The origin and concentration of circulating microparticles differ according to cancer type and evolution: A prospective single-center study.

Date: 09 Octobre 2015

Titre complet : The origin and concentration of circulating microparticles differ according to cancer type and evolution: A prospective single-center study.

Mots clés : microparticules, microparticulosome, cancer colorectal, cancer pancréatique.

Auteurs: Diane Mege, Laurence Panicot-Dubois, Mehdi Ouaissi, Stephane Robert, Igor Sielezneff, Bernard Sastre, Françoise Dignat-George, Christophe Dubois.

Aix Marseille Université, INSERM UMR-S1076, VRCM, Marseille, France

Service De Chirurgie Digestive, Pôle Daccord, Centre Hospitalo-Universitaire La Timone, Marseille, France.

Rédacteur(s) Principal(aux): Dr Corinne Frère

Texte

Les microparticules (MPs) sont des vésicules produites à partir de la membrane plasmique de cellules activées ou en apoptose. Seules les cellules cancéreuses sont capables de produire des MPs dans un état non activé ou ‘resting state’. Il est admis que la concentration, l’origine et les propriétés procoagulantes des MPs circulantes varient en fonction de l’état pathologique des patients (inflammation, cancer ou maladies cardiovasculaire). Dans le cas de cancer, différentes études ont mis en évidence une variation de la concentration de MPs circulantes, avec une augmentation des MPs procoagulantes et des MPs exprimant des antigènes associés aux tumeurs.

L’objectif de cette étude a été d’établir une signature spécifique des MPs circulantes chez des patients atteints de cancer colorectaux et d’adénocarcinomes du pancréas. L’établissement de cette signature ou « microparticulosome » pourrait, pour un individu donné, être un indicateur pertinent au cours de son diagnostic et du suivi de l’évolution du cancer.

Dans ce but les auteurs ont utilisé différentes cohortes de patients, un groupe de patients contrôles (20 sujets), un groupe de patients atteints d’adénocarcinome pancréatique (36 sujets, CP), un groupe de patients atteints de cancer colorectal (86 sujets, CCR), un groupe de patients atteints de pathologies bégnines du colon (15 sujets, Bénin CCR) et un groupe de patients atteints de pancréatite chronique (18 sujets, Bénin CP). Les MPs circulantes de tous les patients ont été analysées par cytometrie en flux. Les concentrations des populations de MPs totales (AnnexinV+), de MPs plaquettaires (Annexin V+/ CD41+), MPs Leucocytaires (Annexin V+/ CD11b+ / CD235a), MPs endothéliales (Annexin V+/CD31+ / CD41-), MPs   érythrocytaires (Annexin V+/ CD235a+) ont été déterminées. Les populations de MPs d’origine pro coagulantes ont été détectées grâce à l’expression du facteur tissulaire (TF) initiateur de la voie extrinsèque de la cascade de coagulation (Annexin V+/TF+) et de la fibrine (Fib) produit final de la cascade de coagulation (Annexin V+/Fib +). Les populations d’origine cancéreuse ont été identifiées par l’expression de marqueurs cancéreux tels que MUC-1, CEA et CA19-9 à la surface des MPs (Annexin V+/MUC-1, Annexin V+/CEA, Annexin V+/CA19-9). Tous les niveaux de MPs sont exprimés en MPs/microlitre de plasma et sont comparés à l’aide d’un test de student ou un test non paramétrique de Mann-Whitney.

Résultats: Les auteurs ont dans un premier temps comparé les concentrations des MPs dans les groupes contrôle, CCR et bénin CCR. Les concentrations de MPs totales, MPs plaquettaires et érythrocytaires sont plus élevées chez les patients sains par rapport aux patients atteints de CRC. Aucune différence significative n’est rapportée entre le groupe CCR et le groupe bénin CCR concernant les MPs totales, leucocytaires, plaquettaires, endothéliales et érythrocytaires. Les diminutions sont expliquées par une participation et donc une consommation active des MPs dans les phénomènes d’inflammation, d’angiogenèse et de développement de la tumeur. Concernant les MPs procoagulantes, les auteurs ont observé une diminution des MPs TF positives dans le groupe CCR par rapport au groupe de patients sains. Aucune différence significative n’a été observée pour le taux de MPs Fib positives entre les groupes CCR et sains. Ces résultats sont en concordance avec le faible risque de patients atteints de CCR de développer des thromboses veineuses associées au cancer. Aucune différence entre les groupes n’a pu être mise en évidence dans les populations de MPs tumorales (MUC-1, CEA, CA19-9). Les auteurs ont ensuite proposé une signature microparticulaire permettant de différencier les populations de patients avec un code à quatre couleurs allant du rouge pour les concentrations en MPs les plus élevées au vert pour les concentrations les plus faibles. A l’aide de ce microparticulosome ou signature microparticulaire, les auteurs ont identifié les populations MPs totales, érythrocytaires, plaquettaires et endothéliales comme hautes dans le groupe de patients sains, intermédiaire dans le groupe bénin CCR et faible dans le groupe CCR.

Pour valider ce microparticulosome, les auteurs ont étudié un cancer fortement associé à la thrombose, l’adénocarcinome du pancréas. Les concentrations de MPs totales, leucocytaires, endothéliales, et CA19-9 positives sont augmentées dans le groupe du CP par rapport au groupe CCR. Les niveaux de MPs érythrocytaires et plaquettaires ne varient pas entre ces deux cancers. Comme attendu dans le cancer pancréatique, la concentration de MPs Fibrine positive et de MPs podoplanine positive sont fortement augmentées par rapport au CCR. Un microparticulosome plasmatique détaillé et non un seul biomarqueur est donc nécessaire pour différencier les populations cancéreuses colorectales et pancréatiques des populations respectives inflammatoires associées.

Afin de déterminer si cette signature pourrait être utilisée dans le suivi des patients atteints de cancer, les auteurs ont utilisé une petite cohorte de patients (11) atteint de cancer colorectal. Ces patients ont été prélevés avant la chirurgie et après rémission. La signature microparticulaire des patients en rémission évolue, en effet le niveau de MPs totales se rapproche de celui observé dans la cohorte inflammatoire (bénin CCR). Les niveaux de MPs plasmatiques plaquettaires, érythrocytaires, leucocytaires sont augmentés dans les échantillons prélevés après rémission en comparaison avec ceux prélevés avant chirurgie. Les MPs procoagulantes TF et Fib positives diminuent, les MPs d’origine tumorale ne sont plus détectables après rémission. Ces résultats montrent que la signature microparticulaire est différente avant et après rémission dans le cas de CCR et que celle-ci peut être utilisée pour caractériser l’évolution de la pathologie.

Relecteur(s) du Conseil scientifique du GFTC :

Sources externe ou interne (auteurs, dates, publications…)

Notes et réserves

Cet article met en évidence qu’il est possible de différencier chez les patients, par une simple prise de sang, les états sain, inflammatoire et cancéreux grâce à la signature microparticulaire plasmatique. De plus cette signature permet d’une part de distinguer deux cancers de la sphère digestive (CCR et CP) et d’autre part de suivre l’évolution d’un cancer.

Toute cette étude a été réalisée en cytométrie de flux qui est aujourd’hui le « gold standard » du dosage des microparticules, cependant les microparticules d’une taille inferieure à 0,2 micromètres ne sont pas détectées dans ce travail.