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ANNPAT-967; No. of Pages 12 Annales de pathologie (2014) xxx, xxx—xxx

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MISE AU POINT

Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? Ewing/PNET sarcoma family of tumors: Towards a new paradigm? Caroline Renard ∗, Dominique Ranchère-Vince Département de biopathologie, centre Léon-Bérard, 28, rue Laennec, 69373 Lyon cedex 8, France Accepté pour publication le 13 novembre 2014

MOTS CLÉS Sarcome d’Ewing ; PNET ; Ewing-like ; CIC-DUX4 ; BCOR-CCNB3

KEYWORDS Ewing sarcoma; PNET; ∗

Résumé Les tumeurs de la famille Ewing/PNET sont des sarcomes agressifs majoritairement osseux mais survenant également au niveau des tissus mous, qui présentent des caractéristiques communes : morphologiques sous la forme de tumeurs à cellules rondes basophiles, immunophénotypiques avec une positivité membranaire du CD99, et génétiques avec la présence d’une translocation impliquant les gènes EWS et FLI1 dans environ 90 % des cas. C’est la découverte de cette anomalie moléculaire qui a permis d’unifier en une seule entité des lésions jusqu’alors décrites séparément, telles que les PNET, neuroépithéliomes, tumeurs d’Askin, sarcomes d’Ewing. . . Depuis, l’utilisation extensive de techniques de biologie moléculaire toujours plus performantes a contribué à la découverte d’un nombre croissant d’anomalies moléculaires dans des sarcomes à cellules rondes inclassés jusqu’alors sans transcrit connu, souvent atypiques morphologiquement et plus rarement CD99+ : outre les translocations entre la famille de gènes FET (EWS ou FUS) et la grande famille de gènes ETS (FLI1, ERG, FEV, ETV. . .), sont progressivement identifiés de nouveaux gènes partenaires de translocations. On compte de rarissimes cas à transcrit EWS-non ETS mais aussi des groupes plus importants que sont les sarcomes à translocation CIC-DUX4 et BCOR-CCNB3. Ces découvertes posent le problème des limites nosologiques de l’entité Ewing/PNET et de ses liens avec ces nouveaux groupes, ainsi que le problème de leur prise en charge thérapeutique. L’identification prospective de ces nouveaux sarcomes à cellules rondes devrait permettre l’étude de plus larges séries pour tenter de répondre à ces questions. © 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

Summary Ewing sarcoma family of tumors are mainly aggressive sarcomas of bone and also arising in soft tissues, which share common features: morphological features of basophilic round cell tumors, immunohistochemical features by expression of membrane CD99 protein, and genetic features with a translocation involving EWS and FLI1 in approximately 90% of cases.

Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (C. Renard).

http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2014.11.001 0242-6498/© 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

Pour citer cet article : Renard C, Ranchère-Vince D. Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? Annales de pathologie (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2014.11.001

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C. Renard, D. Ranchère-Vince

Ewing-like; CIC-DUX4; BCOR-CCNB3

The discovery of this translocation has made it possible to unify in a single entity several lesions such as PNET, neuropitheliomas, Askin tumors, Ewing sarcomas. . . Since then, the extensive use of molecular/genetic methods has helped to identify an increasing number of molecular anomalies in unclassified round cell sarcomas, these sarcomas often harboring an atypical morphology and a less frequent CD99 positivity. Besides the rearrangements between the FET family of genes (EWS or FUS) and the wide ETS family of genes (FLI1, ERG, FEV, ETV. . .), new partner genes are gradually identified: cases with EWS-non ETS partners are extremely rare, but there are more important groups which are CIC-DUX4 and BCOR-CCNB3 translocation-positive sarcomas. These findings raise the problem of the nosological borders of the Ewing/PNET entity and its links with new ‘‘Ewing-like’’ groups of tumors, and raise the therapeutic problems. The forward-looking identification of new round cell sarcomas should enable studies of wider series to try to answer these questions. © 2014 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Historique du concept de tumeur Ewing/PNET C’est au pathologiste américain James Stephen Ewing que revient le mérite, en 1921, d’avoir clairement identifié cette entité, se présentant sous la forme d’une tumeur osseuse très agressive différente des autres cancers connus à l’époque, qu’il nomma « endothéliome diffus osseux » [1]. Dès 1928, le terme de « sarcome d’Ewing » s’est imposé malgré la controverse sur la cellule d’origine de cette tumeur. Dans les années 1950, la présence occasionnelle de signes de différenciation neurale est décrite par Masson qui observe des pseudorosettes, une architecture cordonale avec de fins prolongements cytoplasmiques, une accumulation de glycogène cytoplasmique PAS+. Dès cette époque, toutes les principales caractéristiques cliniques, épidémiologiques, radiologiques, et histologiques du « sarcome d’Ewing » osseux sont alors très bien connues. L’étiologie et la cellule d’origine restent cependant un mystère. Dans les décennies suivantes, les biologistes et les pathologistes, grâce aux nouvelles techniques d’immunohistochimie et de microscopie électronique, vont plus loin dans la caractérisation de ces cellules tumorales d’Ewing : il devient alors évident que la différenciation neurale observée occasionnellement dans les sarcomes d’Ewing osseux et l’identification de tumeurs à différenciation neuroectodermique dans les tissus mous nommées alors peripheral Primitive Neuroectodermal Tumors (PNET périphériques) suggèrent une histogenèse commune ou apparentée pour toutes ces tumeurs malignes qui ont des aspects microscopiques similaires à ceux des sarcomes d’Ewing. C’est finalement l’ère de la biologie moléculaire qui va permettre d’unifier de fac ¸on certaine et non plus spéculative toutes ces tumeurs de terminologie variée, grâce à la découverte [2,3] de translocations réciproques t(11;22) ou t(21;22) entre la famille-ETS des facteurs de transcription FLI1 ou ERG et EWSR1 : les tumeurs de type PNET et les sarcomes d’Ewing sont dès lors bel et bien considérés comme des variantes phénotypiques d’une même entité.

