Réarrangements de ROS1 dans le cancer du poumon

par Matthew Cecchini, MD PhD FRCPC
20 mars

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ROS1 est un gène codant pour une protéine réceptrice impliquée dans les voies de signalisation qui régulent la croissance et la survie cellulaires. Dans le tissu pulmonaire sain d'un adulte, ROS1 est essentiellement inactif. Dans environ 1 à 2 % des cancers du poumon non à petites cellules, un réarrangement chromosomique fusionne le gène ROS1 à un gène partenaire, créant une protéine de fusion anormale qui reste activée en permanence et stimule continuellement la croissance des cellules cancéreuses. Bien que les réarrangements de ROS1 soient relativement rares, ils constituent l'une des altérations les plus importantes à identifier dans le cancer du poumon, car les patients dont les tumeurs présentent un réarrangement de ROS1 peuvent obtenir des réponses exceptionnelles et durables aux thérapies ciblées anti-ROS1. Les caractéristiques des patients développant un cancer du poumon avec réarrangement de ROS1 — généralement jeunes, souvent non-fumeurs, et fréquemment atteints d' un adénocarcinome pulmonaire — rendent l'identification précise particulièrement importante, car nombre d'entre eux ont une longue espérance de vie et bénéficient grandement d'une thérapie ciblée efficace et bien tolérée sur le long terme.

Ce que le test recherche

Le gène ROS1 est situé sur le chromosome 6. Dans un petit nombre de cancers du poumon, un réarrangement structural – une cassure du chromosome entraînant la fusion de ROS1 avec un autre gène – crée un gène de fusion hybride. La protéine de fusion résultante conserve le domaine de signalisation de ROS1, mais est désormais constitutivement active ; autrement dit, elle transmet en permanence des signaux de croissance, que la cellule ait réellement besoin de se diviser ou non.

Plus de 20 partenaires de fusion différents pour ROS1 ont été identifiés dans le cancer du poumon, notamment CD74 , SLC34A2 , EZR , TPM3 , SDC4 et d'autres. Le partenaire de fusion spécifique influence, dans une certaine mesure, la biologie du réarrangement – ​​en particulier la probabilité de métastases cérébrales – mais toutes les fusions de ROS1 partagent le même mécanisme fondamental d'activation constitutive de la kinase et, surtout, toutes prédisent une sensibilité aux médicaments ciblant ROS1.

ROS1 présente des similitudes structurelles et fonctionnelles avec ALK, et cette similarité a d'importantes conséquences pratiques : certains inhibiteurs d'ALK, notamment le crizotinib et le lorlatinib, inhibent également ROS1 et sont approuvés pour le traitement du cancer du poumon avec réarrangement de ROS1. Ce chevauchement structurel implique également que les plateformes de test utilisées pour ALK et ROS1 sont globalement similaires.

Pourquoi ce test est-il effectué ?

  • Déterminer l’éligibilité à une thérapie ciblée ROS1. Le crizotinib (Xalkori), l'entrectinib (Rozlytrek) et le lorlatinib (Lorbrena) sont approuvés pour le traitement du cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC) avec réarrangement du gène ROS1. Ces médicaments permettent d'obtenir des taux de réponse élevés et un contrôle durable de la maladie chez ces patients. Sans essais cliniques préalables, les patients susceptibles de bénéficier de ces traitements seraient traités à tort par chimiothérapie seule.
  • Pour éviter un traitement moins efficace. Comme pour les autres cancers du poumon porteurs de mutations oncogéniques, les patients présentant des réarrangements du gène ROS1 répondent bien mieux aux thérapies ciblées qu'à la chimiothérapie standard en première intention. L'identification du réarrangement permet de choisir d'emblée l'option thérapeutique la plus efficace.
  • Pour guider le choix du médicament. Plusieurs inhibiteurs de ROS1 sont désormais disponibles, présentant différents profils de puissance, de pénétration dans le système nerveux central (SNC) et de résistance. La présence d'un réarrangement de ROS1, et dans certains cas, la connaissance de la variante de fusion spécifique, oriente le choix du médicament et la stratégie de prise en charge de la progression de la maladie.
  • Identifier les patients présentant un risque plus élevé de métastases cérébrales. Les cancers du poumon présentant un réarrangement du gène ROS1 ont une forte propension à métastaser au système nerveux central, tant au moment du diagnostic que pendant le traitement. Ceci influence la stadification initiale, la surveillance et le choix des médicaments, en privilégiant les agents ayant une forte pénétration cérébrale.
  • Pour étayer l'éligibilité aux essais cliniques. Le domaine du ROS1 continue d'évoluer. De nouveaux inhibiteurs et des stratégies combinatoires sont à l'étude, et la connaissance du statut du ROS1 ouvre de nouvelles perspectives pour les essais cliniques.

