La détection de l’ADN tumoral circulant (ADNtc) a connu des avancées majeures ces dernières années en cancérologie. L’ADNtc permet de nombreuses applications, notamment la détection de mutations théranostiques, la surveillance des rechutes tumorales et le suivi de l’efficacité des traitements. Dans le cancer du sein, plusieurs tests basés sur l’ADNtc pour la détection des rechutes tumorales au cours du suivi sont en cours de validation, et certains sont déjà disponibles dans certains pays, comme les États-Unis. Dans les cancers du sein métastatiques, le taux d’ADNtc ainsi que sa dynamique en cours de traitement ont une valeur pronostique. L’essai PADA1 a montré qu’une adaptation thérapeutique basée sur la détection d’un sous-clone circulant via l’ADNtc était faisable et potentiellement bénéfique pour les patientes. Dans cette revue, nous décrirons les méthodes de détection de l’ADNtc et nous discuterons des bénéfices potentiels de cette technologie pour le suivi et la prise en charge du cancer du sein dans les différentes situations cliniques.

The detection of circulating tumor DNA (ctDNA) has made significant advances in oncology in recent years. ctDNA offers a range of applications, including the identification of theranostic mutations, monitoring of tumor recurrence, and assessing treatment efficacy. In breast cancer, several ctDNA-based tests for detecting relapse during follow-up are currently under validation, with some already available in countries like the United States. In metastatic breast cancer, ctDNA levels and their dynamics during treatment have prognostic value. The PADA-1 trial demonstrated that a therapeutic adaptation based on the detection of a circulating subclone via circulating tumor DNA (ctDNA) was feasible and potentially beneficial for patients. This review will explore the methods for ctDNA detection and discuss the potential benefits of incorporating this technology into breast cancer monitoring and management across various clinical scenarios.

# Généralités

La détection de l’ADN tumoral circulant (ADNtc) a pris une place majeure en cancérologie ces dernières années. Les cellules tumorales relarguent des fragments d’ADN tumoral dans la circulation sanguine suite aux processus de mort cellulaire, principalement l’apoptose, mais aussi la nécrose, et peuvent sécréter de l’ADNtc de manière active [1]. La détection d’ADNtc et sa quantité dépendent donc principalement de la masse tumorale, de la prolifération et de la mort cellulaire, expliquant la variabilité des taux de détection selon le stade ou le type de cancer [2,3]. À noter que sa demi-vie dans la circulation est courte (environ deux heures) [4].

Pour détecter de l’ADN tumoral circulant, il est nécessaire de le distinguer de l’ADN libre physiologique provenant de la mort cellulaire (apoptose/nécrose), principalement de l’apoptose des cellules du système hématopoïétique, mais aussi dans une moindre mesure d’autres tissus comme le foie. La difficulté est donc de distinguer l’ADNtc de l’ADN libre circulant, avec une bonne sensibilité et spécificité. Selon la situation clinique, l’ADN tumoral circulant peut représenter plus de 1–10 % de l’ADN libre circulant, alors que dans un contexte de maladie résiduelle (post-chirurgie et traitements néoadjuvants), il peut être présent à des taux inférieurs à 0,01 % de l’ADN libre. Selon le contexte, il est donc nécessaire d’avoir des techniques ultrasensibles (et spécifiques) pour le détecter [5].

