Invloed van EMT op CTC's en ziekteprogressie bij prostaatkanker

De aanwezigheid van circulerende tumorcellen (CTC's) in het bloed van patiënten met prostaatkanker blijkt een belangrijke indicator te zijn voor uitgezaaide ziekte en een slechte prognose. Bovendien is aangetoond dat veranderingen in het CTC-nummer tijdens de behandeling de therapierespons weerspiegelen. Hoewel deze cellen zeer zeldzaam zijn (~ 1 CTC per 105-107 leukocyten), hebben recente technologische ontwikkelingen nu een gevoelige opsomming en karakterisering van CTC's mogelijk gemaakt. Technieken om CTC's te verrijken en te analyseren zijn onder meer op grootte en/of dichtheid gebaseerde scheiding en op antilichamen gebaseerde technieken met/zonder de hulp van microfluïdica, terwijl detectietechnieken vrijwel uitsluitend berusten op eiwit- (immunofluorescentie/flowcytometrie) of nucleïnezuur-gebaseerde ( RT-PCR/qRT-PCR) testen. CellSearch® (Menarini-Silicon Biosystems) is echter het enige door de FDA en Health Canada goedgekeurde CTC-platform dat op dit moment beschikbaar is en wordt daarom beschouwd als de huidige "gouden standaard" voor klinische CTC-analyse.

CellSearch® maakt gebruik van een op epitheel gebaseerde merkerbenadering voor immunomagnetische verrijking, isolatie en kwantitatieve immunofluorescentie van CTC's. Met behulp van deze test is aangetoond dat CTC's gemakkelijk detecteerbaar zijn bij ~65% van de patiënten met castratieresistente prostaatkanker (CRPC) en dat de aanwezigheid van ≥5 CTC's in 7,5 ml bloed indicatief is voor progressieve metastatische ziekte en verminderde algehele overleving. . CTC's zijn met name niet detecteerbaar bij ~ 35% van de gemetastaseerde CRPC-patiënten. Dit suggereert dat ofwel CTC's echt niet aanwezig zijn bij> 1/3 van de patiënten met gevorderde gemetastaseerde ziekte; en/of dat CTC's aanwezig zijn maar niet detecteerbaar omdat ze niet voldoen aan de standaard CellSearch®-definitie van CTC's (EpCAM+/Cytokeratin 8/18/19 [CK]+/DAPI+/CD45-). Gezien het toenemende bewijs dat prostaatkankercellen epitheelkenmerken kunnen verliezen naarmate ze evolueren naar een meer metastatisch fenotype, denken de onderzoekers dat het laatste scenario het meest waarschijnlijk is.

De epitheel-naar-mesenchymale overgang (EMT) is een cruciaal proces tijdens de embryonale ontwikkeling en metastase van kanker. Activering van EMT leidt tot diepgaande fenotypische veranderingen die resulteren in verlies van celpolariteit, verlies van cel-celadhesie, weerstand tegen apoptose en verwerving van migrerende/invasieve eigenschappen. Er is ook voorgesteld dat tumorcellen (via de mesenchymale-naar-epitheliale overgang [MET]) kunnen terugkeren naar een epitheliaal fenotype om metastatische groei op secundaire plaatsen te vergemakkelijken, wat een rol suggereert voor fenotypische plasticiteit tijdens metastatische progressie. Op moleculair niveau wordt EMT gemedieerd door verminderde expressie van epitheliale eiwitten (E-cadherine, CK, EpCAM); evenals overeenkomstige verhogingen van mesenchymale factoren (N-cadherine, Vimentin, Twist, Zeb), met MET gemedieerd door de tegenovergestelde veranderingen.

Klinisch gezien kan Gleason-classificatie aantoonbaar worden gezien als morfologisch bewijs van EMT, aangezien toenemende Gleason-score wordt geassocieerd met progressief verlies van epitheelarchitectuur, verlies van gedefinieerde basaalmembraan / celpolariteit en toegenomen invasie. Ter ondersteuning hiervan hebben onderzoeken aangetoond dat verminderde expressie van E-Cadherin of verhoogde expressie van mesenchymale markers (Vimentin, N-Cadherin, SNAIL) in primaire prostaattumoren geassocieerd is met gevorderde Gleason-score, metastase en/of slechte prognose. Hoewel de rol van androgeenreceptor (AR)-signalering bij EMT slecht wordt begrepen, hebben onderzoeken ook aangetoond dat EMT kan worden vergemakkelijkt door androgeendeprivatie, castratieresistentie en/of verstoring van androgeensignalering.

Belangrijk is dat verschillende klinische onderzoeken hebben aangetoond dat CTC's met een puur mesenchymaal fenotype niet detecteerbaar zijn door CellSearch®, maar dat de aanwezigheid van mesenchymale merkerexpressie op CTC's met een hybride epitheliaal-mesenchymaal fenotype wijst op een slechte prognose. Bovendien hebben eerdere preklinische gegevens van het Allan-laboratorium aangetoond dat in diermodellen prostaatkanker met een mesenchymaal fenotype sneller een groter aantal CTC's afstoot en met een groter metastatisch vermogen dan die met een epitheliaal fenotype. Met name de klinisch gebruikte op CellSearch® gebaseerde assay ving de meerderheid van de CTC's op die werden uitgestoten tijdens een vroeg stadium van de ziekte in vivo, en pas na het ontstaan ​​van metastasen was een aanzienlijk aantal niet-detecteerbare CTC's aanwezig. Dit suggereert dat de huidige klinische assays het vermogen om het volledige potentieel van CTC's te benutten mogelijk beperken, en dat een beter begrip van de CTC-biologie noodzakelijk is om toekomstige technologieontwikkeling en vertaling naar de kliniek te begeleiden.