Concept classique On regroupe sous le terme de Peripheral Neuro Ectodermal Tumors (PNET) ou tumeur de la famille Ewing [4] un ensemble de lésions ayant en commun :

• un aspect morphologique de tumeur à petites cellules rondes basophiles avec ou sans rosettes associé à une vascularisation riche pseudoangiomateuse ou hémangiopéricytaire ; • un immunophénotype commun CD99+ membranaire quasi constant mais non spécifique ; • un génotype qui signe l’entité. Deux types de translocation prédominent : une translocation EWS-FLI1 t(11;22)(q24;q12), la première décrite [2,3] présente dans 88 % des cas, ou une translocation variante EWS-ERG t(21;22)(q22;q12), qui constituent un véritable marqueur génétique de l’entité PNET/Ewing. Cette translocation peut se détecter en cytogénétique classique, par FISH ou en biologie moléculaire par RT-PCR permettant la détection des transcrits de fusion EWS-FLI1 ou EWS-ERG [5]. Sur la base de ces définitions, l’entité Ewing/PNET regroupe des variantes topographiques comme l’ancienne tumeur d’Askin correspondant à une topographie thoracique, et des variantes morphologiques : on retrouve donc sur le versant le plus indifférencié le sarcome d’Ewing osseux ou des tissus mous exprimant pas ou peu l’immunophénotype neuroectodermique, et sur le versant le plus différencié mais plus rare l’ancien neuroépithéliome périphérique présentant des signes francs de différenciation neuroectodermique. Si la mise en évidence d’une anomalie moléculaire commune a permis de regrouper toutes ces variantes dans une même entité, l’utilisation extensive de la biologie moléculaire conduit aujourd’hui à la description de nouveaux transcrits qui posent la question des limites nosologiques de l’entité Ewing/PNET.

Caractères épidémiologiques et cliniques Rares, ces tumeurs intéressent principalement les adolescents et adultes jeunes (80 % des cas entre 15 et 30 ans), avec une nette sur-représentation des sujets caucasiens. On estime son incidence en France comme aux États-Unis entre 1 et 3 cas par million par an (soit une centaine de nouveaux cas par an en France). La tumeur est généralement profonde mais il existe de très rares formes de topographie superficielle [6—8]. Les localisations sont ubiquitaires, majoritairement à point de départ intra-osseux (les plus fréquentes étant la diaphyse des os longs dont le fémur le plus souvent atteint, puis

Pour citer cet article : Renard C, Ranchère-Vince D. Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? Annales de pathologie (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2014.11.001

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Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? les os du bassin), mais pouvant être aussi purement extraosseux au niveau des tissus mous. Les cas pédiatriques sont majoritairement des tumeurs osseuses, le sarcome d’Ewing correspondant à la deuxième tumeur osseuse primitive maligne de l’enfant la plus fréquente après l’ostéosarcome. Inversement, les cas adultes sont majoritairement des tumeurs des tissus mous. On les observe plus fréquemment dans les régions paravertébrales, intercostales, les membres inférieurs, ou le pelvis. Plus rarement, ont été décrites des localisations viscérales dont rénales [9,10] et rétropéritonéales. Dans certaines formes avec envahissement osseux et des parties molles, il est difficile de préciser le point de départ. L’anamnèse au diagnostic est celle d’une lésion d’évolution rapide souvent inférieure à un an, accompagnée d’une symptomatologie douloureuse dans un tiers des cas, liée à la localisation et au volume tumoral.

Caractères macroscopiques La tumeur apparaît multilobée, molle, friable. La tranche de section est gris-jaunâtre avec souvent d’importants remaniements kystiques et hémorragiques.

Caractères microscopiques Forme indifférenciée de type sarcome d’Ewing classique Il s’agit d’une tumeur à petites cellules rondes basophiles, d’architecture plus ou moins lobulée, dense, d’aspect uniforme. Les cellules sont en effet relativement monomorphes, comportant des noyaux parfaitement arrondis à ovalaires, vésiculeux à membrane nucléaire cernée, à chromatine finement granitée et homogène renfermant un petit nucléole (Fig. 1A). Les cytoplasmes sont pâles, mal limités, peu abondants. Si le nombre de mitoses est classiquement réduit, il peut exister des formes avec un plus grand pléomophisme et une activité mitotique augmentée. La vascularisation est riche, parfois masquée par la densité cellulaire. Il peut exister des remaniements hémorragiques et des aspects pseudoangiomateux (Fig. 1B), ou pseudoalvéolaires (Fig. 1C). Il existe fréquemment une nécrose monocellulaire conduisant à l’individualisation d’une population paraissant différente à noyaux densifiés, rétractés et responsable des aspects biphasiques en « damiers » ou en « filigrane » classiquement décrits (Fig. 1D).

