Isolierung und Charakterisierung von zirkulierenden Tumorzellen

Genetische Follow-up Daten von tumor-spezifischen Alterationen sind für die gezielte und individuelle Krebstherapie notwendig. Die sog. Liquid Biopsy, womit unter anderem die Analyse von zirkulierenden Tumorzellen (CTCs) bezeichnet wird, ermöglicht ein kontinuierliches Überwachen von Krebspatient/innen. Die Liquid Biopsy stellt eine minimal invasive Methode für aufeinanderfolgende Analysen der Tumorgenome während dem Krankheitsverlauf der Krebspatient/innen dar. CTCs lösen sich vom Primärtumor und/oder metastatischen Läsionen und gelangen in die Blutzirkulation, infiltrieren entfernte Organe und können dort Metastasten bilden. Trotz ihres großen Potentials als Biomarker ist deren Verwendung aufgrund technischer Limitationen eingeschränkt. Im Rahmen dieser Studie wurde das Anreicherungspotential des Parsortix Systems untersucht. Tumorzellen unterschiedlicher Zelllinien sowie CTCs von sechs Krebspatient/innen wurden mittels dem Parsortix System angereichert und mit zwei unterschiedlichen Einzelzell-Isolierungsanwendungen isoliert. Die molekulargenetische Charakterisierung der isolierten Einzelzellen erfolgte mittels Next-Generation Sequencing basierend auf der mFAST-SeqS Methode, welche ein schnelles und kostengünstiges Screening Verfahren für die Detektion von Kopienzahlaberrationen von Tumorzellen darstellt. Die Spiking-Experimente mit Zelllinien zeigten sowohl eine Separationsvariabilität als auch hohe Kontamination des Eluats mit Blutzellen. Aufgrund der hohen Kontamination mussten weitere Isolierungsanwendungen verwendet werden. Das Erstellen von genomischen Profilen der Tumorzellen konnte allerdings durch die Kombination aus dem Parsortix System und einer Einzelzell-Isolierungsanwendung ermöglicht werden. Zusammenfassend stellt das Parsortix System eine effektive Voranreicherungsmethode von Tumorzellen dar. Dennoch ist die Isolierung von reinen CTC Populationen, welche für das bessere Verständnis von Tumorheterogenität absolut notwendig ist, nicht möglich.In order to monitor treatment response and enable individual, targeted therapy decisions for cancer patients, a continuous genetic follow-up of tumor-specific alterations is needed. One possibility to retrieve such data is the so-called liquid biopsy, i.e. the analysis of circulating tumor cells (CTCs), which rarely appear in blood. Liquid biopsies offer a minimal-invasive method for successive analyses of tumor genomes during the course of a cancer disease. CTCs are shed from primary and/or metastatic cancers and can enter the blood circulation, and subsequently travel to distant organs and form metastases. Despite their great potential as a cancer biomarker a widespread use is limited mostly due to technological issues. In this study the potential of the Parsortix system for the isolation of CTCs was investigated. Different cancer cell lines and CTCs from six metastatic cancer patients were enriched using the Parsortix system followed by two different technologies for single-cell isolation. The isolated cells were analyzed using the next-generation sequencing based mFAST-SeqS protocol, which represents a quick and cost-effective tool for the assessment of tumor-specific aneuploidy.Using spike experiments with cell lines a high variability in combination with a vast contamination of blood cells was observed with respect to harvest and capture rates. Due to this high degree of contamination with other blood components in the eluate, CTCs had to be isolated for molecular genetic characterization using other methods. Nevertheless, genomic profiles from CTCs could be established using a combination of Parsortix system and a single cell capture method. Taken together, the Parsortix cell separation system is an effective pre-enrichment method for tumor cells, but cannot be used for an isolation of pure CTC populations, which is though absolutely necessary for a better understanding of tumor heterogeneity.eingereicht von Tina Moser, BScAbweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der VerfasserinKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2016(VLID)142575