Påvirkning av EMT på CTC og sykdomsprogresjon i prostatakreft

Tilstedeværelsen av sirkulerende tumorceller (CTC) i blodet til prostatakreftpasienter har vist seg å være en viktig indikator på metastatisk sykdom og dårlig prognose. I tillegg har endringer i CTC-nummer gjennom hele behandlingen blitt vist å reflektere terapirespons. Selv om disse cellene er svært sjeldne (~1 CTC per 105-107 leukocytter), har nyere teknologiske fremskritt nå forenklet sensitiv opptelling og karakterisering av CTC. Teknikker for å berike og analysere CTC-er inkluderer størrelses- og/eller tetthetsbasert separasjon og antistoffbaserte teknikker med/uten hjelp av mikrofluidikk, mens deteksjonsteknikker nesten utelukkende er avhengige av protein- (immunfluorescens/flowcytometri) eller nukleinsyrebasert ( RT-PCR/qRT-PCR) analyser. Imidlertid er CellSearch® (Menarini-Silicon Biosystems) den eneste FDA- og Health Canada-godkjente CTC-plattformen som er tilgjengelig på det nåværende tidspunkt, og regnes dermed som den gjeldende "gullstandarden" for klinisk CTC-analyse.

CellSearch® bruker en epitelbasert markørtilnærming for immunomagnetisk berikelse, isolasjon og kvantitativ immunfluorescens av CTC-er. Ved å bruke denne analysen har det blitt vist at CTC-er lett kan påvises hos ~65 % av pasienter med kastratresistent prostatakreft (CRPC), og at tilstedeværelsen av ≥5 CTC-er i 7,5 ml blod indikerer progressiv metastatisk sykdom og redusert total overlevelse . Spesielt er CTC-er uoppdagelige hos ~35% av metastatiske CRPC-pasienter. Dette antyder at enten CTC-er virkelig ikke er til stede hos >1/3 av pasientene med avansert metastatisk sykdom; og/eller at CTC-er er tilstede, men ikke kan påvises da de ikke oppfyller standard CellSearch®-definisjonen av CTC-er (EpCAM+/Cytokeratin 8/18/19 [CK]+/DAPI+/CD45-). Gitt de akkumulerende bevisene for at prostatakreftceller kan miste epitelegenskaper ettersom de utvikler seg mot en mer metastatisk fenotype, mener etterforskerne at sistnevnte scenario er mest sannsynlig.

Epitel-til-mesenkymal overgang (EMT) er en kritisk prosess under embryonal utvikling og kreftmetastaser. Aktivering av EMT fører til dype fenotypiske endringer som resulterer i tap av cellepolaritet, tap av celle-celleadhesjon, motstand mot apoptose og tilegnelse av migrerende/invasive egenskaper. Det har også blitt foreslått at tumorceller (via den mesenkymale-til-epiteliale overgangen [MET]) kan gå tilbake til en epitelfenotype for å lette metastatisk vekst på sekundære steder, noe som antyder en rolle for fenotypisk plastisitet under metastatisk progresjon. På molekylært nivå medieres EMT av redusert ekspresjon av epitelproteiner (E-cadherin, CK, EpCAM); samt tilsvarende økninger i mesenkymale faktorer (N-cadherin, Vimentin, Twist, Zeb), med MET mediert av de motsatte endringene.

Klinisk kan Gleason-gradering uten tvil sees på som morfologisk bevis på EMT, siden økende Gleason-score er assosiert med progressivt tap av epitelarkitektur, tap av definert basalmembran/cellepolaritet og økt invasjon. Til støtte for dette har studier vist at redusert ekspresjon av E-Cadherin eller økt ekspresjon av mesenkymale markører (Vimentin, N-Cadherin, SNAIL) i primære prostatastumorer er assosiert med avansert Gleason-score, metastaser og/eller dårlig prognose. Selv om rollen til androgenreseptor (AR) signalering i EMT er dårlig forstått, har studier også vist at EMT kan forenkles av androgenmangel, kastrasjonsmotstand og/eller forstyrrelse av androgensignalering.

Viktigere er det at flere kliniske studier har vist at CTC-er med en ren mesenkymal fenotype ikke kan påvises av CellSearch®, men at tilstedeværelsen av mesenkymal markøruttrykk på CTC-er med en hybrid epitel-mesenkymal fenotype er en indikasjon på dårlig prognose. I tillegg har tidligere prekliniske data fra Allan-laboratoriet vist at i dyremodeller avgir prostatakreft med en mesenkymal fenotype et større antall CTC-er raskere og med større metastatisk kapasitet enn de med en epitelfenotype. Spesielt fanget den klinisk brukte CellSearch®-baserte analysen opp de fleste CTC-er som ble fjernet under tidlig sykdom in vivo, og først etter etableringen av metastaser var et betydelig antall uoppdagbare CTC-er tilstede. Dette antyder at nåværende kliniske analyser kan begrense muligheten til å utnytte det fulle potensialet til CTC-er, og at en større forståelse av CTC-biologi er nødvendig for å veilede fremtidig teknologiutvikling og oversettelse til klinikken.