtes chez les patientes asiatiques atteintes d’un cancer du sein51. En outre, des études antérieures ont confirmé l’association des SNP dans SLC22A16 avec les effets secondaires toxiques de la chimiothérapie chez les patientes atteintes d’un cancer du sein36,50,52. De plus, la surexpression de SLC22A16 dans les cellules cancéreuses est associée à l’augmentation de l’afflux de doxorubicine dans les cellules et est corrélée à une sensibilité accrue aux effets cytotoxiques de ce médicament53. Chez les patients atteints de cancer de l’estomac, la régulation à la hausse de SLC22A16 prédit de manière indépendante une mauvaise OS et RFS, dans le cancer de l’estomac précoce et une mauvaise OS dans le cancer de l’estomac avancé54. Kunii et al. ont également démontré que SLC22A16 est un médiateur de l’absorption du platine dans les cellules cancéreuses, et la régulation négative de SLC22A16 est peut-être l’un des mécanismes de résistance au cisplatine dans le cancer du poumon55. Les rapports cités confirment que les variantes génétiques au sein du gène SLC22A16 influencent l’efficacité de l’importation des médicaments chimiothérapeutiques dans la cellule, tandis que la toxicité générée par la modification du niveau de médicament dans la cellule corrobore la plus mauvaise réponse au traitement.

Nous présentons deux facteurs pronostiques génétiques indépendants qui ont influencé de manière significative le risque de raccourcissement de la PFS (rs1824125 GG et CC rs11224560 de PGR) et de la RFS (rs3209896 AG AKR1C3) chez les patientes atteintes d’un cancer du sein. À notre connaissance, il s’agit du premier rapport sur les interactions potentielles des rs1824125 GG et rs11224560 CC du récepteur de la progestérone ainsi que du rs3209896 AG AKR1C3 (gène lié à la progestérone) avec la survie et la réponse au traitement. Malheureusement, les données fonctionnelles pour les rs1824125 et rs11224560 du PGR manquent, mais la position des variantes étudiées dans les séquences régulatrices du gène indique leur rôle présumé dans le contrôle de l’expression. Il est communément admis que l’expression contrôlée du récepteur de la progestérone est cruciale pour le développement du tissu mammaire, d’autant plus que le gène PGR possède deux promoteurs et sites de début de traduction et produit deux isoformes, PR-A et PR-B. Le PR-B est un régulateur positif de l’expression de la progestérone. Le PR-B est le régulateur positif des effets de la progestérone, mais le PR-A antagonise les effets du PR-B56. L’expression équilibrée des deux isoformes PR est nécessaire au maintien de la fonction de la glande mammaire, et tout déséquilibre est associé à un risque accru de cancer du sein. À cet égard, il a été démontré qu’une altération de l’équilibre entre PR-A et PR-B fausse les effets de la progestérone sur les cellules mammaires, augmentant ainsi le risque de cancer du sein57.

Dans cette étude, nous avons présenté la relation possible entre le risque de récidive locale et le variant rs3209896 AG dans AKR1C3. AKR1C3 est une enzyme de métabolisation des médicaments de phase I impliquée dans la résistance aux chimiothérapies, notamment la doxorubicine58. Elle joue un rôle important dans la désactivation de la doxorubicine en doxorubicinol, un métabolite moins actif59. Les polymorphismes de l’AKR1C3 ont été étudiés comme facteurs de risque de cancer du poumon, de la prostate60, de lymphome61 et de la vessie62. Il existe également des rapports concernant le rôle de la variation d’AKR1C3 dans le risque de progression de la maladie et de mortalité dans le lymphome non hodgkinien à cellules B63, ainsi que dans la modulation de la toxicité du traitement et de la durée de survie chez les patientes atteintes d’un cancer du sein58. Cependant, l’influence du polymorphisme rs3209896 sur le risque de cancer et la réponse à la chimiothérapie n’a été examinée que dans deux études précédentes, mais sans succès. Dans la première, des patientes asiatiques atteintes de cancer du sein et traitées par une chimiothérapie contenant de la doxorubicine n’ont montré aucune corrélation entre le rs3209896 AG AKR1C3 et la chimiotoxicité, la PFS et la OS58. Dans la deuxième étude, les analyses génétiques maternelles et de la progéniture du gène AKR1C3 n’ont pas révélé l’association du rs3209896 AKR1C3 par rapport au risque de leucémie infantile61. Dans notre étude, le lien génétique-clinique concernant l’issue chez les patientes atteintes d’un cancer du sein et traitées par un régime FAC contenant de la doxorubicine, par contre, existait. Une étude antérieure a suggéré que AKR1C3 appartient à la famille des gènes liés à la progestérone impliqués dans le métabolisme pré-récepteur de la progestérone et a estimé qu’il était un activateur plus faible de PGR64. Compte tenu de ces données, nos résultats soulignent davantage l’importance clinique des voies de signalisation de la progestérone. L’étude de Reding et al. a montré que la variation des gènes AKR1C2 et AKR1C3 pourrait augmenter le risque de cancer du sein chez les femmes qui ont utilisé une thérapie œstroprogestative65. Un rôle putatif dans le cancer du sein basé sur les enzymes AKR1C métabolisant la progestérone en un 4-prégnène a été décrit par Ji et al. Ces auteurs ont émis l’hypothèse que la perte d’AKR1C1 et d’AKR1C2, mais pas d’AKR1C3 dans le cancer du sein, entraînait une diminution du catabolisme de la progestérone qui, en combinaison avec une expression accrue de PR, pourrait augmenter la signalisation de la progestérone par ses récepteurs nucléaires64.

