Identification de nouveaux gènes de prédisposition aux parangangliomes

Paragangliomas (PGL) are rare neuroendocrine tumors, genetically determined in around 40% of cases. Despite recent developments in PGL genetics, there is still about 15% of patients for whom no genetic cause can be identified, while their clinical presentation is suspicious of a genetic form. Moreover, it has never been demonstrated that the identification of a germline mutation in any of the PPGL predisposition genes has a positive impact on the patients’ management and clinical outcome. My PhD research project has been organized around two main objectives: 1) to evaluate the benefits for the patients of the identification of a germline mutation on one susceptibility gene at the time of PGL diagnosis; 2) to search for new PGL genes and / or new mechanisms of inactivation of the previously known genes, which could explain PGL suspected to be a genetic form but without detected mutation. Thanks to a retrospective multicenter study involving 221 patients with a PGL due to a mutation on the SDHB, SDHD, SDHC or VHL genes, I observed that the patients who benefited from the genetic analysis at the time of the diagnosis of PGL had a better follow-up than those who had the data of their genetic test later on after the initial PGL diagnosis. Knowledge of a positive genetic status in the PGL diagnosis period favored the detection of smaller recurrent PGLs and less extensive metastatic disease and improved the median of survival. These results validate the international recommendations of offering a PPGL genetic testing to all affected patients at the time of initial diagnosis. I identified germline mutations in a novel PGL gene, SLC25A11 with a whole-exome sequencing strategy, which encodes for the mitochondrial 2-oxoglutarate/malate carrier and showed that SLC25A11 germline mutations predispose to malignant PGL. I demonstrated that human tumors as well as the knockout of slc25a11 gene in a murine experimental model induces a pseudo-hypoxia and a global hypermethylation of the DNA, which explains the tumourigenesis secondary to the inactivation of this gene. The identification of this new PGL susceptibility gene expands the role of mitochondrial dysfunction in paraganglioma tumorigenesis and reveals a new pathway linking metabolic defects and cancer.Les paragangliomes (PGL) sont des tumeurs neuroendocrines rares, génétiquement déterminées dans 40 % des cas. Malgré les évolutions récentes des connaissances sur la génétique des PGL, il reste toujours environ 15 % des patients pour lesquels aucune cause génétique ne peut être identifiée alors que leur présentation clinique évoque une forme génétiquement déterminée. De plus, il n’a jamais été démontré que l’identification d’une mutation constitutionnelle dans l’un de ces gènes de prédisposition avait un impact positif sur la prise en charge et l’évolution des patients. Mon travail de thèse a été organisé autour de deux grands objectifs : 1) évaluer le bénéfice pour les patients de l’identification d’une mutation constitutionnelle sur un gène de prédisposition au moment du diagnostic du PGL ; 2) mettre en évidence de nouveaux gènes de prédisposition aux PGL et/ou de nouveaux mécanismes d’inactivation des gènes de prédisposition connus pouvant expliciter les formes suspectes d’être génétiques sans mutation identifiée. Grâce à une étude rétrospective multicentrique rassemblant 221 patients ayant un PGL secondaire à une mutation sur les gènes SDHB, SDHD, SDHC ou VHL, j’ai pu observer que les patients ayant bénéficié de l’analyse génétique au moment du diagnostic de leur PGL avaient été mieux suivis que ceux ayant bénéficié du diagnostic génétique à distance de leur prise en charge initiale. La connaissance d’un statut génétique positif dans la période du diagnostic du PGL a permis de dépister des PGL plus petits en cas de récidive et une maladie métastatique moins étendue en cas de malignité et d’améliorer la survie. Ces résultats valident les recommandations internationales qui proposent un test génétique à tous patients avec PGL au moment du diagnostic initial. Sur le plan fondamental, j’ai identifié par une stratégie de séquençage d’exome des mutations dans un nouveau gène de prédisposition au PGL, SLC25A11, qui code pour le transporteur mitochondrial du 2-oxoglutarate/malate et montré que les mutations constitutionnelles de SLC25A11 prédisposent à des formes malignes de PGL. J’ai de plus démontré que les tumeurs humaines ainsi que le modèle expérimental cellulaire inactivé pour ce gène développent une pseudo-hypoxie et une hyperméthylation globale de l’ADN expliquant la tumorigenèse secondaire à l’inactivation de ce gène. L’identification de ce nouveau gène de prédisposition étend le champ des dysfonctions mitochondriales dans la tumorigenèse et dans la cancérogénèse des PGL et révèle un nouveau lien entre mitochondrie et cancer