Le syndrome de Li-Fraumeni
 

Auteur : Docteur Thierry FREBOURG
Editeur :
 

Date de création : 27 février 1997
Date de mise à jour : 27 février 1997
 

Définition, description et problèmes nosologiques
Deux épidémiologistes, Frédérick Li et Joseph Fraumeni, caractérisaient, en 1969, à partir d'une étude épidémiologique rétrospective portant sur 648 enfants atteints de rhadomyosarcome, une nouvelle forme d'agrégation familiale de cancers associant des sarcomes des tissus mous et des cancers du sein (Li et Fraumeni, 1969). L'existence de ce syndrome appelé syndrome de Li et Fraumeni et le spectre des tumeurs associées furent ultérieurement confirmés par de nombreuses études (Birch, 1994).
Les critères diagnostiques définissant le syndrome de Li-Fraumeni sont les suivants : (i) un individu atteint de sarcome avant l'âge de 45 ans, (ii) un apparenté au premier degré présentant un cancer avant l'âge de 45 ans, (iii) un parent au premier ou second degré présentant soit un cancer avant l'âge de 45 ans, soit un sarcome à tout âge.
Les tumeurs malignes considérées comme appartenant au spectre du syndrome de Li-Fraumeni sont, en dehors des sarcomes des tissus mous (rhabdomyosarcomes, léiomyosarcomes, liposarcomes, fibrosarcomes) et des cancers du sein, les ostéosarcomes, les tumeurs cérébrales (glioblastomes, médulloblastomes, épendymomes, tumeurs des plexus choroïdes), les corticosurrénalomes et les leucémies (aiguës lymphoblastiques ou myéloblastiques, myéloïdes chroniques). Cette liste n'est probablement pas exhaustive puisque d'autres cancers tels les adénocarcinomes gastriques et les tumeurs germinales des gonades pourraient s'intégrer au spectre du Li-Fraumeni.
Dans les familles atteintes, la tumeur maligne la plus fréquemment observée chez l'enfant de moins de 5 ans est le sarcome des tissus mous et chez l'adolescent, l'ostéosarcome. Chez l'adulte jeune, le cancer le plus fréquent est le cancer du sein. La majorité des cancers diagnostiqués dans le syndrome de Li-Fraumeni le sont avant 30 ans (Birch, 1994). Ce syndrome touche donc essentiellement l'enfant et l'adulte jeune. Une proportion importante d'individus, environ 1/3, développeront plusieurs tumeurs primitives indépendantes.

L'incidence de ce syndrome rare est difficile à estimer car sa définition pose un problème de classification nosologique. Les analyses de ségrégation ont montré que la transmission de ce syndrome répondait à un modèle autosomique dominant (Li et al.., 1992) impliquant un allèle rare dont la fréquence a été estimée à 10-4. La pénétrance, c'est-à-dire le risque d'apparition d'un cancer chez les porteurs de mutation, a été estimée environ à 50 % à 30 ans et à 90 % à 60 ans (Garber et al., 1991; Li et al, 1992). Comme dans les autres formes mendéliennes de cancers associant des tumeurs dont certaines ont une incidence élevée, les critères diagnostiques doivent être suffisamment stricts pour distinguer le syndrome de Li-Fraumeni d'une agrégation familiale de cancers sporadiques. Néanmoins la définition classique du syndrome de Li-Fraumeni ne tient pas compte de la valeur diagnostique de certaines tumeurs exceptionnelles dans la population générale comme les corticosurrénalomes et du développement chez un même individu de plusieurs tumeurs malignes, qui est à lui seul un élément hautement évocateur d'une prédisposition génétique au cancer. Ce problème nosologique a incité certains investigateurs à proposer le terme de "syndrome de Li-Fraumeni incomplet" lorsque, dans une famille, les critères classiques ne sont que partiellement remplis (Birch et al., 1994). Par conséquent, l'identification d'une anomalie constitutionnelle associée au syndrome de Li-Fraumeni a un intérêt nosologique puisqu'elle permet de poser le diagnostic sur des bases moléculaires.