# Détection de l’ADNtc

La détection de l’ADNtc se base sur la présence d’une altération génomique ou épigénomique (ex-mutations, anomalies du nombre de copies, fusions, profils de méthylation aberrants) ou sur la taille des fragments d’ADN qui est variable selon le tissu et le processus de mort cellulaire, et donc entre les cellules tumorales et non tumorales. Ceci est dû au fait que la taille des fragments n’est pas aléatoire mais dépend de la coupure autour des nucléosomes, dépendant du tissu et de l’expression des gènes [6]. Il a été découvert l’existence de l’hématopoïèse clonale, conduisant à détecter des mutations dans le sang qui ne sont pas liées à la tumeur mais à des mutations de clones hématopoïétiques [7,8]. Ces mutations sont le plus souvent présentes dans des gènes comme DNMT3A, TET2, ASXL1, et PPM1D, qui ne sont pas des gènes impliqués dans l’oncogenèse du cancer du sein, mais peuvent également être retrouvées sur d’autres gènes comme TP53. Une mutation de TP53 retrouvée dans l’ADN libre n’est donc pas distinguable de la tumeur ou d’une cellule souche hématopoïétique en l’absence de prise en compte du profil génomique tumoral ou d’un séquençage parallèle des leucocytes (contenant les cellules hématopoïétiques).

Il existe deux stratégies globales pour la détection de l’ADN tumoral circulant : la stratégie « tumor-informed » ou « tumor-naive ». Dans le premier cas, une analyse génomique de la tumeur est d’abord réalisée pour rechercher des altérations spécifiques tumorales à chaque patient, et ensuite mettre en place un test personnalisé. Ceci est illustré par des tests comme Natera® [9] ou Radar® [10], réalisant un séquençage d’exome au niveau de la tumeur, sélection de variants (ex. seize variants pour Natera, 48 pour Radar), et réalisation ensuite d’une détection d’ADNtc par un panel personnalisé capable de détecter ces variants avec un séquençage très profond à chaque prélèvement. Ces techniques basées sur la tumeur sont donc très sensibles et spécifiques, mais plus longues à mettre en place, et nécessitant du tissu tumoral. D’autres approches « tumor-naive » se développent comme Guardant Reveal® [11], basées sur la détection d’anomalies génétiques mais aussi épigénétiques (méthylation), ou sur la fragmentomic [12]. Les approches « tumor-naive » sont souvent moins sensibles et/ou moins spécifiques, même si les dernières technologies rapportent d’excellentes sensibilités et spécificités. Le test sanguin Galleri basé sur les anomalies de méthylation est disponible aux États-Unis pour dépister les cancers, avec une sensibilité d’environ 50 %, moindre pour les stades précoces très variables selon le stade et le cancer [13]. Il est à noter que le coût dépend de chaque technologie, et que la mise en place d’un panel personnalisé sera d’autant plus coûteuse que le nombre de variants recherchés sera important (jusqu’à 5000 avec de nouvelles technologies telles que Foresight Clarity).

# Cancer du sein précoce : validité clinique

Dans cette situation il est à noter que la sensibilité et la spécificité d’un test sont majeures dans la prise en charge, d’où l’importance d’avoir une connaissance des performances du test utilisé. Par exemple en cas de cancer du sein à faible risque de rechute, un test dont la spécificité n’est pas parfaite conduirait dans une proportion importante de cas à des faux positifs (ex. : si spécificité de 98 % avec 5 % de risque de rechute, un test positif conduit à une valeur prédictive positive de rechute tumorale de seulement 70 %). Ceci est majeur dans la situation où un test de ctDNA serait positif sans rechute tumorale retrouvée à l’imagerie, où va se poser la question d’une rechute infraclinique ou d’un faux positif.

Il est également important de noter que chaque sous-type de cancer du sein, qu’il s’agisse des cancers du sein récepteurs hormonaux positifs (RH+/HER2–), triple négatif (TNBC) ou HER2 surexprimé, présente des altérations génomiques et épigénétiques distinctes, ainsi que des profils variés de prolifération et de mort cellulaire, ce qui peut influencer la sensibilité des tests.

## Néoadjuvant

En néoadjuvant, l’essai clinique I-SPY2, utilisant la technologie de détection de Natera, a étudié la détection d’ADNtc avant chimiothérapie néoadjuvante pour des tumeurs du sein RH+/HER2– ou triple négatives [14]. Le taux de détection de l’ADNtc avant traitement était de 69 % pour les cancers du sein RH+ et de 91 % pour les TNBC, avec une concentration de ctDNA également supérieure dans les cancers du sein triple négatif. Le taux de détection de l’ADNtc et sa concentration étaient également supérieurs en cas de stade tumoral plus élevé ou de grade supérieur. La détection de ctDNA avant traitement n’était pas associée à la pCR ni à la rechute tumorale. Néanmoins, l’absence de détection de ctDNA est souvent associée à un très bon pronostic.

