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Glioblastoma is the most common primary malignant brain tumor in adults. Despite very intensive treatments (i.e. maximal safe surgery, radiotherapy and cytotoxic chemotherapy), the prognosis of glioblastoma patients remains dismal with a median overall survival below 2 years. More effective and better tolerated treatments are needed. Over the last years, major advances have been accomplished in the molecular characterization of glioblastoma mainly thanks to high throughput molecular biology techniques. In parallel to these biological advances, pharmacological progresses have been made with the development of molecular targeted therapies or precision medicine or smart drugs targeting these molecular alterations detected in cancer cells but absent in normal cells of the body. These targeted molecular therapies, more effective and less toxic, have already revolutionized the prognosis of several systemic cancers (e.g., melanoma, lung cancer). On the basis of our knowledge of glioblastoma molecular biology, these molecular targeted therapies also appear promising in glioblastomas. Anti-angiogenic drugs are the most advanced molecular targeted therapies in their evaluation. Promising results were observed in recurrent glioblastoma patients. Other molecular targeted therapies are currently under preclinical or clinical evaluations. Similarly, to several systemic cancers, molecular targeted therapies will most likely find quickly their place in the therapeutic arsenal directed against glioblastomas to improve survival and quality of ife of patients suffering from this cancer type.

Langerhans cell histiocytosis (LCH) is a rare multisystemic disease. LCH is characterized by proliferation of myeloid progenitors with altered differentiation program and similar phenotypic features to epidermal dendritic cells termed Langerhans cell. LCH cells express CD1a+ and langerin and exhibit BRAF V600E mutation in ∼50% of cases. Neurological involvement or neuro-LCH is observed in 5 to 10% of cases. Three subtypes of neuro-LCH are individualized. The tumor type, accounting for 45% of neuro-LCH, affect mainly young adults. Tumor neuro-LCH is characterized by space occupying lesion(s) with contrast enhancement on MRI. Clinical symptoms are due to tumor brain location(s). Pathological examination of tumor neuro-LCH lesions reveals typical features of LCH. Treatment relies on surgical resection with/without chemotherapy. Degenerative neuro-LCH, accounting for 45% of cases, is usually revealed, mostly in children, by: (i) a cerebellar syndrome, (ii) a pyramidal syndrome, (iii) a pseubulbar palsy, and/or (iv) cognitive disorders. On MRI, several signs may coexist: (i) cortex atrophy, (ii) white matter T2 hyperintensities, and (iii) deep gray matter T1 hyperintensities. Pathological analysis of degenerative neuro-LCH lesions have been rarely performed and have never detected CD1a+ histiocytes but unspecific lesions (i.e. gliosis, neuronal loss and/or demyelination). Treatment of degenerative neuro-LCH patients is poorly standardized and poorly efficient. Functional rehabilitation and socio-educational care of these young patients are crucial. The mixed subtype of neuro-LCH combines clinico-radio-pathological characteristics of the first two first forms in the same patient, and represents 10% of neuro-HL. Neuro-HL, therefore, includes three very distinct entities with epidemiological, clinical, radiological and histological specific features requiring specific medical management.