Forme avec différenciation neuroectodermique marquée (ancien neuroépithéliome périphérique) Dans cette lésion beaucoup plus rare (Fig. 1E), prédominent les structures en pseudorosettes ou en rosettes à centre fibrillaire (rosettes d’Homer-Wright). À noter parfois une architecture en cordons ou en travées pseudocarcinoïdiennes. À la différence du neuroblastome, il n’y a pas de calcification, pas de fond fibrillaire, ni d’élément ganglionnaire. Tous les intermédiaires existent entre la forme indifférenciée et cette forme bien différenciée quoique la plupart des Ewing/PNET présentent peu de pseudorosettes.

Variantes morphologiques plus rares Il est également décrit des variantes morphologiques plus rares [11—14] :

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• de type adamantinoma-like montrant une architecture lobulée ou des cordons avec des bordures périphériques palissadiques et une stroma-réaction desmoplastique ; • à cellules fusiformes, exceptionnelles ; • sclérosantes ; • à grandes cellules (« sarcomes d’Ewing atypiques »).

Profil immunohistochimique Presque toutes les tumeurs Ewing/PNET sont positives pour l’anticorps anti-CD99, dirigé contre le produit du gène MIC2, gène pseudo-autosomal situé sur les bras courts des chromosomes sexuels. Cet immunophénotype est trouvé dans plus de 90 % des cas, sous la forme d’un marquage diffus membranaire (Fig. 1F), à tel point que sa négativité ou l’absence de marquage membranaire incitent à envisager en priorité un autre diagnostic. Cependant, il n’est pas du tout spécifique, notamment au sein des tumeurs à cellules rondes basophiles : une positivité membranaire du CD99 est classique dans les lymphomes lymphoblastiques et dans les très rares tumeurs myéloïdes extramédullaires (aussi nommée « sarcome myéloïde »/« chlorome »). Une telle positivité du CD99 peut aussi se voir dans des synovialosarcomes peu différenciés à cellules rondes, et un petit pourcentage de tumeurs desmoplastiques et de rhabdomyosarcomes alvéolaires sont CD99+. L’anticorps FLI1 [15] ne présente pas d’intérêt supplémentaire franc. Il est dirigé contre la partie carboxyterminale de la protéine FLI1. Sa sensibilité serait de 70 à 80 %. Il n’est pas non plus spécifique (positivité des lymphomes lymphoblastiques, des synovialosarcomes peu différenciés à cellules rondes et dans un autre contexte morphologique, positivité des tumeurs vasculaires). De même, l’immunomarquage de la protéine ERG n’est pas du tout spécifique et n’est en aucun cas corrélé à un transcrit impliquant le gène ERG. Les marqueurs neuroectodermiques sont variablement exprimés et peuvent être mis en évidence en immunohistochimie par la positivité des anticorps NSE, LEU7, synaptophysine, chromogranine, S100, GFAP. Il est important de connaître la possibilité d’un marquage avec l’anticorps anti-pankératine AE1/AE3 dans environ 25 % des cas (Fig. 1G), en général focal ou plus rarement important. Le marquage est particulièrement net dans les formes adamantinoma-like et peut alors s’associer à celui des kératines de haut poids moléculaire [16]. La desmine est exceptionnellement exprimée [11].

Profil génétique La première translocation décrite t(11;22)(q24;q12), à l’origine de l’individualisation de l’entité, est présente dans environ 90 % des cas, constituant un véritable marqueur cytogénétique, ainsi que la translocation variante t(21;22)(q22;q12). Les études moléculaires ont permis de mieux caractériser les transcrits et d’élargir considérablement le spectre moléculaire des tumeurs de la famille Ewing en révélant toute sa complexité (Fig. 2). De nombreux transcrits de fusion sont ainsi décrits : • EWS/FLI1 dans environ 90 % des cas. Il existe une variabilité du point de cassure au sein de EWS-FLI1 générant deux types de protéines de fusion, 1 et 2. Un meilleur pronostic classiquement attribué au type 1 n’est plus retrouvé dans les séries plus récentes [17,18] ; • EWS-ERG dans environ 5 % des cas.

Pour citer cet article : Renard C, Ranchère-Vince D. Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? Annales de pathologie (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2014.11.001

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C. Renard, D. Ranchère-Vince

Figure 1. Ewing/PNET classique. A. Noyaux relativement réguliers avec une chromatine assez fine. B. Vascularisation pseudoangiomateuse et artéfacts d’écrasement. C. Aspect pseudoalvéolaire. D. Artéfacts d’écrasement des cellules en « filigrane ». E. Différenciation neuroectodermique avec pseudorosettes. F. Expression membranaire typique du CD99. G. Expression hétérogène de la pankératine AE1/AE3 dans environ 25 % des Ewing. H. Cytologie d’étalement d’une cytoponction riche en cellules rondes à noyaux réguliers monomorphes. Ewing/PNET tumors. A. Monomorphous and regular nuclei with finely dispersed chromatin. B. Pseudoangiomatous vascularization with crush artefacts. C. Pseudoalveolar pattern. D. Crush artefacts. E. Neuroectodermal differentiation with pseudorosettes. F. Typical membranous expression of CD99. G. Pan-cytokeratin AE1/AE3 expression is seen in 25% of Ewing sarcomas. H. Fine needle aspiration showing numerous round cells with monomorphous and regular nuclei.