Etiologie, bases moléculaires
En 1990, deux études indépendantes documentaient des mutations constitutionnelles du gène p53 dans des familles atteintes du syndrome de Li-Fraumeni (Malkin et al., 1990; Srivastava et al., 1990). Les tumeurs examinées présentaient une perte de l'allèle sauvage p53. Ces observations ont d'emblée suggéré que l'inactivation du gène p53 dans le syndrome de Li-Fraumeni nécessitait deux événements successifs : la mutation constitutionnelle d'un allèle et la délétion somatique de l'autre l'allèle. Ces deux altérations successives répondaient donc au modèle initialement proposé par Knudson pour le rétinoblastome. Depuis, de nombreuses études ont montré que les altérations constitutionnelles du gène p53 étaient retrouvées dans environ 50 % des familles atteintes (Birch et al., 1994; Frebourg et al., 1995). La responsabilité de ces mutations constitutionnelles dans ce syndrome a été attestée par la coségrégation des mutations constitutionnelles de p53 et des cancers au sein de grandes généalogies et a été validée par des données expérimentales : d'une part les mutations constitutionnelles inactivent la fonction de la protéine p53 et d'autre part les souris hétérozygotes p53 (+/-) et homozygotes p53 (-/-), générées par recombinaison homologue, ont une incidence élevée de tumeurs malignes .

L'observation de familles atteintes du syndrome de Li-Fraumeni et sans mutation constitutionnelle détectable de p53 doit être néanmoins interprétée avec prudence. En effet, dans toutes les études du gène p53 dans les familles atteintes du syndrome de Li-Fraumeni, l'analyse moléculaire du gène p53 a été limitée à la région codante et dans la plupart d'entre elles, l'analyse a été effectuée sélectivement entre les exons 5 et 9, siège de la très grande majorité des mutations somatiques. Il est donc licite de penser que, chez certains patients, les mutations constitutionnelles de p53 puissent être localisées en dehors de la région codante du gène, au niveau des régions promotrices par exemple dont l'analyse mutationnelle n'est actuellement pas opérationnelle. L'autre hypothèse est que dans certaines familles le syndrome de Li-Fraumeni impliquerait un autre gène distinct de p53. L'hypothèse d'une hétérogénéité génétique du syndrome de Li-Fraumeni a été confortée par l'étude de familles dans lesquelles la liaison du syndrome au gène p53 a été exclue, bien qu'un tel résultat doit être à nouveau interprété avec réserve. Des mutations constitutionnelles du gène p53 ont également été décrites dans des agrégations familiales de cancer ne répondant pas, ou répondant seulement de façon partielle à la définition du syndrome (Birch et al, 1994), ou chez des patients atteints de tumeurs appartenant au spectre du syndrome de Li-Fraumeni, comme les sarcomes, les tumeurs cérébrales, les corticosurrénalomes, les ostéosarcomes, les cancers du sein, ou les leucémies aiguës. D'une façon générale, l'incidence des mutations constitutionnelles de p53 dans de telles séries de patients est faible sauf dans les cas où ces patients ont des antécédents personnels ou familiaux de cancers (Birch, 1994). Des mutations constitutionnelles de p53 ont été également décrites chez des patients atteints de plusieurs cancers primitifs multiples faisant partie du spectre du Li-Fraumeni (Eeles et al., 1993), confirmant la prédisposition génétique que représente une mutation constitutionnelle de p53. Le plus souvent, les mutations constitutionnelles de p53 semblent héréditaires. Néanmoins, plusieurs cas de mutations constitutionnelles ont été rapportés chez des patients sans antécédents familiaux, suggérant que ces mutations pourraient correspondre à des mutations de novo . Il est licite de penser que la fréquence de ces mutations de novo est probablement sous-estimée. Par ailleurs, un seul cas de mosaïcisme germinal a été rapporté chez une femme qui contrairement à plusieurs de ses enfants n'avait pas de mutation constitutionnelle de p53 détectable.