La détection de l’ADNtc à la fin de la chimiothérapie néoadjuvante et avant la chirurgie mammaire (22 % des TNBC et 12 % des HR+HER2–) était associée à un pronostic défavorable. En particulier, dans le groupe de patients n’obtenant pas de réponse complète histologique (pCR), la survie sans rechute métastatique était fortement associée à la détection ou non d’ADNtc préchirurgie (HR=5,9, IC95 % 2,7–13 pour les HR+/HER2–, HR=3,8, IC95 %). La quasi-totalité des patientes en pCR avaient de l’ADNtc indétectable, et un pronostic excellent, alors que les trois patientes avec une détection d’ADNtc préchirurgie en réponse pathologique pCR ou quasi pCR (residual cancer burden, RCB-I) ont présenté une rechute (n
                        =3/44). Ceci a été confirmé dans d’autres études [15].

## Post-chirurgie et suivi

D’autres études ont examiné l’intérêt de l’ADNtc après chirurgie pour détecter les rechutes tumorales, mesurant la maladie résiduelle (MRD). Une étude pilote utilisant une technique de détection par PCR digitale [16] chez 55 patientes avait montré que la détection d’ADNtc après chirurgie (2–4 semaines, n
                        =7, 19 % des patientes MRD+) était un facteur pronostique défavorable majeur (HR=25, IC95 % 4–131), avec une médiane de rechute dans les six mois en cas de test MRD+. Le groupe de patientes MRD– après chirurgie avait un meilleur pronostic, mais il existait de nombreuses rechutes (environ 40 %), témoignant qu’avec un test de sensibilité modérée et un seul point de prélèvement, un test MRD– n’élimine pas le risque de rechute. En monitorant les patientes au cours du temps, six patientes supplémentaires ont présenté un test MRD+ au cours du suivi et ont toutes présenté une rechute tumorale, alors que les patientes dont le test MRD– restait négatif présentaient un taux de rechute faible. Ceci illustre deux concepts importants : la positivité du test MRD+ est souvent indicatrice d’une rechute tumorale rapide, dont le délai jusqu’à rechute (lead-time) dépend du sous-type et de la sensibilité du test (six à douze mois en moyenne selon les études et tests). AInsi, il est nécessaire de répéter le test dans le temps pour détecter l'ADNtc.

À l’American Society of Clinical Oncology (ASCO) 2024, les résultats du suivi de l’ADNtc de l’étude monarchE (ADNtc à 3–6–24 mois) ont été présentés [17]. Cette étude avait démontré le bénéfice de l’ajout de l’abémaciclib dans les cancers du sein luminaux à haut risque. Dans une population déjà à haut risque et enrichie en patientes ayant présenté une rechute pour l’analyse (27 % des patientes avec rechute tumorale), 8 % (n
                        =70/910) des patientes avaient un test ADNtc+ avant l’introduction du placebo/abémaciclib. Parmi ces patientes ADNtc+, 80 % ont présenté une rechute, montrant l’impact pronostique fort d’un test ADNtc+ post-chirurgie, chimiothérapie et souvent après le début du traitement anti-hormonal. Le pronostic était amélioré chez les patientes ADNtc+ avant traitement, devenues ADNtc– en cours de traitement (42 % de rechutes, contre 100 % en cas de persistance de l’ADNtc+). Le meilleur pronostic était observé chez les patientes ADNtc– avant et en cours de traitement (environ 15 % de rechutes). Les patientes ADNtc– avant traitement dont l’ADNtc devenait positif en cours d’étude ont rechuté pour 93 % d’entre elles. Cette étude souligne que, même dans une population à haut risque de rechute, le taux d’ADNtc+ avant traitement est faible, mais que le monitoring par ADNtc permet d’anticiper les rechutes (délai de dix mois, intervalle de 0 à 48 mois). En revanche, chez la population ADNtc+ avant traitement, le monitoring par ADNtc permet d’évaluer l’efficacité du traitement adjuvant, ce qui n’est pas possible par définition avec l’imagerie.

