identification de nouvelles translocations récurrentes dans les sarcomes : de la recherche à la clinique

environ 15 à 20% des sarcomes, tumeurs dérivées de tissus mésenchymateux, possèdent une translocation spécifique au sein d'un caryotype relativement simple. pour la plupart de ces tumeurs très agressives, le diagnostic moléculaire repose de l'hybridation in situ ou des approches de rt-pcr quantitatives, qui ne sont adaptées que pour la recherche de translocations impliquant des partenaires connus. néanmoins, dans le sarcome d'ewing, le sarcome synovial ou le liposarcome myxoïde jusqu'à 10% des tumeurs n'ont pas de translocation identifiée, ce qui ne facilite pas l’établissement du diagnostic ni la prise en charge optimale de ces patients. nous avons récemment validé avec succès une démarche qui nous a permis d’identifier une nouvelle translocation caractérisant un nouveau groupe de sarcomes et comptant déjà 24 cas (pierron g. et al. nature genetics, sous presse). s’inscrivant dans la même ligne, nous proposons dans ce projet de découvrir de nouvelles translocations grâce aux technologies innovantes de séquençage à haut débit. il existe une relation très étroite entre une translocation, ou son produit de fusion, et une catégorie de sarcome donnée: l'expression des gènes de fusion qui en résulte peut en effet avoir des implications diagnostiques, pronostiques et de surveillance pour le patient. ainsi, les principaux objectifs de ce projet sont : d'identifier de nouvelles translocations, d’établir si possible des tests simples pouvant être utilisés comme tests diagnostic pour ces sous-groupes de sarcomes et de proposer des gènes ou des voies pouvant être ciblés par de nouvelles approches thérapeutiques. à cette fin, l'arn d’une centaine d'échantillons provenant de patients atteints de tumeurs à petites cellules monomorphes, sans translocation identifiée, seront étudiés par séquençage d’arn à haut débit selon la technologie solid de « paired-end ». une analyse bioinformatique minutieuse permettra d'identifier les gènes de fusion anormaux qui seront ultérieurement confirmés par q-pcr, tant au niveau transcriptionnel que génomique. dans une seconde étape, les translocations spécifiques qui auraient pu être trouvées seront recherchées dans une cohorte de plus de 600 échantillons tumoraux ne possédant pas de gènes de fusion identifiés. dans une troisième étape, le profil d'expression de la centaine d'échantillons traités en rna-seq sera effectué, avec l'ensemble des échantillons qui seront identifiés en q-pcr. cela permettra de classer les différentes tumeurs porteuses de translocations dans des sous-groupes connus ou de définir de nouvelles entités de sarcomes. les profils d'expression permettront également l'identification de gènes ou de voies qui pourraient être spécifiquement ciblées lors de nouvelles approches thérapeutiques. au final, le principal résultat attendu de ce projet est la caractérisation de sous-groupes de sarcomes définis par de nouvelles translocations. cela aura un impact important sur le traitement proposé aux patients puisque nous pourrions identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. par ailleurs, l'identification de gènes de fusion spécifiques permettra la détection et le suivi de maladie résiduelle dans les échantillons de sang ou de moelle osseuse, ce qui aura des implications importantes sur la surveillance de ces patients, la présence de cellules circulantes ou d'adn tumoral circulant étant souvent un marqueur de développement métastatique. ce projet permettra également d’apporter de nouvelles connaissances en oncologie moléculaire en aidant la communauté scientifique à mieux comprendre les processus de développement tumoral. au total, le projet que nous proposons ici à un impact potentiel fort aussi bien d’un point de vue médical que scientifique.

approximately 15-20% of sarcomas, tumors derived from the mesenchymal tissues, carry a specific translocation within a relatively simple karyotype. for most of these very aggressive tumors, diagnosis relies on in situ hybridization or quantitative rt-pcr, approaches that are meaningful when looking for known translocations. nevertheless, in ewing sarcoma, synovial sarcoma and myxoid liposarcoma up to 10% of the tumors lack an identified translocation, leading to difficulties in establishing diagnosis and proposing relevant therapy to these patients. based on the success our proof of concept study (pierron g. et al. nature genetics, in press), in which 24 tumors were found to have a new translocation that identified a complete new sarcoma type, we propose in this project to discover new translocations by the use of the high throughput rna sequencing powerful technology. there is a very close relationship between a translocation or its fusion product and a sarcoma category: expression of resulting fusion genes may have diagnostic, prognostic, and surveillance implications for the patient. thus, the main objectives of this project are to identify new recurrent translocations, to establish if possible simple assays to be used as a diagnostic tests for these subgroups of sarcoma and finally to propose genes or pathways to be targeted for the development of new therapeutic approach. for this purpose, rna from one hundred samples from patients with small monomorphic cell tumors lacking identified translocation will be subjected to solid next generation paired-end rna sequencing. thorough bioinformatics analyses will allow identifying abnormal fusion genes that will subsequently be confirmed by q-pcr both at transcript and genomic levels. in a second step, the specific translocations that could have been found will be searched for in a cohort of more than 600 fusion-negative samples. in a third step, expression profiling of the one hundred samples processed on rna-seq will be performed, together with the all the samples that will be subsequently identified in the larger cohort. this will allow to classify the different translocations-bearing tumors within known sarcoma subgroups or to define new sarcoma entities. expression profiles will also lead to the identification of genes or pathways that could be specifically targeted in new therapeutic approaches. altogether, the main expected result of this project is the characterization of new sarcoma subgroups defined by new translocations. indeed, despite phenotypical similarities, subgroups that we may characterise could have a completely different biology. this will have a tremendous impact on the treatment proposed to these patients as we could propose new druggable proteins to be targeted. moreover, the identification of specific fusion gene will allow the detection of minimal residual disease in patient blood or bone marrow samples having highly valuable surveillance implications, as presence of circulating cells or circulating tumor dna is often a marker of metastasis development. this project will also allow uncovering of new insight in molecular biology and oncology and will help the scientific community to better understand the mechanistic processes of tumor development. altogether the project we propose here has high scientific and medical potential impacts.