Qui devrait être testé

Les recommandations actuelles préconisent le test de réarrangement du gène ROS1 pour :

  • Tous les patients atteints d'un cancer du poumon non à petites cellules avancé ou métastatique, dans le cadre d'un profilage moléculaire complet au moment du diagnostic, quel que soit le sous-type histologique, bien que les réarrangements de ROS1 soient plus fréquents dans l'adénocarcinome.
  • Les non-fumeurs ou les fumeurs occasionnels atteints de CBNPC, chez lesquels les réarrangements de ROS1 sont proportionnellement plus fréquents.
  • Patients plus jeunes atteints de CBNPC sans antécédents évidents de tabagisme sont plus susceptibles de présenter un réarrangement de conducteur tel que ROS1 que les fumeurs plus âgés et importants.

En pratique, le test ROS1 est réalisé simultanément avec tous les autres tests de biomarqueurs majeurs du cancer du poumon, dans le cadre d'un panel NGS complet au moment du diagnostic. Il n'est pas effectué isolément dans la plupart des grands centres de cancérologie.

Comment se déroule le test

Le test de réarrangement du gène ROS1 peut être réalisé à l'aide de plusieurs méthodes, et le choix dépend de la plateforme du laboratoire et de la quantité de tissu disponible.

Séquençage de nouvelle génération (NGS)

Le séquençage de nouvelle génération (SNG) basé sur l'ARN est actuellement la méthode de choix pour la détection des fusions ROS1 dans la plupart des grands centres de cancérologie. En séquençant l'ARN messager produit par les cellules tumorales, le SNG basé sur l'ARN permet d'identifier directement le transcrit de fusion, de confirmer le gène partenaire impliqué et de caractériser le point de cassure spécifique. Il s'agit de l'approche la plus complète et la plus sensible, qui permet d'évaluer simultanément tous les autres gènes cliniquement pertinents du cancer du poumon lors d'une même analyse. Les panels SNG basés sur l'ADN peuvent également détecter les réarrangements de ROS1, mais les panels basés sur l'ARN sont généralement plus sensibles pour la détection des fusions.

Hybridation in situ en fluorescence (FISH)

L’hybridation in situ en fluorescence (FISH) était historiquement la méthode la plus couramment utilisée pour le dépistage du gène ROS1 et demeure le test compagnon approuvé par la FDA pour le crizotinib dans ce contexte. La FISH utilise des sondes fluorescentes flanquant le gène ROS1 ; la séparation des signaux des sondes (un « signal scindé ») indique la présence d’un réarrangement. La FISH est très spécifique mais laborieuse, ne permet pas d’identifier le partenaire de fusion et nécessite une interprétation minutieuse car le locus ROS1 peut présenter des profils complexes, notamment une perte isolée de la sonde 5′, dont l’interprétation correcte requiert l’expertise d’un pathologiste.

Immunohistochimie (IHC)

L'immunohistochimie (IHC), utilisant des anticorps dirigés contre la protéine ROS1 (le plus souvent le clone D4D6), permet de détecter une expression anormale de cette protéine dans les cellules tumorales. Le tissu pulmonaire normal exprimant peu ou pas de ROS1, une forte positivité est suspecte de réarrangement. L'IHC est une technique rapide, peu coûteuse et largement disponible, performante comme outil de dépistage grâce à sa haute sensibilité. Cependant, sa spécificité est inférieure à celle de la FISH ou du NGS : certains cas positifs en IHC ne présentent pas de réarrangement confirmé par analyse moléculaire. Il est donc idéal de confirmer un résultat positif en IHC par une analyse moléculaire avant d'initier un traitement. L'IHC est particulièrement utile comme étape de dépistage rapide, notamment lorsque la quantité de tissu disponible est limitée.

Biopsie liquide

L’ADN tumoral circulant acellulaire présent dans le sang peut être analysé pour détecter des réarrangements du gène ROS1. Comme pour les fusions ALK, les réarrangements structuraux sont plus difficiles à détecter de manière fiable dans l’ADN acellulaire que les mutations ponctuelles, ce qui explique une sensibilité inférieure à celle des méthodes tissulaires. La biopsie liquide peut être utilisée lorsque le tissu est indisponible ou en quantité insuffisante, ou pour surveiller la maladie pendant le traitement et en cas de progression. Un résultat négatif à la biopsie liquide n’exclut pas la présence d’un réarrangement du gène ROS1 ; un examen tissulaire doit donc être réalisé si le résultat est négatif mais que la suspicion clinique persiste.

Comment les résultats sont-ils communiqués ?