International audience; Langerhans cell histiocytosis (LCH) is a rare multisystemic disease. LCH is characterized by proliferation of myeloid progenitors with altered differentiation program and similar phenotypic features to epidermal dendritic cells termed Langerhans cell. LCH cells express CD1a+ and langerin and exhibit BRAF V600E mutation in ∼ 50% of cases. Neurological involvement or neuro-LCH is observed in 5 to 10% of cases. Three subtypes of neuro-LCH are individualized. The tumor type, accounting for 45% of neuro-LCH, affect mainly young adults. Tumor neuro-LCH is characterized by space occupying lesion(s) with contrast enhancement on MRI. Clinical symptoms are due to tumor brain location(s). Pathological examination of tumor neuro-LCH lesions reveals typical features of LCH. Treatment relies on surgical resection with/without chemotherapy. Degenerative neuro-LCH, accounting for 45% of cases, is usually revealed, mostly in children, by: (i) a cerebellar syndrome, (ii) a pyramidal syndrome, (iii) a pseubulbar palsy, and/or (iv) cognitive disorders. On MRI, several signs may coexist: (i) cortex atrophy, (ii) white matter T2 hyperintensities, and (iii) deep gray matter T1 hyperintensities. Pathological analysis of degenerative neuro-LCH lesions have been rarely performed and have never detected CD1a+ histiocytes but unspecific lesions (i.e. gliosis, neuronal loss and/or demyelination). Treatment of degenerative neuro-LCH patients is poorly standardized and poorly efficient. Functional rehabilitation and socio-educational care of these young patients are crucial. The mixed subtype of neuro-LCH combines clinico-radio-pathological characteristics of the first two first forms in the same patient, and represents 10% of neuro-HL. Neuro-HL, therefore, includes three very distinct entities with epidemiological, clinical, radiological and histological specific features requiring specific medical management.; L’histiocytose langerhansienne (HL) est une maladie multisystémique rare. L’HL est correspond à une prolifération de cellules myéloïdes progénitrices au programme de différenciation altéré et au phénotype proche de celui des cellules dendritiques épidermiques, les cellules de Langerhans. Les cellules de l’HL sont caractérisées par l’expression de CD1a et de la langerin et par la présence (∼ 50 %) de mutation du gène BRAF. L’atteinte neurologique ou neuro-HL est observée dans 5 à 10 % des cas. Trois formes de neuro-HL sont individualisées. La forme tumorale, représentant 45 % des neuro-HL, touche l’adulte jeune. Elle se caractérise un ou (des processus) expansif(s) intracrânien(s) prenant le contraste à l’IRM. Les manifestations neurologiques sont en rapport avec la (ou les) localisation(s) lésionnelle(s). L’analyse histologique des lésions neurologiques retrouve les caractéristiques de l’HL. Le traitement repose sur la chirurgie et/ou la chimiothérapie. La forme dégénérative, représentant 45 % des cas, se manifeste, principalement chez l’enfant, par un syndrome cérébello-spasmodique, un syndrome pseudobulbaire et/ou des troubles neuropsychologiques. À l’IRM cérébrale, on observe dans la forme complète : (i) une atrophie corticale, (ii) des hypersignaux T2 de la substance blanche et (iii) des hypersignaux T1 de la substance grise profonde. Les analyses histologiques des lésions cérébrales, bien que rares, n’ont jamais mis en évidence d’histiocytes CD1a+ caractéristiques de la maladie mais des lésions aspécifiques de gliose, de perte neuronale, et/ou de démyélinisation. Le traitement est peu codifié et d’efficacité modeste. La rééducation fonctionnelle et la prise en charge socio-éducative, de ces jeunes patients, sont cruciales. La forme mixte combine les caractéristiques clinicoradiopathologiques des deux premières formes chez le même patient, et représente 10 % des neuro-HL. Les neuro-HL regroupent donc trois entités très distinctes sur le plan épidémiologique, clinique, radiologique et histologique nécessitant des prises en charge spécifiques.

Malignant gliomas are histologically and clinically heterogeneous tumors carrying a poor prognosis despite surgery, radiotherapy and chemotherapy. Recent molecular genetic studies have led to the classification of gliomas into distinct biological entities with prognostic significance, and to the identification of new therapeutic targets. Advances in our knowledge of gliomagenesis and the biological bases of chemoresistance hold promise for improved patient management. We are entering a new era in which individualized and targeted treatment (antiangiogenic therapy, signaling pathway inhibitors) will become increasingly important, in conculsion with conventional treatments and guided by plasma and tumor biomarkers.

Chromosome arms 1p and 19q codeletion, corresponding to an unbalanced reciprocal translocation t(1;19)(q10;p10), is seen in oligodendroglial tumours and is associated with better prognosis and better chemosensitivity. BRAF abnormalities are observed in pilocytic astrocytomas (tandem duplication-rearrangement) and in pleomorphic xanthoastrocytomas (BRAF V600E mutation). The vast majority of primary or de novo glioblastomas exhibit genetic abnormalities disrupting the intracellular signaling pathways of: transmembrane tyrosine kinase receptors to growth factors and their downstream signaling pathways (i.e. NF1-RAS-RAF-MAPK and PTEN-PI3K-AKT-TSC-mTOR); RB and; TP53. IDH1 and IDH2 mutations are frequent in diffuse grade II and grade III gliomas and in secondary glioblastomas. They are diagnostic and favorable independent prognostic biomarkers. In contrast, they are rare in primary or de novo glioblastomas and not reported in pilocytic astrocytomas. Germlin mutations in MSH2/MLH1/PMS2/MSH6, CDKN2A, TSC1/TSC2, PTEN, TP53 and NF1/NF2 predispose to glial tumors in the setting of hereditary cancer predisposition syndromes. Single nucleotide polymorphisms in TERT,CCDC26, CDKN2A/CDKN2B, RTEL, EGFR and PHLDB1 confer an inherited susceptibility to glial tumors.