Comme au niveau somatique, tous les types d'altération de p53 ont été documentés au niveau constitutionnel : mutation faux-sens substituant un acide aminé par un autre, mutation non-sens générant un codon stop prématuré, mutation d'épissage responsable d'une rétention d'intron ou d'un saut d'exon, délétion d'une paire de bases à plusieurs kilobases, insertion. Certains types d'altérations constitutionnelles, comme les mutations non-sens ou d'épissage, peuvent conduire à une exclusion allèlique de p53, c'est-à-dire que le messager mutant n'est plus détectable dans les tissus normaux. Dans la très grande majorité des cas, les mutations constitutionnelles de p53 sont des mutations faux-sens et la plupart de ces mutations sont des transitions G -> A survenant au niveau de dinucléotides CpG, suggérant que la majorité des mutations résulte de la désamination spontanée d'une méthyl-cytosine (Birch, 1994; Birch et al., 1994). Quelques cas d'insertion ou de délétion touchant des séquences répétées évocateurs d'erreurs de réplication de l'ADN ont également été décrits. Une seule délétion constitutionnelle de grande taille a été documentée. La plupart des mutations constitutionnelles de p53 actuellement identifiées sont localisées entre les exons 5 et 8 au niveau du domaine de liaison de p53 à l'ADN (codons 102-292). Ces mutations touchent principalement l'exon 7 (codons 226-261) et l'exon 8 (262-307). En particulier le codon 248 apparaît comme un " hot spot" de mutation. Certaines mutations touchent directement les points de contacts de p53 à l'ADN et les mutants correspondants sont appelés "mutants de contact", les autres mutants étant dénommés "mutants conformationnels". Parmi les mutations constitutionnelles répertoriées, quelques mutations ont été localisées en dehors des exons 5 et 8 (Birch et al., 1994). Il est possible que cette proportion soit sous-estimée puisque la plupart des investigateurs limitent l'analyse de p53 aux exons 5 à 8.

Les mutations constitutionnelles analysées ont pour effet délétère d'inactiver la fonction oncosuppressive de p53 et sa fonction transcriptionnelle qui sous tend les principaux rôles biologiques de la protéine, à savoir la régulation de la transition G1 --> S, la régulation de la réparation de l'ADN et la régulation de l'apoptose.

Diagnostic moléculaire
Les mutations de p53 pouvant survenir dans des cellules in vitro, la recherche de mutations constitutionnelles de p53 doit s'effectuer impérativement à partir de cellules humaines non cultivées et l'analyse s'effectue en pratique à partir des lymphocytes du sang périphérique. La recherche d'une mutation constitutionnelle de p53 peut être réalisée à partir de l'ADN génomique en réalisant plusieurs amplifications, le plus souvent exon par exon. Il est également possible d'analyser les ARNm puisque l'intégralité de l'ADN complémentaire (ADNc) de p53 est facilement amplifiable en un seul temps à partir des lymphocytes (Flaman et al., 1995). L'autre avantage de l'analyse de l'ARN est qu'elle permet facilement de détecter les mutations d'épissage de p53 qui sont observées dans le syndrome de Li-Fraumeni. Pour éviter la dégradation de l'ARNm qui constitue la principale limite de cette approche, il suffit de conserver les lymphocytes, dès que possible après le prélèvement sanguin, dans une solution telle le thiocyanate de guanidium qui lyse les cellules et inhibe les RNAses. Dans quelques cas, l'ARN messager porteur de la mutation constitutionnelle n'est pas détectable, de telle sorte que seul l'ADNc sera amplifié. Quelque soit l'approche choisie, le spectre des mutations constitutionnelles actuellement répertoriées justifie de débuter l'analyse mutationnelle de p53 par la région comprise entre les exons 5 et 8. La plupart des méthodes de recherche des mutations (SSCP, DGGE, clivage chimique, séquence) classiquement utilisées l'ont été pour rechercher une mutation constitutionnelle de p53. Par ailleurs, le rôle transcriptionnel de p53 a permis le développement de méthodes biologiques simples et rapides capables de détecter sélectivement les mutations délétères inactivant la fonction de la protéine (Flaman et al., 1995).