En RT-PCR, la recherche de ces deux transcrits couvre environ 91 à 96 % des cas selon les séries. D’autres transcrits sont décrits : • des variants plus rares impliquant toujours EWS et d’autres gènes de la famille ETS (codant pour des facteurs de transcription) que sont ETV1 (t(7;22)), FEV (t(2;22)), ETV4 alias E1AF (t(17;22)) ; • plus récemment des variants impliquant non plus EWS mais FUS, un gène appartenant néanmoins à la même famille que EWS, la famille FET (pour Fus, Ews et Taf15, famille initialement nommée TET) codant pour des protéines nucléaires agissant à différentes étapes de l’expression génique : FUS-ERG par t(16;21) et FUS-FEV par t(2;16) [19]. Ces transcrits entre mêmes familles de gènes FET et ETS semblent être fonctionnellement équivalents et présentent un phénotype similaire : il a donc paru raisonnable de les classer dans la même entité Ewing/PNET. L’étude moléculaire dans le cadre des Ewing/PNET est certainement la plus compliquée des sarcomes à cellules rondes. Pour le seul transcrit EWS-FLI1, les points de

cassure se répartissent sur 4 introns pour EWS et 6 pour FLI1. À la multiplicité des transcrits s’ajoute le problème de leur taille qui est parmi les plus grandes, expliquant certains échecs en paraffine [20]. On peut aussi observer des transcrits cryptiques non détectés en FISH [21], d’où l’intérêt de l’association de la FISH et de la RT-PCR. Les transcrits classiques sont actuellement identifiables en routine sur matériel fixé en paraffine. Néanmoins, il est toujours primordial de congeler du matériel tumoral dès que possible car permettant de disposer d’acides nucléiques non altérés pour réitérer les analyses en cas d’échec, pour rechercher des transcrits rares ou pour permettre à la recherche de découvrir de nouvelles anomalies au gré des progrès technologiques. La mise en évidence de transcrits peut se faire bien sûr à partir de prélèvements tissulaires, mais aussi à partir de produits de cytoponctions (Fig. 1H) par congélation du culot de la suspension cellulaire. Il faut enfin toujours garder à l’esprit qu’un réarrangement de EWS par FISH n’est pas synonyme de Ewing/PNET, car un nombre grandissant de tumeurs présentent un réarrangement de ce gène [22] : EWS est essentiellement impliqué dans des tumeurs des tissus mous, telles que

Pour citer cet article : Renard C, Ranchère-Vince D. Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? Annales de pathologie (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2014.11.001

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à translocation de type CIC-DUX4 [32,33] et des sarcomes à translocation de type BCOR-CCNB3 [34].

Tumeurs à cellules rondes avec translocation EWS-partenaire non ETS :

Figure 2. Principaux réarrangements géniques dans les tumeurs de la famille Ewing/PNET et apparentées. Main gene rearrangements in Ewing/PNET family and related tumors.

liposarcome myxoïde (partenaire : DDIT3), tumeur desmoplastique à cellules rondes (partenaire : WT1), histiocytome fibreux angiomatoïde (partenaire : ATF1 ou CREB1) pour n’en citer que quelques-unes. Un réarrangement impliquant EWS et YY1 a aussi été récemment décrit dans certains mésothéliomes [23].

Nouvelles notions de tumeurs à cellules rondes Ewing-like : variants ou entités à part ? Aux confins de l’entité Ewing/PNET [24], ont été récemment décrits de nouveaux variants dans des tumeurs à cellules rondes souvent CD99 négatives [25,26] : Certains, exceptionnels, impliquent comme partenaire de EWS des gènes n’appartenant plus à la famille ETS, tels que SP3 [27], POU5F1 (=OCT4) [28], NFATc2 [29], SMARCA5 [30], PATZ1 [31]. D’autres, moins exceptionnels, n’impliquent ni la famille FET (EWS ou FUS), ni la famille ETS, et ont été découverts dans le cadre du démembrement des sarcomes à cellules rondes sans transcrit connu : il s’agit des sarcomes