Several molecular genetic alterations have been characterized in gliomas in the past years. Molecular profiles have been associated with specific histologic and prognostic tumor subgroups, contributing to improve the classification of gliomas. At least two alternative molecular pathways have been suggested in the astrocytoma progression involving TP53 inactivation (secondary glioblastomas) and EGFR amplification (de novo glioblastomas) respectively. Oligodendroglial tumors have demonstrated recurrent combined loss of chromosome 1p/19q, which represent a favorable prognosis marker and probably a predictor of a good chemosensitivity of the tumor. This review discusses recent molecular advances and clinical implications with special focus on oligodendroglial tumors.

High tumor mutational burden (hypermutation) is observed in some gliomas; however, the mechanisms by which hypermutation develops and whether it predicts chemotherapy or immunotherapy response are poorly understood. Mechanistically, an association between hypermutation and mutations in the DNA mismatch-repair (MMR) genes has been reported in gliomas, but most MMR mutations observed in this context were not functionally characterized, and their role in causing hypermutation remains unclear. Furthermore, whether hypermutation enhances tumor immunogenicity and renders gliomas responsive to immune checkpoint blockade (e.g. PD-1 blockade) is not known. Here, we comprehensively analyze the clinical and molecular determinants of mutational burden and signatures in 10,294 gliomas, including 558 (5.4%) hypermutated tumors. We delineate two main pathways to hypermutation: a de novo pathway associated with constitutional defects in DNA polymerase and MMR genes, and a more common, post-treatment pathway, associated with acquired resistance driven by MMR defects in chemotherapy-sensitive gliomas recurring after temozolomide. Experimentally, the mutational signature of post-treatment hypermutated gliomas (COSMIC signature 11) was recapitulated by temozolomide-induced damage in MMR-deficient cells. While MMR deficiency was associated with acquired temozolomide resistance in glioma models, clinical and experimental evidence suggest that MMR-deficient cells retain sensitivity to the chloroethylating nitrosourea lomustine. MMR-deficient gliomas exhibited unique features including the lack of prominent T-cell infiltrates, extensive intratumoral heterogeneity, poor survival and low response rate to PD-1 blockade. Moreover, while microsatellite instability in MMR-deficient gliomas was not detected by bulk analyses, single-cell whole-genome sequencing of post-treatment hypermutated glioma cells demonstrated microsatellite mutations. Collectively, these results support a model where differences in the mutation landscape and antigen clonality of MMR-deficient gliomas relative to other MMR-deficient cancers may explain the lack of both immune recognition and response to PD-1 blockade in gliomas. Our data suggest a change in practice whereby tumor re-sequencing at relapse to identify progression and hypermutation could inform prognosis and guide therapeutic management., Une élévation majeure de la charge mutationnelle (hypermutation) est observée dans certains gliomes. Néanmoins, les mécanismes de ce phénomène et ses implications thérapeutiques notamment concernant la réponse à la chimiothérapie ou à l'immunothérapie sont encore mal connus. Sur le plan du mécanisme, une association entre hypermutation et mutations des gènes de la voie de réparation des mésappariements de l'ADN (MMR) a été rapportée dans les gliomes, cependant la plupart des mutations MMR observées dans ce contexte n'étaient pas fonctionnellement caractérisées, et leur rôle dans le développement d’hypermutation restait de ce fait incertain. De plus, l'impact de l'hypermutation sur l'immunogénicité des cellules gliales et sur leur sensibilité au blocage des points de contrôles immunitaires (par exemple par traitement anti-PD-1) n’est pas connu. Dans cette étude, nous analysons de manière exhaustive les déterminants cliniques et moléculaires de la charge et des signatures mutationnelle dans 10 294 gliomes, dont 558 (5,4%) tumeurs hypermutées. Nous identifions deux principales voies responsables d'hypermutation dans les gliomes : une voie "de novo" associée à des déficits constitutionnels du système MMR et de la polymérase epsilon (POLE), ainsi qu'une voie "post-traitement", plus fréquente, associée à l'acquisition de déficits MMR et de résistance secondaire dans les gliomes récidivant après chimiothérapie par temozolomide. Expérimentalement, la signature mutationnelle des gliomes hypermutés post-traitement (signature COSMIC 11) était reproduite par les dommages induits par le témozolomide dans les cellules MMR déficientes. Alors que le déficit MMR s'associe à l'acquisition de résistance au témozolomide, des données cliniques et expérimentales suggèrent que les cellules MMR déficientes conservent une sensibilité à la nitrosourée lomustine. De façon inattendue, les gliomes MMR déficients présentaient des caractéristiques uniques, notamment l'absence d'infiltrats lymphocytaires T marqués, une hétérogénéité intratumorale importante, une survie diminuée ainsi qu’un faible taux de réponse aux traitements anti-PD-1. De plus, alors que l'instabilité des microsatellites n'etait pas détectée par des analyses en bulk dans les gliomes MMR déficients, le séquençage du génome entier à l'échelle de la cellule unique de gliome hypermuté post-traitement permettait de démontrer la presence de mutations des microsatellites. Collectivement, ces résultats supportent un modèle dans lequel des spécificités dans le profil mutationnel des gliomes hypermutés pourraient expliquer l’absence de reconnaissance par le système immunitaire ainsi que l’absence de réponse aux traitements par anti-PD-1 dans les gliomes MMR déficients. Nos données suggèrent un changement de pratique selon lequel la recherche d’hypermutation par séquençage tumoral lors de la récidive après traitement pourrait informer le pronostic et guider la prise en charge thérapeutique des patients.