Dans notre étude, les porteurs du rs291593 CC DPYD avaient un risque plus élevé de récidive de la maladie. La DPYD catabolise le 5-fluorouracil (5-FU), qui est couramment utilisé pour le traitement des carcinomes solides66,67,68, et qui est également le composant du régime FAC. Une diminution de l’activité enzymatique peut entraîner une augmentation de la demi-vie du 5-FU et un risque accru de toxicité dose-dépendante67,68,69,70. Le SNP rs291593 CC DPYD a été décrit dans l’étude de Kim et al, qui portait sur la distribution des allèles chez 150 sujets coréens68. Malheureusement, il n’y a pas de données de la littérature sur l’effet du rs291593 DPYD et sa corrélation avec la survie et la réponse au traitement.

Enfin, dans notre groupe de patients analysés, le polymorphisme rs1054899 AG/AA ALDH5A1 était corrélé avec une moins bonne réponse à la chimiothérapie FAC. L’ALDH5A1 est un composant de la voie métabolique du cyclophosphamide. Un déficit de cette enzyme est un trouble neurologique autosomique récessif rare dans lequel un défaut enzymatique grave lié à une mutation génétique dans la voie de dégradation du GABA entraîne une élévation consécutive du GABA et de l’acide gamma-hydroxybutyrique (GHB)71,72,73,74,75. Outre les voies neurotransmissives, l’ALDH5A1, ainsi que les ALDH1A1 et 3A1, participent à la transformation du cyclophosphamide, guidant la détoxification de l’aldophosphamide en carboxyphosphamide inactif76. Il est largement admis que les différences interindividuelles dans la formation des métabolites du cyclophosphamide peuvent résulter de polymorphismes dans les gènes qui catalysent les réactions métaboliques, ainsi que de changements dans leur expression77. Bien que les données concernant l’impact exact de la variation du 3′UTR régulateur de l’ALDH5A1 sur l’activité du cyclophosphamide fassent défaut, certains rapports suggèrent le lien entre l’expression de l’enzyme et le pronostic du traitement. Le groupe de Tian a rapporté que la faible expression de l’ALDH5A1 est un excellent facteur prédictif de mauvais pronostic dans le cancer de l’ovaire (CO) et peut jouer un rôle crucial dans la progression du cancer de l’ovaire. L’association positive entre l’expression de l’ALDH5A1 et le pronostic a été trouvée dans les stades précoces et avancés des patientes atteintes de cancer de l’ovaire. Dans les stades II/III du cancer de l’ovaire, un niveau élevé d’ARNm de l’ALDH5A1 était associé à un meilleur OS78. Des études menées sur les patients épileptiques chinois ont confirmé, que le rs1054899 du gène ALDH5A1 peut jouer un rôle dans la pharmacocinétique de l’acide valproïque (VPA) aux propriétés anticonvulsivantes79.

Dans nos analyses, la SG et la SSP raccourcies, ainsi que le risque élevé de décès et de progression, étaient les résultats d’une maladie avancée – taille de la tumeur supérieure à 20 mm dans sa plus grande dimension (c’est-à-dire composante T supérieure à T1), ganglions lymphatiques régionaux infiltrés (c’est-à-dire composante N différente de N0) et présence de métastases à distance (M1). Ces observations sont conformes à la perception traditionnelle de la progression par étapes des cancers du sein, des petites tumeurs non encore propagées aux tumeurs plus grandes et plus agressives80. La taille de la tumeur (composante T) est considérée comme l’un des facteurs les plus cruciaux de la réponse au traitement. Dans l’étude de Goorts et al.81, la taille clinique de la tumeur (cT) était le facteur prédictif le plus fort de l’obtention d’une réponse pathologique complète (pCR), considérée comme l’absence de cancer résiduel, dans le groupe de patientes atteintes d’un cancer du sein après une chimiothérapie néoadjuvante. Dans cette étude, les stades cT plus élevés présentaient des taux de RCP plus faibles et significatifs, indépendamment du grade et des récepteurs de progestérone, d’œstrogène et du statut HER2. De plus, la huitième édition du Manuel de stadification du cancer82 confirme que l’ensemble du système de stadification TNM pour le cancer du sein est l’estimation du volume tumoral total, décrit par la dimension maximale de la masse tumorale, sans inclusion de petits foyers satellites supplémentaires entourant la tumeur principale83.