Les cas décrits à ce jour sont rarissimes, un nouveau partenaire d’EWS étant souvent décrit dans un cas unique. Ils impliquent des gènes codant pour des protéines aux fonctions diverses : PATZ1 et SP3 codent pour des protéines jouant un rôle dans le remodelage chromatinien et la régulation de la transcription par le biais de domaines en « doigts de zinc ». NFATc2 code pour un facteur de transcription de la famille NFAT ; SMARCA5 est un gène de remodelage de la chromatine ; POU5F1 est un facteur de transcription régulant les cellules embryonnaires et germinales. Histologiquement, ces tumeurs présenteraient quelques signes d’atypies par rapport aux Ewing classiques : cellules de plus grande taille, nucléole un peu plus proéminent. . . et l’expression du CD99 serait variable. Cliniquement, ces tumeurs surviendraient à un âge plus avancé que les Ewing classiques. Les tumeurs EWS-NFATc2 sont décrites pour l’instant uniquement au niveau osseux, et le seul cas de tumeur EWS-SMARCA5 se présentait sous la forme d’une masse épidurale lombo-sacrée avec destruction osseuse et infiltration des tissus mous jusqu’à la paroi sigmoïdienne. Les autres types se localiseraient préférentiellement dans les tissus mous. Cependant le nombre très limité de cas identifiés rend très aléatoire la description de caractéristiques clinico-pathologiques spécifiques. La recherche de liens fonctionnels biologiques entre ces nouveaux transcrits et ceux de la famille Ewing classique est une piste d’étude pour mieux classer ces tumeurs : ainsi, des analyses in silico suggèrent que NFATc2 posséderait un domaine de liaison à des gènes cibles de FLI1 et ERG. Des analyses de transcriptome permettraient de mieux cerner les rapports entre ces tumeurs EWS-NFATc2 et les Ewing classiques. Le lien fonctionnel biologique entre les transcrits avec SP3 ou PATZ1 et les Ewing classiques serait moins évident : de fac ¸on troublante, les protéines codées ont un domaine en doigts de zinc et une perte d’un domaine inhibiteur comme la protéine chimérique EWS-WT1 des tumeurs desmoplastiques à cellules rondes. . . Ajouté à cela le profil polyphénotypique desmine+ kératine+ du cas EWS-PATZ1 et l’hypothèse d’une proximité de ces cas plutôt avec les tumeurs desmoplastiques à cellules rondes qu’avec les Ewing commence à faire son chemin [26]. Enfin, les tumeurs à cellules rondes EWS-POU5F1 initialement décrites comme des sarcomes de localisations osseuses et extrasquelettiques seraient actuellement, selon Antonescu et al. [35], plutôt classées dans les tumeurs myoépithéliales, entité elle-même aux limites floues.

Tumeurs à cellules rondes avec translocation CIC-DUX4 Depuis son individualisation [36,37], cette translocation a été identifiée dans deux séries récentes de sarcomes à cellules rondes sans anomalie d’EWS : 5/18 (28 %) [32] et 15/22 (68 %) [33]. Ces résultats suggèrent qu’il s’agit donc d’un groupe important. CIC est un gène impliqué dans la voie de l’EGFR et surexprimé dans le tissu cérébelleux. DUX4 est un rétrogène complexe faisant appel à des régions subtélomériques sur les chromosomes 4p et 10q. Il est normalement exprimé dans

Pour citer cet article : Renard C, Ranchère-Vince D. Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? Annales de pathologie (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2014.11.001

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C. Renard, D. Ranchère-Vince

Figure 3. A. FISH break-apart sur le gène CIC : en cas de réarrangement, les signaux vert et rouge sont séparés. B. Sarcome à translocation CIC-DUX4 avec remaniements myxoïdes (HPS). C. À plus fort grandissement, la morphologie est moins monotone que les Ewing classiques avec un noyau plus atypique nucléolé et un cytoplasme parfois bien visible (HPS). D. Immunomarquage de la cyclinB3 montrant une intense positivité nucléaire des cellules tumorales. E. FISH double fusion avec sondes sur BCOR et CCNB3 : en cas d’inversion paracentrique, chaque signal vert et rouge est séparé en deux et fusionné avec son partenaire pour former des doublets bicolores et jaunes. F. Sarcome à translocation BCOR-CCNB3 : prolifération fusocellulaire atypique (HPS). A. FISH assay with a break-apart probe on CIC locus: in case of rearrangement, green and red signals are separated. B. CIC-DUX4 fusionpositive sarcoma with myxoid changes (HPS). C. The morphological appearence of this tumor is less monotonous compared to classic Ewing sarcoma, including more prominent nucleoli and more abundant cytoplasm (HPS). D. strong nuclear CCNB3 staining. E. FISH assay with double-fusion probes on BCOR and CCNB3: in case of paracentric inversion, each signal is split and fuses with his partner and appears as bicolored and yellow doublet. F. BCOR-CCNB3 fusion-positive sarcoma with atypical spindle cell proliferation (HPS).

les cellules germinales. Du fait de la complexité des régions impliquées dans cette translocation, ce réarrangement est mis en évidence plus aisément par technique FISH (Fig. 3A) que par PCR. Histologiquement, ces tumeurs ont une morphologie bien plus atypique que la famille Ewing classique : aspect moins monomorphe avec atypies nucléaires nettes et nucléole proéminent, index mitotique augmenté > 10, nécrose, et de possibles secteurs fusocellulaires ou des remaniements myxoïdes sont fréquemment observés (Fig. 3B et C). L’immunomarquage du CD99 est moins souvent positif membranaire. De rares cas expriment focalement pancytokératines, EMA, PS100, voire desmine. Ces tumeurs sont négatives pour les marqueurs neuroendocrines et lymphoïdes. Il a été récemment rapporté une expression de ERG, FLI1 et WT1, mais paraissant relativement peu spécifiques [38]. La présentation clinique serait également atypique, concernant des adultes jeunes (âge médian : 29 ans), avec localisation prédominante au tronc et aux extrémités. Tous les cas décrits à ce jour (moins de 30) sont extrasquelettiques, localisés aux tissus mous sauf un seul cas, viscéral (intestin grêle). Il s’agit majoritairement de tumeurs profondes mais un cas superficiel a été identifié [39]. Le lien fonctionnel biologique avec les sarcomes d’Ewing se ferait par l’activation de la voie PEA3 qui agit sur la famille ETS, entraînant notamment une surexpression