Glioblastoma (GBM) is the most frequent and severe brain cancer for adults. Its dark prognosis in partly due to the resistance of these tumors to chemotherapies. One of the main causes of these resistances is the incapacity of chemotherapies to enter the brain from the blood circulation because of the bloodbrain barrier (BBB), a specificity of cerebral blood vessels. By the injection of microbubbles and the delivery of ultrasound into the brain, it is possible to open this BBB to allow chemotherapies to enter the brain. We have showed that the chemotherapeutic agent carboplatin gained efficacy when it was injectedafter this procedure. GBM can also exhibit resistance to chemotherapies by genetic mechanisms intrinsic to the tumor. We studied the expression and the impact on prognosis for GBM patients of the genes of the ABC transporters family, which member ABCA13 appeared important.; Le glioblastome (GBM) est le cancer du cerveau le plus fréquent et grave chez l’adulte. Son pronostic sombre est en partie dû à la résistance de ces tumeurs aux chimiothérapies. L’une des principales causes de ces résistances est l’incapacité des chimiothérapies à pénétrer dans le cerveau depuis le sang à cause de la barrière hémato-encéphalique (BHE), une spécificité des vaisseaux sanguins cérébraux. Par l’injection de microbulles et l’envoi d’ultrasons dans le cerveau, il est possible d’ouvrir cette BHE pour permettre à des chimiothérapies d’entrer dans le cerveau. Nous avons montré quela chimiothérapie carboplatine gagnait en efficacité lorsqu’elle était injectée après ce procédé. Les GBM peuvent aussi montrer une résistance aux chimiothérapies par des mécanismes génétiques intrinsèques à la tumeur. Nous avons étudié l’expression et l’impact sur le pronostique des patients atteints de GBM des gènes de la famille des transporteurs ABC, dont le membre ABCA13 s’est avéré important.

Glioblastoma (GBM) is the most frequent and severe brain cancer for adults. Its dark prognosis in partly due to the resistance of these tumors to chemotherapies. One of the main causes of these resistances is the incapacity of chemotherapies to enter the brain from the blood circulation because of the bloodbrain barrier (BBB), a specificity of cerebral blood vessels. By the injection of microbubbles and the delivery of ultrasound into the brain, it is possible to open this BBB to allow chemotherapies to enter the brain. We have showed that the chemotherapeutic agent carboplatin gained efficacy when it was injectedafter this procedure. GBM can also exhibit resistance to chemotherapies by genetic mechanisms intrinsic to the tumor. We studied the expression and the impact on prognosis for GBM patients of the genes of the ABC transporters family, which member ABCA13 appeared important., Le glioblastome (GBM) est le cancer du cerveau le plus fréquent et grave chez l’adulte. Son pronostic sombre est en partie dû à la résistance de ces tumeurs aux chimiothérapies. L’une des principales causes de ces résistances est l’incapacité des chimiothérapies à pénétrer dans le cerveau depuis le sang à cause de la barrière hémato-encéphalique (BHE), une spécificité des vaisseaux sanguins cérébraux. Par l’injection de microbulles et l’envoi d’ultrasons dans le cerveau, il est possible d’ouvrir cette BHE pour permettre à des chimiothérapies d’entrer dans le cerveau. Nous avons montré quela chimiothérapie carboplatine gagnait en efficacité lorsqu’elle était injectée après ce procédé. Les GBM peuvent aussi montrer une résistance aux chimiothérapies par des mécanismes génétiques intrinsèques à la tumeur. Nous avons étudié l’expression et l’impact sur le pronostique des patients atteints de GBM des gènes de la famille des transporteurs ABC, dont le membre ABCA13 s’est avéré important.