L’étude cTRAK TN a monitoré des patientes atteintes d’un cancer du sein triple négatif pendant la phase de surveillance, et la présence d’ADNtc a été détecté par PCR digitale [18]. En cas de MRD+ au cours du suivi, une randomisation entre poursuite de la surveillance et traitement par pembrolizumab était réalisée. Sur 208 patientes incluses, 161 sont entrées en surveillance de l'ADNtc, et 40 ont été randomisées pour MRD+, dont 32 dans le bras pembrolizumab. Sur ces 32 patientes, 23 avaient déjà une rechute métastatique diagnostiquée sur le scanner réalisé juste après la détection d'ADNtc, et seulement cinq ont reçu du pembrolizumab, qui n’a pas montré d’efficacité (quatre autres n’ont pas débuté le pembrolizumab par choix personnel). Cette étude montre qu’il est souvent nécessaire d’inclure un nombre important de patientes pour in fine en traiter peu en cas de positivité de l’ADNtc. En analysant a posteriori les échantillons par une technique plus sensible (RaDaR) [19], les auteurs ont pu montrer que toutes les patientes avec un test MRD+ au cours du suivi ont présenté une rechute, alors que 0 % des patientes restant MRD– en ont présenté une. Le test RaDaR permettait également une détection plus précoce du statut MRD+ que la technique par ddPCR, avec un lead-time avant rechute de 6,1 mois versus 3,9 mois. Cette étude souligne qu’en cas de test MRD+, il existe le plus souvent une rechute métastatique, mais ceci dépend du sous-type de cancer du sein et de la sensibilité de la technique utilisée.

De multiples études utilisant des technologies sensibles et spécifiques comme Natera®, RaDaR®, Personalis®, Guardant Reveal® ont démontré que la détection de MRD+ dans le suivi était un facteur pronostique majeur de rechute. En effet en cas de détection de MRD+, la quasi-totalité des patientes présentent ou vont présenterune rechute métastatique, avec des spécificités de quasiment 100 % et des lead-time de six à 24 mois. La sensibilité de détection de l’ADNtc en cas de rechute métastatique est de 90–100 % [9,10,17,20–24]. La validité clinique est donc fortement démontrée dans le contexte du cancer du sein précoce pour détecter les rechutes métastatiques. Certains tests comme Signatera® sont réalisés en surveillance en routine clinique aux États-Unis avec une prise en charge Medicare.

# Cancers du sein précoce : utilité clinique

Néanmoins, dans les cancers du sein localisés, il n’a pas été démontré que la détection d’ADNtc ou une stratégie de surveillance par ADNtc était associée à une meilleure survie ou à une meilleure qualité de vie par rapport à la surveillance standard clinique associée aux examens d’imagerie mammaires. Plusieurs études d’utilité clinique sont en cours pour démontrer que :
                        
                           •
                           une stratégie de surveillance par ADNtc améliore la survie des patientes (dans l’idée de pouvoir traiter plus tôt, ou d’éviter la découverte de rechutes métastatiques à un stade très avancé limitant l’utilisation de thérapies en raison de complications ou d’un état général altéré). L’essai CUPCAKE (NCT06225505, figure 1
                              ) devant débuter en France a par exemple pour objectif de démontrer que la connaissance d’un test ctDNA+ au cours de la surveillance des patientes ayant un cancer du sein TNBC, et le bilan radiologique alors réalisé, permettrait d’augmenter la survie en instaurant une thérapie plus précocement ;
                        