d’ETV4 qui peut être utilisé comme marqueur immunohistochimique de ces tumeurs CIC-DUX4. Des analyses de transcriptome permettraient aussi de mieux comprendre les liens avec les Ewing classiques. D’autre part, il est intéressant de noter que la protéine DUX4 présente des similitudes fonctionnelles avec PAX3 et PAX7 qui régulent la transcription durant le développement neuromusculaire. Un réarrangement de DUX4 a ainsi été décrit dans une tumeur de la cuisse chez une femme de 19 ans avec phénotype de rhabdomyosarcome embryonnaire, le partenaire de DUX4 étant EWS [40]. Par ailleurs, en pathologie non tumorale, l’implication de DUX4 a été récemment décrite dans une myopathie dégénérative, la dystrophie musculaire facio-scapulo-humérale [41]. Concernant CIC, un tout nouveau transcrit de fusion CIC-FOXO4 vient d’être décrit dans un sarcome indifférencié à cellules rondes, de localisation intramusculaire cervicale chez un sujet de 63 ans [42].

Tumeurs à cellules rondes avec translocation BCOR-CCNB3 Ce réarrangement par inversion paracentrique sur le chromosome X a été récemment découvert dans 4 % d’une série de 594 tumeurs à cellules rondes sans translocation EWSfamille ETS [34], grâce à des techniques de séquenc ¸age ARN nouvelle génération. Le gène BCOR code pour une protéine

Pour citer cet article : Renard C, Ranchère-Vince D. Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? Annales de pathologie (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2014.11.001

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Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? Bcl6 co-répresseur qui a une fonction de gène supresseur de tumeur par des mécanismes épigénétiques. Le gène CCNB3 code pour la cyclin B3 testis-specific qui est normalement exprimée uniquement aux étapes précoces de la méiose au cours de la spermatogenèse. Ainsi, l’expression aberrante de cette cycline B3 constitue un marqueur immunohistochimique de ces tumeurs à translocation BCOR-CCNB3, marqueur qui semble à ce jour très spécifique (Fig. 3D). Le réarrangement peut ensuite être détecté par technique FISH (Fig. 3E) et le transcrit de fusion mis en évidence par RT-PCR idéalement sur matériel congelé. Les caractéristiques cliniques de ces tumeurs semblent proches des Ewing classiques. Les 24 cas initialement identifiés ont été complétés par 2 autres cas pour former une étude complémentaire de 26 cas axée sur l’analyse des caractères cliniques et évolutifs sous traitement [43] : on dénombre une majorité de tumeurs osseuses, 21/26 (81 %) et 5 tumeurs extrasquelettiques (19 %), répartition similaire à celle des Ewing/PNET pédiatriques. L’âge de survenue est également plutôt jeune (âge médian : 13 ans). La localisation serait préférentiellement aux extrémités (dont 2/3 au niveau du fémur) et au pelvis. Sur le plan histologique, ces tumeurs ont une morphologie plus atypique que les Ewing classiques (Fig. 3F) : plus souvent fusocellulaires, parfois fasciculés (4 cas étaient purement à cellules fusiformes, 10 cas à cellules rondes, les autres cas étant mixtes), avec des remaniements nécrotiques ou hémorragiques, et un index mitotique plus élevé. Le CD99 est aussi moins souvent positif membranaire. Malgré des caractéristiques cliniques très proches des Ewing/PNET classiques, les analyses de transcriptome montrent que les tumeurs BCOR-CCNB3 forment un cluster tout à fait distinct des Ewing/PNET [34].

Diagnostic différentiel des tumeurs d’Ewing et apparentées Il se pose principalement avec toutes les tumeurs à petites cellules rondes basophiles de l’adolescent et de l’adulte jeune (voir Tableau 1) : lymphomes non hodgkinien et en particulier le lymphome lymphoblastique B qui peut se présenter sous la forme d’une tumeur des tissus mous, rhabdomyosarcomes surtout de type alvéolaire car il peut exister une architecture pseudoalvéolaire dans les PNET mais l’expression de la myogénine fait le diagnostic, synovialosarcome dans sa variante indifférenciée à cellules rondes (ne pas se laisser piéger par l’immunomarquage des kératines : Ewing et synovialosarcome peuvent tous deux être positifs ou négatifs pour les pankératines. Par contre, l’expression de l’EMA est rarissime dans les Ewing, alors qu’elle est fréquemment présente dans les synovialosarcomes, plus souvent même que la pankératine). Un autre diagnostic différentiel est le chondrosarcome mésenchymateux dont la composante cellulaire est CD99+ et qui peut prêter à confusion quand le contingent cartilagineux est absent. Néanmoins, cette entité est génétiquement bien distincte de la famille Ewing car elle présente une translocation HEY1-NCOA2 identifiable par technique FISH. La tumeur desmoplastique à cellules rondes est également aisément identifiable devant la mise en évidence du transcrit EWS-WT1. De plus, les cas typiques ont une présentation clinico-pathologique assez caractéristique (multiples nodules abdominaux chez un adolescent, constitués de petites cellules rondes sur un fond très fibreux) et un immunophénotype desmine+/kératine+. Le liposarcome à cellules