La présence de métastases ganglionnaires régionales est un autre facteur reconnu de plus mauvais pronostic chez les patientes atteintes d’un cancer du sein. Selon les directives les plus récentes, la classification des ganglions se fait en fonction de la taille du plus grand dépôt tumoral, et la somme des ganglions lymphatiques infiltrés donne la valeur N finale82. En général, l’ampleur de l’atteinte des ganglions se traduit par une aggravation du pronostic des patients, se traduisant notamment par une réduction de la durée de survie84. De même, la présence, la localisation et l’étendue des métastases à distance sont sans équivoque responsables d’un mauvais pronostic, puisque l’on estime que 90% des décès liés au cancer du sein sont dus à la dissémination métastatique85. Une corrélation aussi radicale a également été observée dans nos analyses, où la présence de métastases à distance était le facteur de réduction de la survie le plus fort, également sur le plan statistique. Cette situation semble refléter les discordances entre les tumeurs primaires et secondaires, concernant les caractéristiques cliniques et biologiques qui modifient le taux de réponse au traitement entre ces sites. De plus, il existe des schémas complexes liant la propagation métastatique à la localisation de la masse primaire, à l’âge des patients et également à l’impact imprévu des procédures chirurgicales sur la masse tumorale principale, ce qui peut favoriser la croissance de micrométastases dormantes dans différents organes85.

Dans notre étude, le statut négatif des récepteurs de la progestérone dans le cancer du sein était le déterminant d’un risque élevé de récidive, d’un TFFS plus court et d’une absence de réponse au traitement. Le statut des PR, des récepteurs d’œstrogènes (ER) font partie des facteurs biologiques, en dehors de l’expression de HER2 et du grade, qui avaient été intégrés dans le système de stadification du cancer du sein. L’objectif de cette approche était de combiner les dernières connaissances biologiques avec les recherches cliniques les plus récentes dans l’espoir d’établir un guide de stadification simple mais précis qui définisse le pronostic avec le plus de précision possible86. Ces dernières années, l’absence d’expression des récepteurs de la progestérone dans le cancer du sein a été signalée à plusieurs reprises comme un facteur de mauvais résultats thérapeutiques, ce qui correspond à nos résultats. Dans le travail de Purdie et d’autres, le groupe de patientes PR-négatif, même les sous-groupes qui autrement auraient un bon pronostic – c’est-à-dire ER-positif et sans infiltration des ganglions lymphatiques, avait significativement raccourci la survie spécifique à 5 ans du cancer du sein, avec ou sans application de la chimiothérapie87. Dans le travail cité, l’expression du PR était le facteur pronostique indépendant, plus puissant que le statut ER. Des résultats similaires ont été obtenus dans l’étude de van Mackelenbergh et al, où les cancers du sein ER-positifs/PR-négatifs ont montré une meilleure réponse initiale au traitement, même si finalement la survie à long terme après une chimiothérapie néoadjuvante a été considérablement réduite88. La complexité de l’impact des statuts des récepteurs hormonaux sur le résultat du traitement pourrait provenir des mécanismes de diaphonie existant entre les récepteurs d’œstrogène et de progestérone. Lorsque le PR est absent, le récepteur des œstrogènes recrute des cofacteurs spécifiques et se lie aux éléments de réponse des œstrogènes dans la chromatine. Le résultat est l’activation de voies qui conduisent à la prolifération cellulaire89. Une telle diaphonie a été illustrée dans le travail de Mohammed et al.90, qui ont souligné que dans le cancer du sein, le PR module le comportement du RE et que son expression peut être considérée comme un marqueur de la fonction du RE.

