Compter le nombre de CTC pour pouvoir agir plus tôt.

A team of bioengineers, molecular biologists, and clinicians used a novel rare cell-sorter to isolate breast cancer cells from the blood of patients, with the aim of identifying the most effective drugs to treat each individual tumor. Circulating tumor cells (CTCs) were isolated and grown in the laboratory for extensive genetic analysis, which enabled the identification and testing of the most effective cancer-killing drugs for those tumors. The ability to perform such genetic analysis in the laboratory paves the way for providing the most effective treatment, not only initially, but throughout the course of the disease, as mutating tumors become resistant to certain drugs, but susceptible to others.

CTCs are tumor cells that are shed from primary tumors in the body and are carried through the circulation. For a number of years now, researchers have worked to develop technologies to capture and perform genetic analysis on these cells to learn about their growth characteristics and molecular evolution. Led by senior authors Daniel Haber, MD, PhD, and Shyamala Maheswaran, PhD, of Massachusetts General Hospital Cancer Center at Harvard Medical School; and Mehmet Toner, PhD, Harvard Center for Bioengineering in Medicine, the research team, who developed a microfluidic chip called the CTC-iChip, used it to isolate the minute numbers of tumor cells circulating in the blood. The work is reported in the July 11 issue of Science.

The study design incorporated several crucial technologies necessary for successfully using CTCs to gain accurate information about the tumors from which they originated. The CTC-iChip is unique in that it does not use cancer cell markers on the surface of the CTCs to identify cells for capture. This is important because these markers change as the cancer progresses, so that captured cells obtained by using such markers may only represent a subset of cells shed by the tumor. Instead the iChip efficiently removes the normal blood cells, leaving behind viable CTCs that represent cells shed from both the primary tumor as well as metastatic tumor deposits -- tumor nodules arising in distant organs due to the deposition of CTCs.

The other key advance in the study was the development of a cell culture system that allowed the CTCs to successfully grow in the laboratory. The expansion of the CTCs in cell culture is critical for having enough cells for genetic analysis and subsequent testing of anti-cancer drugs and drug combinations that target the newly evolved mutations. After much trial and error the group found that the cells could be successfully grown and expanded when cultured as suspended spheres of cells rather than when attached as a monolayer to the bottom of the cell culture plate. Importantly, with this new culture technique, the cells did not mutate over time while in culture -- a common problem when growing cells in the laboratory.

The researchers used the iChip to isolate CTCs from the blood of 36 breast cancer patients. Cell lines were successfully established from the CTCs of six of these patients. Genetic analysis of the cell lines were compared with biopsies from the parent tumor to determine whether the metastatic tumors had evolved over time. Cultures derived from the same patient at multiple time points were compared to verify that culture conditions did not result in genetic changes in the CTCs. Standard care at Massachusetts General Hospital involves screening for a variety of mutations in just 25 genes. In contrast, the CTC cell lines enabled a far more extensive mutational analysis, including screening for mutations in 1,000 cancer genes.

Armed with such a comprehensive genetic analysis, the researchers then tested CTC lines for sensitivity to panels of single medications and medication combinations, based on knowledge of the susceptibility of various cancer mutations to certain drugs. The aim of these experiments was to identify which medications worked best on the tumor cells of each individual patient.

The test results indicated that tumors from several patients responded to therapy with medications commonly used for tumors carrying the mutations identified with the standard 25-gene analysis. However, several of the tumor samples did not respond to such treatments, but were responsive to different combinations of medications identified through the more extensive 1,000 gene screening made possible by isolation of the CTCs. Therefore, this proof of concept study successfully demonstrated that this approach has the potential to identify a wider range of genetic mutations, enabling treatments that successfully target the specific mutations in each patient's tumor.

The work is a significant first step towards "precision medicine" in oncology where treatments are tailored to the drug sensitivity patterns in individual patients. Furthermore, the system offers the opportunity to adjust treatments throughout the course of disease based on evolving tumor mutation profiles. By repeated sampling of CTCs throughout the course of a patient's disease, medications can be adjusted as individual tumors become resistant to certain medications but susceptible to others.

Tiffani Lash, PhD., the NIBIB Program Director for Micro- and Nano-System Technologies, elaborates on the significance of the research. "With the hope of improving cancer therapies, NIBIB has supported the development of the sophisticated technologies necessary to capture and analyze CTCs. The ability to grow the CTCs in the laboratory and test them for cancer drug susceptibility is a major step towards providing targeted therapies with the real potential to significantly improve patient outcomes."


