Vliv EMT na CTC a progresi onemocnění u rakoviny prostaty

Ukázalo se, že přítomnost cirkulujících nádorových buněk (CTC) v krvi pacientů s rakovinou prostaty je důležitým indikátorem metastatického onemocnění a špatné prognózy. Navíc bylo prokázáno, že změny v počtu CTC během léčby odrážejí odpověď na léčbu. Ačkoli jsou tyto buňky velmi vzácné (~1 CTC na 105-107 leukocytů), nedávné technologické pokroky nyní usnadnily citlivé počítání a charakterizaci CTC. Techniky pro obohacení a analýzu CTC zahrnují separaci založenou na velikosti a/nebo hustotě a techniky založené na protilátkách s pomocí/bez pomoci mikrofluidiky, zatímco detekční techniky spoléhají téměř výhradně na proteiny (imunofluorescence/průtoková cytometrie) nebo na bázi nukleových kyselin ( RT-PCR/qRT-PCR) testy. CellSearch® (Menarini-Silicon Biosystems) je však jedinou platformou CTC schválenou FDA a Health Canada, která je v současné době k dispozici, a je proto považována za současný „zlatý standard“ pro klinickou analýzu CTC.

CellSearch® využívá k imunomagnetickému obohacení, izolaci a kvantitativní imunofluorescenci CTC markerový přístup založený na epitelu. Pomocí tohoto testu bylo prokázáno, že CTC jsou snadno detekovatelné u ~ 65 % pacientů s kastračně rezistentním karcinomem prostaty (CRPC) a že přítomnost ≥ 5 CTC v 7,5 ml krve svědčí pro progresivní metastatické onemocnění a snížené celkové přežití . Je pozoruhodné, že CTC jsou nedetekovatelné u ~ 35 % pacientů s metastazujícím CRPC. To naznačuje, že ani jeden z CTC není skutečně přítomen u > 1/3 pacientů s pokročilým metastatickým onemocněním; a/nebo že CTC jsou přítomny, ale nejsou detekovatelné, protože nesplňují standardní definici CTC CellSearch® (EpCAM+/Cytokeratin 8/18/19 [CK]+/DAPI+/CD45-). Vzhledem k hromadícím se důkazům, že buňky rakoviny prostaty mohou ztrácet epiteliální charakteristiky, jak se vyvíjejí směrem k metastatičtějšímu fenotypu, vědci se domnívají, že druhý scénář je nejpravděpodobnější.

Přechod z epitelu na mezenchym (EMT) je kritickým procesem během embryonálního vývoje a metastáz rakoviny. Aktivace EMT vede k hlubokým fenotypovým změnám vedoucím ke ztrátě polarity buňky, ztrátě adheze buňka-buňka, odolnosti vůči apoptóze a získání migračních/invazivních vlastností. Bylo také navrženo, že nádorové buňky (přes mezenchymální-epitelový přechod [MET]) se mohou vrátit zpět k epiteliálnímu fenotypu, aby se usnadnil metastatický růst v sekundárních místech, což naznačuje roli fenotypové plasticity během metastatické progrese. Na molekulární úrovni je EMT zprostředkována sníženou expresí epiteliálních proteinů (E-cadherin, CK, EpCAM); stejně jako odpovídající zvýšení mezenchymálních faktorů (N-cadherin, Vimentin, Twist, Zeb), přičemž MET je zprostředkovaný opačnými změnami.

Klinicky lze Gleasonovo hodnocení pravděpodobně považovat za morfologický důkaz EMT, protože zvyšující se Gleasonovo skóre je spojeno s progresivní ztrátou epiteliální architektury, ztrátou definované polarity bazální membrány/buněk a zvýšenou invazí. Na podporu toho studie prokázaly, že snížená exprese E-Cadherinu nebo zvýšená exprese mezenchymálních markerů (Vimentin, N-Cadherin, SNAIL) v primárních nádorech prostaty je spojena s pokročilým Gleasonovým skóre, metastázami a/nebo špatnou prognózou. Ačkoli úloha signalizace androgenního receptoru (AR) v EMT je málo pochopena, studie také ukázaly, že EMT může být usnadněna androgenní deprivací, rezistencí ke kastraci a/nebo narušením androgenní signalizace.

Důležité je, že několik klinických studií prokázalo, že CTC s čistě mezenchymálním fenotypem jsou nedetekovatelné pomocí CellSearch®, ale že přítomnost exprese mezenchymálních markerů na CTC s hybridním epiteliálně-mezenchymálním fenotypem svědčí pro špatnou prognózu. Kromě toho předchozí preklinická data z laboratoře Allan prokázala, že na zvířecích modelech rakoviny prostaty s mezenchymálním fenotypem vylučují větší počet CTC rychleji as větší metastatickou kapacitou než ty s epiteliálním fenotypem. Je pozoruhodné, že klinicky používaný test založený na CellSearch® zachytil většinu CTC vylučovaných během raného stádia onemocnění in vivo a pouze po vytvoření metastáz byl přítomen významný počet nedetekovatelných CTC. To naznačuje, že současné klinické testy mohou omezovat schopnost využít plný potenciál CTC a že je nezbytné větší porozumění biologii CTC, aby bylo možné řídit budoucí technologický vývoj a převedení na kliniku.