Les analyses des facteurs génétiques et cliniques pourraient être utiles pour tenter d’établir les modèles combinés complexes génétique-clinique pour la présélection des patients dans des groupes plus uniformes avec un pronostic similaire en ce qui concerne la mort, la progression de la maladie, la récurrence, le développement d’un cancer du sein métachronique et la réponse globale au traitement. Pour ce faire, nous avons effectué des analyses cumulatives et sélectionné les groupes de patientes au pronostic apparemment le plus défavorable, qui présentaient le plus grand nombre de facteurs défavorables dans un contexte donné. Pour chacune des analyses, la composante clinique a mis en évidence l’avancement de la maladie. Le tableau a été complété par l’ajout de modificateurs génétiques. En raison du manque fréquent de données concernant l’impact exact de la variante génétique étudiée sur la fonction des gènes ou des protéines, toute interprétation du modèle cumulatif doit être faite avec une grande prudence. Néanmoins, la SG et le risque de décès le plus élevé sont le résultat évident des stades TNM avancés, mais la présence de deux variants dans le transporteur de doxorubicine SLC22A16 dans ce modèle souligne l’importance d’une entrée optimale du médicament dans les cellules. En outre, l’activité du principal commutateur de détoxification NR1/2 dans le modèle OS semble jouer un rôle dans la médiation du risque de décès. Nous pouvons supposer que la plus mauvaise réponse au traitement à cet égard peut être le reflet de l’hyperactivité des voies de détoxification de l’un des médicaments FAC, ce qui diminue la concentration thérapeutique des médicaments. Il convient de noter que la force de ce modèle est encore renforcée par l’absence d’incidences de décès dans le groupe des non porteurs de facteurs à haut risque.

Le groupe ayant le pire pronostic concernant la progression du cancer était également caractérisé par l’avancement de la maladie (métastases) et la variante polymorphe dans le gène d’importation de la doxorubicine SLC22A16. Toutefois, dans ce modèle, le tableau était complété par la présence de deux SNP dans le gène du récepteur de la progestérone. Le « double succès » en tant que tel, comme pour le SLC22A16 dans l’analyse de l’OS, met en évidence les relations entre les voies physiologiques, métaboliques et de signalisation de la progestérone et la capacité métastatique des cellules cancéreuses du sein, ainsi que le réveil des micrométastases dormantes. Les voies de signalisation de la progestérone, considérées comme le statut négatif du récepteur PR dans les cellules cancéreuses, sont également apparues comme la composante du pire scénario dans l’analyse de la survie sans récidive. Dans cette situation cependant, le risque élevé de récidive dépendait concomitamment de la modification de DPYD, cataboliseur du 5-fluorouracile, ainsi que de AKR1C3, composant des mécanismes métaboliques de la doxorubicine et de la progestérone. Ce résultat souligne une fois de plus l’importance de la signalisation de la progestérone et de l’activité des mécanismes de détoxification, qui assure la concentration optimale des médicaments thérapeutiques.

À notre connaissance, il s’agit de la première étude visant à évaluer la valeur pronostique des polymorphismes 3′UTR des gènes ADME dans le contexte de la réponse globale au traitement dans le cancer du sein. Cependant, les déterminants cliniques en tant que facteurs de risque élevé ont dominé les déterminants génétiques dans cette analyse. Sans surprise, les résultats ont montré que le statut négatif de la tumeur PR, ainsi que l’absence de procédures chirurgicales, qui est à son tour la conséquence directe de la mauvaise condition de la patiente, sont les prédicteurs d’événements négatifs tels que la mort, la progression, la récidive et le développement d’un autre cancer du sein. Le seul composant génétique de ce modèle, la variante ALDH5A1, met en évidence les mécanismes cataboliques du cyclophosphamide. De plus, la force de ce modèle est soutenue par les résultats de l’analyse TFFS. Alors que dans ce travail, la réponse au traitement initial a été estimée dans les 10 mois suivant le début de la chimiothérapie, la séparation obtenue des patients en groupes en fonction du nombre de facteurs défavorables a permis de prédire la survie à long terme. Suite à cette analyse, nous rapportons le fait sans précédent d’une réduction de plus de 14 fois de la médiane de survie entre les groupes ayant le meilleur et le pire pronostic.

En conclusion, les variants germinaux normaux communément présents dans la population sont des facteurs importants déterminant la réponse au traitement. L’étude montre que les polymorphismes sont un facteur pronostique indépendant de la survie chez la femme atteinte d’un cancer du sein. De plus, nous avons observé l’effet de l’accumulation de plusieurs facteurs génétiques et cliniques défavorables sur le mauvais pronostic de survie et la réponse globale au traitement. Les résultats suggèrent que les polymorphismes germinaux influencent la pharmacocinétique de la doxorubicine. Notre étude indique les associations les plus fortes entre la survie globale, la survie sans progression et les polymorphismes génétiques dans le gène SLC22A16 engagé dans le transport de la doxorubicine. En outre, le SNP dans l’AKR1C3, un gène impliqué dans la voie du métabolisme de la doxorubicine, a un effet sur la survie sans récidive. En résumé, la présence de facteurs génétiques et cliniques défavorables augmente le risque de mauvais résultats de la réponse au traitement chez les femmes polonaises atteintes d’un cancer du sein et traitées par le régime FAC. Cette étude implique que la sélection des patientes sur la base des modèles de facteurs défavorables cumulés peut être utile pour prédire le pronostic en ce qui concerne le décès, la progression ou la récurrence.