Morphological and Genomic Profiling of Circulating Tumor Cells in Metastatic Colorectal Cancer

Abstract

Colorectal cancer (CRC) is the third most common cancer worldwide; it is responsible for nearly 10% of all newly diagnosed cancers and is the second most cause of cancer related death in Europe. Biomarkers for therapy guidance, targeted therapy and survival prognosis are still limited. As CRC is a heterogeneous disease, different parts of the tumor might have varying molecular characteristics which may change during therapy or disease progression. Through solid biopsies and screenings, these local or temporal differences are impossible to monitor. To facilitate detection of these possible temporal changes, a regularly and non-invasively accessible biomarker is required for disease monitoring. Circulating tumor cells (CTCs) might represent such a biomarker as they have been shown to be fluid surrogates of the solid tumor. EpCAM positive CTCs have shown to be prognostic in CRC for survival, but their full potential has not yet been evaluated further. By using the High Definition Single Cell Analysis (HD-SCA) workflow, we were able to analyze the entire spectrum of CTCs and categorize them as the regular CTCs (HD-CTC), CTCs with a smaller nuclear area (CTC-Small), CTCs with low expression of epithelial marker cytokeratin (CTC-LowCK) and CTCs undergoing apoptosis and therefore releasing cell free DNA...

Kolorektální karcinom (CRC) je celosvětově třetím nejčastějším nádorovým onemocněním - je odpovědný za téměř 10 % všech nově diagnostikovaných nádorů a je druhou nejčastější příčinou úmrtí spojeného s nádory v Evropě. Paleta biomarkerů použitelných pro výběr vhodné terapie, cílené léčby a pro prognózu přežívání je stále omezená. Vzhledem k tomu, že CRC je heterogenní onemocnění, různé části nádoru mohou mít odlišné molekulární charakteristiky, které se mohou měnit během léčby nebo progrese onemocnění. Tyto místní nebo časové rozdíly není možné efektivně monitorovat prostřednictvím klasické biopsie. Pro umožnění detekce nádorové evoluce je potřebný neinvazivní a opakovaně dostupný biomarker. Tento biomarker mohou představovat cirkulující nádorové buňky (CTC), jelikož reprezentují solidní nádor v krevním řečišti. Bylo prokázáno, že EpCAM pozitivní CTC mají prognostický efekt u pacientů s CRC, ale jejich plný potenciál nebyl dosud prozkoumán. S využitím metody HD-SCA jsme mohli analyzovat celé spektrum CTC a klasifikovat je jako běžné CTC (HD-CTC), CTC s menším jádrem (CTC-Small), CTC s nízkou expresí epiteliálního znaku cytokeratinu (CTC-LowCK) a CTC podstupující apoptózu a tedy uvolňující DNA (CTC-cfDNA produkující). Navíc jsme detekovali a analyzovali CTC clustery (CTCC). Analýza zahrnovala nejen...