Les résultats ROS1 sont rapportés comme positifs (réarrangement détecté) ou négatifs (absence de réarrangement détecté), avec mention de la méthode de test et, pour les résultats NGS, du partenaire de fusion et de la variante spécifiques. Un rapport NGS positif typique pourrait indiquer : « Fusion ROS1-CD74 détectée » ou « Fusion ROS1-EZR, point de cassure de l’exon 34 confirmé ». Un rapport FISH indiquera le pourcentage de cellules présentant des signaux de fusion et si le résultat dépasse le seuil de positivité du laboratoire (généralement 15 % ou plus de cellules présentant un signal de fusion).

Certains rapports font état d'une fusion impliquant ROS1 avec un gène partenaire non caractérisé ou nouveau. La signification clinique doit être discutée avec un oncologue thoracique, car la plupart des fusions de ROS1 — quel que soit le gène partenaire — sont associées à une sensibilité aux thérapies ciblées contre ROS1 ; une confirmation reste toutefois nécessaire.

Que signifie ce résultat ?

  • Réarrangement ROS1 positif. Un gène de fusion ROS1 est présent dans les cellules cancéreuses. La tumeur est alimentée, au moins en partie, par la protéine de fusion ROS1 constitutivement active et devrait répondre à un traitement par inhibiteur de ROS1. Cette découverte est hautement exploitable. Les options thérapeutiques actuellement approuvées pour le CBNPC avancé avec réarrangement de ROS1 comprennent le crizotinib (Xalkori), l'entrectinib (Rozlytrek) et le lorlatinib (Lorbrena). Le choix entre ces traitements dépend de plusieurs facteurs, notamment l'atteinte du SNC, les antécédents de traitement et la disponibilité et l'autorisation de mise sur le marché des médicaments dans le pays. L'entrectinib et le lorlatinib ont démontré une forte activité au niveau du SNC et sont généralement privilégiés en cas de métastases cérébrales ou de risque élevé de métastases. Les taux de réponse aux inhibiteurs de ROS1 sont parmi les plus élevés observés avec les thérapies ciblées dans le cancer du poumon — constamment supérieurs à 70 % dans les essais cliniques — et la survie sans progression peut atteindre plusieurs années chez les patients répondeurs.
  • Réarrangement ROS1 négatif. Aucune fusion ROS1 n'a été détectée dans les régions analysées. Un traitement par inhibiteur de ROS1 n'est pas indiqué. Le traitement sera orienté par d'autres données moléculaires, l'expression de PD-L1 et le stade de la maladie. En l'absence de toutes les mutations oncogéniques (EGFR de type sauvage, ALK négatif, ROS1 négatif, etc.), le traitement repose généralement sur une immunothérapie, associée ou non à une chimiothérapie, en fonction de l'expression de PD-L1.
  • Résultat équivoque ou limite. Cela peut se produire avec l'IHC (coloration faible ou hétérogène) ou avec la FISH (proportion limite de cellules à signal fractionné). Un test de confirmation par une autre méthode, de préférence un NGS basé sur l'ARN, doit être réalisé avant toute décision thérapeutique. Un résultat équivoque ne signifie pas que le cancer présente un réarrangement du gène ROS1 ; cela signifie simplement que la question n'a pas encore été tranchée avec certitude.

Inhibiteurs de ROS1 et résistance

Le traitement du cancer du poumon avec réarrangement du gène ROS1 a considérablement évolué depuis la première approbation du crizotinib en 2016, et le choix du bon médicament — notamment dans le contexte d'une atteinte du SNC et des schémas de résistance anticipés — est désormais un domaine actif de la prise de décision clinique.

  • Crizotinib (Xalkori). Le premier inhibiteur de ROS1 approuvé présente une efficacité bien établie dans le traitement du cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC) avec réarrangement de ROS1. Cependant, le crizotinib pénètre peu dans le système nerveux central et les métastases cérébrales constituent un site fréquent de progression. Il est moins souvent recommandé en première ligne dans les centres où l'entrectinib ou le lorlatinib sont disponibles, notamment chez les patients présentant déjà une atteinte cérébrale.
  • Entrectinib (Rozlytrek). Inhibiteur de deuxième génération présentant une pénétration significative dans le SNC et une activité contre les métastases cérébrales. Il cible également les fusions NTRK (impliquées dans un autre type de cancer du poumon et d'autres cancers) et ALK. Les données des essais cliniques ont démontré des réponses durables et une activité intracrânienne, ce qui en fait un traitement de première intention privilégié chez les patients atteints de métastases cérébrales ou présentant un risque de dissémination dans le SNC.
  • Lorlatinib (Lorbrena). Initialement développé comme inhibiteur d'ALK de troisième génération, le lorlatinib possède également une puissante activité anti-ROS1 et une pénétration exceptionnelle dans le SNC. Il est actif contre plusieurs mutations de résistance apparaissant après un traitement par crizotinib ou entrectinib, ce qui en fait un traitement précieux en première ligne chez les patients à haut risque d'atteinte du SNC et en seconde ligne en cas de progression. Le lorlatinib est de plus en plus utilisé en première ligne dans le traitement du CBNPC avec réarrangement de ROS1 dans les centres spécialisés, en raison de sa large couverture des résistances et de sa pénétration cérébrale.