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rondes peut parfois en imposer pour une tumeur de type Ewing, surtout lorsqu’il n’y a pas de contingent de liposarcome myxoïde évident, ni de lipoblaste net. Néanmoins, les cellules ont un noyau plus vésiculeux et la vascularisation capillaire fine, caractéristique parfois masquée en histologie standard est soulignée en immunohistochimie. La présence d’un transcrit FUS-DDIT3 ou EWS-DDIT3 signe l’entité. Les tumeurs rhabdoïdes malignes, survenant typiquement chez le nourrisson, peuvent aussi ressembler morphologiquement à une tumeur de la famille Ewing lorsqu’elles ne présentent pas la morphologie rhabdoïde typique mais un aspect de tumeur à cellules rondes indifférenciées, ce qui n’est pas rare. Ces tumeurs sont classiquement caractérisées par une perte d’expression de INI1 en immunohistochimie traduisant une mutation ou une délétion dans le gène SMARCB1. Chez l’adulte plus âgé, peuvent aussi se discuter les métastases d’un carcinome à petites cellules, ou un carcinome à cellules de Merkel qui exprimera la cytokératine 20, alors que les PNET sont CK20 négatives (Tableau 1). Il reste néanmoins un petit pourcentage de lésions ambiguës difficiles à classer. L’étude moléculaire est capitale pour identifier des tumeurs à génotype de PNET avec une différenciation myogénique ou mélanique [44—46], ou avec une importante différenciation épithéliale [47] qui sont des formes frontières avec un carcinome neuroendocrine à grandes cellules [48]. Se réduisant de jour en jour, il reste le groupe des sarcomes à cellules rondes indifférenciés, inclus dans la catégorie des « sarcomes indifférenciés » de la nouvelle classification OMS 2013 des tumeurs des tissus mous [49]. Ces sarcomes à cellules rondes indifférenciés forment un groupe hétérogène, vivier de sarcomes à génomique simple, dont le démembrement est en cours grâce aux nouvelles techniques d’analyses du transcriptome qui, grâce au séquenc ¸age ARN haut débit, permettront la découverte de nouveaux transcrits sans a priori.

Caractères évolutifs Il s’agit de lésions agressives, dont le pronostic est largement conditionné par le stade métastatique ou localisé, même si les progrès thérapeutiques permettent une survie de plus de 70 % à 5 ans en cas de maladie locale, et moins de 30 % au stade métastatique. Les métastases sont surtout pulmonaires, osseuses, médullaires, et dans une moindre mesure, ganglionnaires. Il ne semble pas exister de différence de pronostic entre les formes indifférenciées et les formes bien différenciées ex-neuroépithéliomes [50,51]. Un volume supérieur à 100 mL ou une topographie pelvienne seraient de mauvais pronostic, probablement lié à une découverte à un stade plus avancé. Le traitement repose sur la chimiothérapie puis le contrôle local par chirurgie plus ou moins radiothérapie. En Europe, le protocole Euro-Ewing99 fait actuellement référence et définit la prise en charge standardisée pour chaque stade de la maladie. Les tumeurs à translocation CIC-DUX4 seraient encore plus agressives et métastasiantes sous réserve d’un faible nombre de cas identifiés. La plus grande chimiorésistance observée dans ces tumeurs pourrait en partie être expliquée par une up-régulation des systèmes de réparation de l’ADN observée sur les analyses de transcriptome. A contrario, les tumeurs BCOR-CCNB3 sembleraient très chimiosensibles, notamment sous chimiothérapie standard des Ewing classiques (protocole Euro-Ewing99) [43].

Pour citer cet article : Renard C, Ranchère-Vince D. Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? Annales de pathologie (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2014.11.001

Morphologie

IHC

Biologie moléculaire

Histologie Coloration HPS

Lymphome lymphoblastique B

Enfant > adulte Masse tumorale ubiquitaire

Architecture diffuse sans stroma-réaction Cellules petites à moyennes, cytoplasme restreint basophile, chromatine poussiéreuse ± ciel étoilé

TdT+ CD79a+ CD20± CD45± Ki67 = 100 %

del 6q del 9p del 12p

Fig. 4A

Synovialosarcome monophasique à cellules rondes

Adulte jeune > enfant Masse ± circonscrite ubiquitaire

Cellules rondes monomorphes ± vascularisation hémangiopéricytaire

EMA+ AE1/AE3± PS100± CD34−

t(X;18) → fusion SYT-SSX1/2/4

Fig. 4B

Rhabdomyosarcome embryonnaire

Enfant > adulte Tête et cou, sphère uro-génitale, membres Tumeur intracavitaire polypoïde, ou infiltrante profonde

Cellules peu différenciées, rondes, ovalaires ou fusiformes ± rhabdomyoblastes Forme botryoïde : couche cambiale

Myogénine+ Desmine+

Génomique complexe : génome hyperploïde avec gain récurrent et fort du chromosome 8

Fig. 4C

Rhabdomyosarcome alvéolaire

Enfant » adulte jeune extrémités

Cellules rondes à noyau irrégulier nucléolé, rhabdomyoblastes rares Cloisons fibreuses Architecture alvéolaire ou solide

Myogénine+ Desmine+ AP2beta+

t(2;13) (60 %) → fusion PAX3-FOXO1 t(1;13) (20 %) → fusion PAX7-FOXO1

Fig. 4D

Tumeur desmoplastique à cellules rondes

Adolescent, adulte jeune Nodules à la surface de la séreuse (péritoine ++, vaginale testiculaire, plèvre)

Petites cellules rondes monomorphes en amas dans un stroma desmoplastique abondant

AE1/AE3+ Desmine+ Myogénine− WT1±

t(11;22) → fusion EWS-WT1

Fig. 4E

Chondrosarcome mésenchymateux

Adulte jeune Tête et cou, membres Os > tissus mous

Contingent à petites cellules rondes peu atypiques à noyau ± anguleux et vascularisation hémangiopéricytaire Contingent cartilagineux en proportion variable, en ilôts jamais de haut grade

CD99+mb Desmine+ focale (contingent mésenchymateux) PS100+ (contingent cartilagineux)

t(8q13.3, 8q21) → fusion HEY1-NCOA2

Fig. 4F

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Présentation typique

C. Renard, D. Ranchère-Vince

Entité

Modele +

Principaux diagnostics différentiels des tumeurs de la famille Ewing/PNET.

