Noi markeri îmbunătățesc detectarea celulelor canceroase de sân agresive în sânge

Cancerul mamar triplu negativ este subtipul cel mai agresiv de cancer de sân, caracterizat prin lipsa terapiilor țintite și printr-un potențial metastatic ridicat. Metastazele la distanță reprezintă principala cauză de deces, iar înțelegerea mecanismelor de diseminare tumorală rămâne o prioritate majoră. Celulele tumorale circulante reprezintă veriga critică dintre tumora primară și leziunile metastatice, oferind o oportunitate unică de monitorizare dinamică și minim invazivă a bolii.

Idei principale

• Celulele tumorale circulante sunt extrem de heterogene și dificil de capturat, mai ales în cancerul mamar triplu negativ.
• Markerii utilizați în mod curent favorizează identificarea celulelor cu fenotip epitelial și omit subpopulațiile mezenchimale.
• Studiul Baylor College of Medicine a dezvoltat un flux experimental pentru izolarea celulelor tumorale circulante vii și analiza transcriptomică la nivel unicelular.
• Au fost identificați patru noi markeri de suprafață care extind semnificativ detecția celulelor tumorale circulante în modele murine, PDX (xenogrefă derivată de la pacient) și probe umane.
• Abordarea combinatorială îmbunătățește calitatea secvențierii ARN și permite studierea mecanismelor metastatice în timp real.

Context

Celulele tumorale circulante sunt rare și fragile, iar analiza lor moleculară este limitată de metodele tradiționale de identificare, care necesită fixare și permeabilizare celulară. Markerii clasici precum EpCAM și HER2 sunt predominant epiteliali și își pierd expresia în timpul tranziției epitelio-mezenchimale, proces frecvent în cancerul mamar triplu negativ. Acest lucru duce la subestimarea numărului real de celule tumorale circulante și la pierderea informațiilor biologice relevante.

Despre studiu

Autorii au dezvoltat un flux experimental pentru izolarea celulelor tumorale circulante vii din sânge, utilizând îmbogățirea microfluidică bazată pe dimensiune și selecția negativă a celulelor imune. Celulele tumorale circulante au fost identificate fără fixare, recoltate individual și analizate prin secvențiere ARN unicelular folosind protocolul SMARTseq2, care permite detectarea unui număr mare de gene și acoperire uniformă a transcriptelor.

Analiza a inclus modele murine de metastazare spontană și prin injecție intravenoasă, modele PDX derivate din tumori umane și probe de sânge de la paciente cu cancer mamar triplu negativ metastatic. După filtrarea expresiei genelor prezente în celulele imune, cercetătorii au identificat un set restrâns de proteine de suprafață specifice celulelor tumorale circulante.

Identificarea noilor markeri

Din analiza transcriptomică, au fost selectați patru markeri de suprafață – AHNAK2, CAVIN1, ODR4 și TRIML2 – care:

• Sunt exprimați într-o proporție mare de celule tumorale circulante.
• Au expresie minimă pe celulele mononucleare sangvine periferice.
• Nu sunt limitați la fenotipul epitelial.

Acești markeri au fost validați prin imunofluorescență și citometrie în flux pe linii celulare, modele murine și probe umane.

Abordarea combinatorială

Markerii noi au fost integrați într-un „cocktail” de detecție, separat și în combinație cu markerii clasici EpCAM, HER2 și EGFR. Comparativ cu markerii utilizați curent, noul cocktail a crescut dramatic rata de identificare a celulelor tumorale circulante, în special în subtipurile mezenchimale și claudin-low, care erau anterior aproape complet nedetectabile.

Rezultate

Secvențierea ARN unicelular a evidențiat:

• Un număr mediu de peste 7.000 de gene detectate per celulă tumorală circulantă.
• Acoperire completă a corpului genic, fără bias 5′ sau 3′.
• Heterogenitate transcriptomică semnificativă între celulele tumorale circulante, chiar și în cadrul aceluiași model experimental.

Utilizarea markerilor clasici a dus la identificarea a mai puțin de 40% dintre celulele tumorale circulante în modelele de cancer mamar triplu negativ. În schimb, combinația markerilor noi cu cei existenți a permis detectarea a peste 90% dintre celulele tumorale circulante în modele murine, PDX și probe de la paciente.

Implicații biologice și clinice

Rezultatele subliniază plasticitatea extremă a celulelor tumorale circulante și limitele abordărilor bazate exclusiv pe markeri epiteliali. Noii markeri identificați sunt implicați în procese de migrare, adaptare la microambient și colonizare metastatică, sugerând că aceste subpopulații pot avea un rol central în diseminarea tumorală.

Capturarea celulelor tumorale circulante vii permite analize transcriptomice de înaltă calitate, identificarea izoformelor ARN și monitorizarea dinamică a modificărilor moleculare asociate progresiei bolii sau răspunsului la tratament.

Concluzii

Studiul demonstrează că markerii utilizați în mod curent sunt insuficienți pentru identificarea completă a celulelor tumorale circulante în cancerul mamar triplu negativ. Introducerea unor markeri noi, validați funcțional, și utilizarea unei abordări combinatoriale extind semnificativ detecția celulelor tumorale circulante și permit izolarea acestora în stare vie.

Această strategie deschide perspective importante pentru medicina de precizie, prin facilitarea studiului mecanismelor metastatice, identificarea de noi ținte terapeutice și dezvoltarea unor biomarkeri prognostici mai sensibili pentru pacienții cu cancer mamar agresiv.