                        
                           •
                           un traitement débuté lors d’un test ADNtc+ sans métastase associée à l'imagerie améliore le pronostic. On peut citer par exemple l’essai TRAK-ER (NCT04985266) qui monitore l'ADNtc en adjuvant des patientes avec un cancer du sein luminal sous hormonothérapie, et qui randomise en cas de positivité (et d’absence de métastase à l’imagerie) la poursuite du traitement à un traitement standard versus 
                              switch pour fulvestrant palbociclib, avec la mesure de la survie sans rechute comme critère primaire. Le questionnement principal de ce type d’approche est de savoir si un objectif curatif est encore possible ou non en cas de rechute moléculaire à distance du traitement initial, les études citées précédemment montrant la présence de métastases dans les mois suivant la rechute moléculaire. En dehors du bénéfice clinique pour le patient, l’évaluation du rapport coût/bénéfice du suivi par ADNtc sera cruciale, devant le nombre important de patientes concernées par la surveillance en France.

# Cancer du sein métastatique

Dans le cancer du sein métastatique, l’intérêt potentiel de l’ADNtc réside dans sa capacité à déterminer des anomalies génétiques actionnables, à évaluer le pronostic avant traitement, à surveiller l’efficacité du traitement et à détecter des résistances en cours de traitement [25].

## Biopsie liquide

La principale utilité clinique de l’ADNtc est sa capacité à identifier des anomalies génétiques actionnables, comme la mutation EGFR dans le cancer du poumon ou PIK3CA ou ESR1 dans le cancer du sein. De nombreuses études ont démontré que l’ADNtc peut être utilisé plutôt que de réaliser une nouvelle biopsie tumorale pour rechercher des anomalies actionnables. L’arrivée des nouveaux SERD (Selective Estrogen Receptor Degrader), tel que l’elacestrant qui a une indication exclusivement dans les tumeurs HR+/HER2– mutées ESR1, nécessite la recherche systématique de cette mutation. Or les mutations ESR1 apparaissent généralement au cours du traitement par inhibiteurs de l’aromatase à la phase métastatique [26]. La recherche de mutations ESR1 par biopsie liquide est particulièrement adaptée, car l’analyse de la pièce tumorale initiale ou de la biopsie initiale confirmant la rechute métastatique risquerait d’être faussement négative avant un traitement par inhibiteurs de l’aromatase en phase métastatique, et évite des rebiopsies systématiques.

De plus, l’utilisation des inhibiteurs de PIK3CA ou d’AKT nécessite de détecter une altération de PIK3CA ou de la voie de signalisation AKT [27,28]. Cette détection peut être réalisée aussi bien sur une pièce tumorale que par biopsie liquide. L’essai PlasmaMatch a démontré la faisabilité à large échelle de réaliser un essai clinique basé sur des altérations théranostiques (ESR1, AKT) par l’utilisation de la biopsie liquide [29].

Les principales limites sont :
                           
                              •
                              le manque de sensibilité du test, pouvant conduire à ne pas détecter une anomalie théranostique existante, nécessitant alors une biopsie si l’impact thérapeutique est important ;
                           
                           
                              •
                              les limites de ce qui peut être détecté dans le sang, où, en raison des problèmes de sensibilité, il est plus difficile de détecter des amplifications par exemple, que des mutations (ex. moindre sensibilité pour la détection des délétions homozygotes de PTEN pouvant conduire à un traitement par capivasertib).

## Pronostic avant traitement

La détection d’ADNtc et son taux ont été généralement associés à un pronostic plus défavorable, indépendamment de l’imagerie, car le taux d’ADNtc n’est que partiellement lié à la masse tumorale (reflet également du turn-over cellulaire). Dans une large étude étudiant l’impact pronostique du taux d’ADNtc dans différents cancers métastatiques (1725 patients dont 402 avec un cancer du sein), une fraction tumorale circulante ≥ 10 % était associée à une diminution de la survie globale (HR=2,4, IC95 % 1,71–3,37) [30]. Une méta-analyse d’essais cliniques très hétérogènes, spécifiquement dans le cancer du sein métastatique chez 4294 patients, retrouvait également que la détection d’ADNtc était globalement associée défavorablement à la survie globale (HR=1,44 IC95 % 1,24–1,65) et à la survie sans progression (HR=1,31 IC95 %, 1,07–1,55) [31]. Il est possible à terme que la détection d’ADNtc soit utilisée dans les classifications pronostiques, comme les CTC. À noter que la corrélation entre l’ADNtc et les CTC reste modeste, chacun apportant une information biologique différente [32].

