Is there a link between genomic complexity and clinical outcome in uterine smooth muscle tumors?

Les sarcomes à génomique complexe sont caractérisés par un génome remanié en l’absence d’un évènement génomique récurrent connu et les léïomyosarcomes (LMS) font partie de ce groupe. Les tumeurs musculaires lisses utérines se divisent selon l’évolution clinique en léiomyomes (LM) et LMS et selon la morphologie en fusocellulaires, épithélioïdes et myxoïdes avec des critères diagnostiques distincts. Si ces critères sont suffisants pour un diagnostic lésionnel correct dans la majorité des cas, ils ne permettent pas la distinction entre un LM et un LMS dans un faible pourcentage de tumeurs. Dans ces cas la tumeur est dénommée « tumeur musculaire lisse utérine à potentiel de malignité incertain » (STUMP) posant un problème de prise en charge clinique. Certains variants comme le léiomyome à Noyaux Bizarres (LM-BN) pose un véritable problème diagnostique. D’évolution clinique bénigne, il présente un profil génomique hétérogène pouvant être complexe. L’analyse de la complexité du profil génomique basée sur le calcul du Genomic Index (GI) issu de la signature CINSARC (Complexity INdex in SARComas) a démontré sa valeur pronostique dans les sarcomes des tissus mous à génomique complexe, mais également dans les GIST. Notre hypothèse est qu’à l’instar des sarcomes des tissus mous le degré de complexité génomique est corrélé à l’évolution clinique dans les tumeurs musculaires lisses utérines. Le but de ce travail de thèse était d’étudier sur plusieurs tumeurs musculaires lisses utérines, bénignes, malignes et STUMP, de type fusiforme et les variantes à noyaux bizarres et épithélioïdes, le profil génomique par CGH-array et la signature d’expression CINSARC en utilisant la technique de Nanostring, en corrélation avec l’évolution clinique. Une première étude publiée a permis de confirmer que la complexité génomique est liée à l’évolution des tumeurs musculaires lisses utérines et peut être un outil diagnostique complémentaire à l’analyse morphologique. Nous avons testé cette hypothèse sur une série de 70 tumeurs musculaires lisses utérines et démontrer que le GI au seuil de 10 distingue les tumeurs sans récidive (LM) des tumeurs avec risque accru de récidive et d’évolution létale (LMS) en démembrant la catégorie de STUMP. Avec l’application de la signature CINSARC au matériel fixé en formol, par technologie Nanostring nous avons démontré sur une série de 60 LMS que cette signature est pronostique en survie globale et libre de maladie. De plus la signature CINSARC NANOCIND a montré sa valeur pronostique dans les LMS utérins de stade I pour lesquels la chimiothérapie adjuvante est discutée, sans efficacité prouvée. La signature CINSARC Nanocind® se propose comme un outil de randomisation dans les essais cliniques à venir. Nous avons par ailleurs analysé les profiles génomiques par array-CGH d’une série de 69 LM-BN et démontré que le LM-BN est une entité séparée du LM et du LMS identifiant 3 sous-types distincts de LM-BN : un groupe FH-déficient, un associé aux altérations de TP53 avec un génome plus remanié et un groupe sans altérations récurrentes. Notre étude souligne l´importance de l’intégration des données génomiques au contexte morphologique et clinique. Pour terminer nous avons validé le seuil du GI sur une plateforme génomique (AGILENT 180K) différente de celle d’origine (AGILENT 60K) et nous avons exploré le GI dans le variant à cellules épithélioïdes. Ainsi, la complexité génomique est corrélée à l’évolution clinique et l’étude du profil génomique des tumeurs musculaires lisses de l’utérus est utilisable en pratique quotidienne dans les lésions où la morphologie seule ne permet pas la distinction d’une tumeur bénigne d’une tumeur avec un potentiel évolutif, à condition d’intégrer ces données dans le contexte clinique et morphologique. La signature CINSARC dans les LMS de stade I peut permettre une meilleure prise en charge des patientesSarcomas with complex genomics such as leiomyosarcomas (LMS) are characterized by an altered genome in the absence of a known recurrent "driver" genomic event. According to their clinical outcome, smooth muscle uterine tumours are divided into leiomyomas (LM) and LMS, and as spindle, epithelioid and myxoid variants with distinct diagnostic criteria depending on their morphology. The morphologic criteria are efficient but with some exceptions. In these cases, the tumour should be termed « smooth muscle tumour with uncertain malignant potential” (STUMP) and only the outcome can confirm its benign or malignant nature. Moreover, for some LM variants such as Bizarre Nuclei leiomyoma (BN-LM), the diagnosis may be particularly difficult. Even though BN-LM has a favourable outcome, it can harbour a complex genomic profile. The analysis of the complexity of a tumour’s genomic profile based on its Genomic Index (GI) obtained with the CINSARC (Complexity INdex in SARComas) signature has demonstrated its prognostic value, not only in genomically complex soft tissue sarcomas but also in GIST. We hypothesized that, as in soft tissue sarcomas, the degree of genomic complexity in uterine smooth muscle tumours correlates with their clinical outcome. The aim of this PhD dissertation using array-CGH and the CINSARC signature by Nanostring was to study the genomic profile of several series of benign and malignant uterine tumours and STUMP tumours with spindle, epithelioid and Bizarre Nuclei variants and to correlate the results with clinical outcome. In our first paper, we demonstrated that the genomic complexity of uterine smooth muscle tumours is related to their clinical outcome and that genomic analysis by array-CGH is a useful diagnostic tool complementary to the morphological approach. We subsequently demonstrated in a larger series of 70 tumours that the GI at the threshold of 10 splits STUMP into two groups: those without recurrence and with a similar behaviour to LM, and a second group with a rate of recurrence and death akin to LMS but more indolent. We demonstrated the prognostic value of the CINSARC Nanocind® signature by Nanostring technology on 60 formalin-fixed, paraffin-embedded uterine LMS for overall and disease-free survival. These results were confirmed even on stage I LMS, for which the efficacy of adjuvant chemotherapy remains to be proven. The CINSARC Nanocind® signature could be a useful tool for randomization in future clinical trials evaluating the benefit of adjuvant treatment on uterine LMS, in particular at an early stage. We also analysed the genomic profiles of 69 BN-LM by array-CGH and demonstrated that BN-LM is an entity different from LM and LMS. We identified 3 distinct BN-LM subtypes: an FH-deficient group, a group associated to TP53 alterations with chromosomal instability. And a third without recurrent alterations. Our results highlight the importance of integrating genomic data into the morphological and clinical context. Finally, we validated the GI threshold on a genomic platform (AGILENT 180K) different from the original one (AGILENT 60K) and We explored genomic profiles also for the epithelioid variant. Thus, genomic complexity correlates with outcome so genome profile analysis is a diagnostic tool complementary to morphology for distinguishing benign tumours from tumours with a risk of recurrence. The CINSARC signature may allow better patient management, especially in stage I LMS