Main differential diagnoses of Ewing/PNET family of tumors.

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Tableau 1

IHC

Biologie moléculaire

Histologie Coloration HPS

Liposarcome à cellules rondes (/myxoïde de haut grade)

Adulte jeune et âge moyen Siège profond membres (cuisse ++) > tronc

Petites cellules rondes ou ovalaires à noyau vésiculeux ± lipoblastes vascularisation typique capillaires branchés à paroi fine Secteurs myxoïdes Front d’invasion à limite nette

Non spécifique

t(12,16) > t(12,22) → fusion FUS-DDIT3 ou EWS-DDIT3

Fig. 4G

Tumeur rhabdoïde maligne

Nourrisson jusqu’à 2—3 ans » enfant ubiquitaire

Nappes de cellules épithélioïdes rhabdoïdes ou non : cellules rondes indifférenciées possible

INI1 perdue AE1/AE3+ EMA± CD34±

Mutation ou délétion dans le gène SMARCB1 codant INI1 (35 % des cas : anomalie germinale)

Fig. 4H

Carcinome neuroendocrine à petites cellules

Adulte > jeune Tube digestif et pancréas Broncho-pulmonaire

Cellules rondes petites à moyennes à chromatine fine + mitoses + nécrose Artéfacts d’écrasement

AE1/AE3+ Chromogranine+ synaptophysine+ TTF1 ± (même hors poumon) Ki67 > 90 %

Fig. 4I

Carcinome à cellules de Merkel

Adulte âge mûr Tête et cou, tronc

Cellules rondes atypiques à chromatine « vitreuse » + nécrose + mitoses Non connecté à l’épiderme

CK20+ CK7− Chromogranine+ Synaptophysine+

Fig. 4J

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Morphologie

Modele +

Présentation typique

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Entité

Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ?

Pour citer cet article : Renard C, Ranchère-Vince D. Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? Annales de pathologie (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2014.11.001

Tableau 1 (Suite)

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C. Renard, D. Ranchère-Vince

Figure 4. Diagnostics differentiels (Tableau 1). A. Lymphome lymphoblastique B. B. Synovialosarcome monophasique à cellules rondes. C. Rhabdomyosarcome embryonnaire. D. Rhabdomyosarcome alvéolaire. E. Tumeur desmoplasique à cellules rondes. F. Chondrosarcome mésenchymateux, contingent mésenchymateux. G. Liposarcome à cellules rondes. H. Tumeur rhabdoïde. I. Carcinome neuroendocrine à petites cellules. J. Carcinome à cellules de Merkel. Differential diagnoses (Table 1). A. B-cell lymphoblastic lymphoma. B. monophasic round cell synovial sarcoma. C. Embryonal rhabdomyosarcoma. D. Alveolar rhabdomyosarcoma. E. Desmoplastic round cell tumor. F. Mesenchymal chondrosarcoma. G. Round cell liposarcoma. H. Rhabdoid tumor. I. Small cell neuroendocrine carcinoma. J. Merkel cell carcinoma.

Conclusion Les tumeurs de la famille Ewing/PNET sont des sarcomes agressifs appartenant à la grande famille morphologique des tumeurs à cellules rondes basophiles. Si le diagnostic de sarcome d’Ewing/PNET peut être suspecté devant la morphologie et l’expression membranaire du CD99, la biologie moléculaire est actuellement indispensable pour assoir un diagnostic de certitude et classer la tumeur parmi les Ewing à transcrits classiques, ou parmi les nouveaux variants, ou les Ewing-like type CIC-DUX4 ou BCOR-CCNB3, voire dans la catégorie des sarcomes à cellules rondes inclassées en l’absence d’anomalie moléculaire connue. Enfin, même si de nombreuses techniques sont actuellement

réalisables après fixation en formol et inclusion en paraffine, disposer de matériel tumoral congelé dès que possible reste primordial pour progresser dans le démembrement de ces tumeurs aux limites nosologiques mouvantes. Ces recherches d’anomalies moléculaires doivent contribuer, par une meilleure compréhension de leur physiopathologie, à améliorer la prise en charge thérapeutique de ces tumeurs qui est la finalité de toute classification.

Déclaration d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.

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Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ?

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Pour citer cet article : Renard C, Ranchère-Vince D. Tumeurs de la famille Ewing/PNET : vers un nouveau paradigme ? Annales de pathologie (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2014.11.001

PNET sarcoma family of tumors: towards a new paradigm?].

Ewing sarcoma family of tumors are mainly aggressive sarcomas of bone and also arising in soft tissues, which share common features: morphological fea...
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