## Monitoring

Plusieurs études ont montré que les variations précoces de l’ADNtc en cours de traitement étaient associées au pronostic dans les cancers du sein métastatiques, que ce soit sous inhibiteur de CDK4/6, everolimus ou chimiothérapie [33–37]. Les limites pour l’utilisation de l’ADNtc comme biomarqueur de monitoring, comme le CA15.3 ou l’ACE, sont la grande variabilité entre les techniques utilisées et le coût, ce qui n’a pas encore permis de définir un seuil clair permettant de prédire une progression ou une réponse. Par exemple, l’étude MONDRIAN (NCT04720729, figure 2
                        ) conduite à l’Institut Curie vise, chez des patientes traitées par chimiothérapie, à mettre en place un test par PCR digitale en gouttelette personnalisé pour chaque patiente (basé sur une mutation tumorale comme TP53 ou PIK3CA). L’étude comporte deux étapes :
                           
                              •
                              mettre en place la sonde personnalisée et observer en deuxième ligne la capacité de la variation précoce de l’ADNtc (avant traitement et au J15 de la chimiothérapie) à prédire la réponse tumorale ;
                           
                           
                              •
                              si ce suivi personnalisé par ADNtc est efficace, mettre en place le monitoring et le rendu du résultat en temps réel en troisième ligne de chimiothérapie, avec proposition de changement précoce de la chimiothérapie en cas d’absence de bonne décroissance de l’ADNtc.

# Détecter et traiter l’apparition d’un sous-clone

L’essai PADA1, conduit en première ligne chez des patientes avec un cancer du sein luminal métastatique traité par inhibiteurs de l’aromatase+palbociclib chez 1017 patientes, a monitoré l’apparition plasmatique de la mutation ESR1, une mutation de résistance aux inhibiteurs de l’aromatase [38]. En cas d’apparition plasmatique d’une mutation activatrice d’ESR1 et d’absence de progression à l’imagerie, la patiente était randomisée entre poursuite d’inhibiteurs de l’aromatase+palbociclib ou switch de l’inhibiteur de l’aromatase pour du fulvestrant, actif sur les mutations ESR1 (SERD – selective estrogen receptor degrader). L’essai de phase III a été positif, avec 27 % des patientes ayant développé une mutation plasmatique ESR1, et 17 % des patientes randomisées (88 versus 84). La survie sans progression était améliorée dans le bras switch par fulvestrant (11,9 mois versus 5,7 mois). Cette étude démontre donc pour la première fois dans le cancer du sein que la détection d’une rechute moléculaire exploitable par ADNtc sans progression scannographique permet un traitement plus précoce, associé à un bénéfice clinique. Cette approche est en cours dans une large étude de phase III SERENA-6 (NCT04964934) avec un SERD plus puissant que le fulvestrant, le camizestrant.

# Conclusion

La détection de l’ADNtc est un facteur pronostique majeur des cancers du sein localisés ou métastatiques, permettant un monitoring de l’efficacité des traitements. L’ADNtc, en raison de son excellente sensibilité et spécificité, devrait avoir une place majeure dans la surveillance des cancers du sein localisés, que cela soit pour monitorer l’efficacité des traitements (néo)adjuvants ou la détection de métastases avant symptômes ou signes radiologiques. Il reste à démontrer l’utilité clinique de la détection et du monitoring de l’ADNtc dans la plupart des contextes cliniques, en dehors de la recherche d’altérations génomiques à visée théranostique.

# Financement

aucun.