Lorsqu'un cancer présentant un réarrangement du gène ROS1 progresse sous traitement par inhibiteur de ROS1, une résistance peut apparaître suite à des mutations au sein même du domaine kinase de ROS1 (résistance ciblée, comme la mutation G2032R) ou par l'activation de voies de signalisation alternatives. Il est recommandé de réaliser des analyses moléculaires répétées à la progression – généralement par biopsie liquide et biopsie tissulaire – afin d'identifier le mécanisme de résistance, car le choix du traitement ultérieur diffère selon que la résistance est ciblée ou non.

Réarrangements du gène ROS1 et métastases cérébrales

Les cancers du poumon présentant un réarrangement du gène ROS1 ont un taux élevé de métastases cérébrales – supérieur à celui de la plupart des autres sous-types de CBNPC – tant au moment du diagnostic initial qu'en cas de progression tumorale pendant le traitement. Il s'agit là d'une des caractéristiques cliniques déterminantes de ce sous-type moléculaire. Dans une étude, environ 35 % des patients atteints d'un CBNPC avec réarrangement du gène ROS1 présentaient des métastases cérébrales au moment du diagnostic, et ce taux augmentait considérablement au cours de la maladie.

La fréquence élevée des métastases cérébrales rend le choix d'un inhibiteur de ROS1 particulièrement important. Les agents présentant une forte pénétration dans le système nerveux central, tels que l'entrectinib et le lorlatinib, sont généralement préférés au crizotinib en cas d'atteinte cérébrale ou chez les patients à haut risque. L'IRM cérébrale est systématiquement réalisée lors du bilan initial et dans le cadre du suivi de tous les patients atteints d'un cancer du poumon avec réarrangement du gène ROS1.

Réarrangements de ROS1 : germinaux vs. somatiques

Les réarrangements du gène ROS1 observés dans le cancer du poumon sont somatiques : ils surviennent au sein des cellules cancéreuses au cours de la vie du patient et ne sont pas héréditaires. Aucun syndrome de cancer héréditaire n'est connu pour être associé aux mutations germinales du gène ROS1. Les patients n'ont pas à craindre que leur réarrangement du gène ROS1 soit transmis à leurs enfants, et les membres de leur famille ne sont pas tenus de subir un dépistage de ce gène.

Prochaines étapes

  • Si un réarrangement de ROS1 est détecté, Votre oncologue vous recommandera un traitement par inhibiteur de ROS1. Une imagerie cérébrale, généralement une IRM, sera réalisée pour rechercher des métastases au système nerveux central avant ou au début du traitement, car cela influence le choix du médicament. Votre oncologue discutera avec vous du médicament le plus adapté à votre situation. Le traitement se présente sous forme de comprimé oral quotidien. Les effets secondaires varient selon le médicament et vous seront expliqués avant le début du traitement.
  • Si le résultat est négatif, Le traitement par inhibiteur de ROS1 n'est pas indiqué. Le profil moléculaire complet orientera le traitement, notamment l'évaluation d'autres altérations ciblables et de l'expression de PD-L1.
  • Si le résultat est équivoque, Des tests de confirmation avec une autre plateforme seront organisés. Le plan de traitement sera établi dès l'obtention d'un résultat définitif.
  • Lors de la progression sous traitement par inhibiteur de ROS1, Il est recommandé de répéter les tests moléculaires par biopsie liquide et biopsie tissulaire afin d'identifier le mécanisme de résistance. Le choix du traitement ultérieur dépendra de la nature de la résistance : mutation de ROS1 ciblée, voie de contournement ou transformation histologique.

Questions à poser à votre médecin

  • Ma tumeur a-t-elle été testée pour les réarrangements du gène ROS1, et quelle méthode a été utilisée ?
  • Si mon test ROS1 est positif, quel inhibiteur de ROS1 me sera recommandé, et pourquoi ?
  • Ai-je des métastases cérébrales, et comment cela influence-t-il le choix de l'inhibiteur de ROS1 ?
  • Aurais-je besoin d'une IRM cérébrale dans le cadre de mon bilan initial ?
  • Quels sont les effets secondaires à prévoir lors d'un traitement par inhibiteur de ROS1, et comment sont-ils gérés ?
  • Si mon cancer progresse sous inhibiteur de ROS1, des tests supplémentaires seront-ils effectués pour identifier le mécanisme de résistance ?
  • Existe-t-il des essais cliniques étudiant de nouveaux traitements ciblant ROS1 auxquels je pourrais participer ?
  • Quels autres biomarqueurs ont été testés dans ma tumeur, et d'autres altérations exploitables ont-elles été trouvées ?

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