Implications médicales
Le syndrome de Li-Fraumeni pose des problèmes complexes sur le plan de la prise en charge médicale (Birch, 1994; Li et al., 1992). Chez un patient présentant une tumeur maligne, l'identification d'une mutation constitutionnelle de p53 permet avant tout de poser sur des bases moléculaires le diagnostic de Li-Fraumeni, sans oublier que seule une analyse positive sera informative puisque dans 50 % des cas étudiés la recherche d'une mutation sera négative. En dehors des agrégations familiales répondant d'emblée à la définition classique du syndrome de Li-Fraumeni, les données de la littérature et la relative simplicité d'exploration moléculaire du gène p53 permettent d'élargir les indications d'une recherche d'une mutation constitutionnelle de p53 aux situations suivantes : (i) Au moins deux cancers appartenant au spectre du Li-Fraumeni chez deux apparentés au premier degré, dont l'un avant 45 ans, (ii) enfant ou adulte jeune de moins de 45 ans, atteint d'une tumeur appartenant au spectre du syndrome de Li-Fraumeni et rare dans la population générale, comme le corticosurrénalome, et (iii) enfant ou adulte jeune atteint de plusieurs cancers primitifs appartenant au spectre du syndrome de Li-Fraumeni.

La difficulté est d'apprécier l'intérêt d'un tel diagnostic moléculaire pour les patients. Quelle prise en charge médicale proposer à des patients atteints du syndrome de Li-Fraumeni, sur le plan diagnostique et thérapeutique ? En effet, ces patients ont un risque élevé de développer d'autres tumeurs malignes primitives de différents types qui posent, de par leur large spectre tissulaire, le problème de leur dépistage. Actuellement il n'existe pas de données indiquant que telle ou telle mutation constitutionnelle soit associée à un type spécifique de tumeur. D'autre part, les connaissances de la biologie de p53 incitent à penser que les lésions de l'ADN induites par le traitement d'un premier cancer risquent de favoriser, chez les porteurs d'une mutation constitutionnelle de p53, l'émergence de cellules de génotype anormal et donc l'apparition d'autres tumeurs. En particulier, le risque des radiations ionisantes chez les patients atteints du syndrome de Li-Fraumeni semble attesté par quelques observations de tumeurs malignes développées dans le champ d'irradiation. En attendant que soit définie la conduite pratique à tenir chez ces patients, il paraît licite aujourd'hui de rechercher une mutation constitutionnelle de p53 afin de confirmer le diagnostic de ce syndrome sur des bases moléculaires, en retenant que seule une recherche positive sera informative.

L'autre volet du problème éthique est l'intérêt du dépistage des apparentés porteurs de la mutation mais n'ayant pas encore développé de cancers. La difficulté d'assurer un dépistage efficace des tumeurs associées au syndrome de Li-Fraumeni est telle que le bénéfice de cette recherche pour les apparentés ne paraît pas évident. Ce problème du dépistage des individus à risque au sein des familles affectées est sans doute aujourd'hui la question la plus importante concernant le syndrome de Li-Fraumeni et cette question ne peut être abordée que de façon pluridisciplinaire. Dans ce contexte, un groupe de travail pluridisciplinaire sur le syndrome de Li-Fraumeni, placé sous l'égide du groupe Oncogénétique et Cancer de La Fédération Nationale des Centres de Lutte contre le Cancer, est actuellement en cours de constitution et sa mission sera de confirmer ou d'infirmer l'intérêt médical de ce dépistage.

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