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Une équipe de bio-ingénieurs, biologistes moléculaires, et de cliniciens ont utilisé un nouveau et rare trieur de cellules pour isoler les cellules du cancer du sein dans le sang des patients, dans le but d'identifier les médicaments les plus efficaces pour traiter chaque tumeur individuelle. Les cellules tumorales circulantes (CTC) ont été isolées et cultivées en laboratoire pour analyse génétique approfondie, ce qui a permis l'identification et les tests des médicaments les plus efficaces contre le cancer pour ces tumeurs. La possibilité d'effectuer une telle analyse génétique dans le laboratoire ouvre la voie pour fournir le traitement le plus efficace, non seulement au début, mais tout au long de l'évolution de la maladie, comme les tumeurs deviennent mutantes et résistantes à certains médicaments, mais sensibles à d'autres.

Les CTCs sont des cellules tumorales qui sont excrétées de tumeurs primaires dans le corps et sont transportées à travers la circulation. Pour un certain nombre d'années maintenant, les chercheurs ont travaillé à l'élaboration des technologies de captage et effectuer l'analyse génétique de ces cellules pour se renseigner sur leurs caractéristiques de croissance et d'évolution moléculaire. Dirigée par les principaux auteurs Daniel Haber, Shyamala Maheswaran et Mehmet Toner, qui ont développé une puce microfluidique appelé le CTC-iChip, utilisé pour isoler des cellules tumorales circulant dans le sang. Le travail est rapporté dans le numéro de Juillet 11 de "Science".

La conception de l'étude a incorporé plusieurs technologies essentielles nécessaires pour l'utilisation avec succès des CTCs pour obtenir des informations précises sur les tumeurs dont elles sont issues. Le CTC-iChip est unique en ce qu'elle n'utilise pas des marqueurs de cellules de cancer de la surface des CTC pour identifier les cellules pour la capture. Ceci est important car ces marqueurs changent quand le cancer progresse, de sorte que les cellules capturées obtenus en utilisant de tels marqueurs ne peuvent représenter qu'un sous-ensemble de cellules changées par la tumeur. Au lieu de cela, la iChip élimine efficacement les cellules sanguines normales, laissant derrière CTC cellules viables qui représentent à la fois la tumeur primaire ainsi que les dépôts tumoraux métastatiques - les nodules tumoraux liés à des organes distants dus au dépôt de CTC.

L'autre avance clé dans l'étude a été le développement d'un système de culture cellulaire qui a permis aux CTC de croître avec succès en laboratoire. L'expansion des CTCs dans la culture cellulaire est essentielle pour avoir suffisamment de cellules pour l'analyse génétique et pour des essais de médicaments anti-cancéreux et des combinaisons de médicaments qui ciblent les mutations nouvellement développées. Après beaucoup d'essais et d'erreurs le groupe a constaté que les cellules peuvent être cultivées et développées avec succès lorsqu'elles sont cultivées comme des sphères en suspension de cellules plutôt que lorsqu'elles sont comme une monocouche sur le fond de la plaque. Fait important, avec cette nouvelle technique de culture, les cellules ne mutent pas au fil du temps - un problème courant lors de la croissance des cellules en laboratoire.

Les chercheurs ont utilisé la iChip à isoler les CTC dans le sang de 36 patientes atteints de cancer du . Les lignées cellulaires ont été établies avec succès dans les CTC de six de ces patientes. L'analyse génétique des lignées de cellules ont été comparés à des biopsies de la tumeur d'origine afin de déterminer si les tumeurs métastatiques ont évolué dans le temps. Les cultures provenant du même patient à différents points dans le temps sont comparées pour vérifier que des conditions de culture n'ont pas entraîné de changements génétiques dans la CTC. Les soins standards au Massachusetts General Hospital comprennent le dépistage pour une variété de mutations en seulement 25 gènes. Par contre, les lignées de cellules CTC permettent une analyse mutationnelle beaucoup plus large, y compris pour le dépistage des mutations dans 1000 gènes du cancer.

Armé d'une telle analyse génétique complète, les chercheurs ont ensuite testé les lignes de la CCT pour la sensibilité à un assortiment de médicaments simples et des combinaisons de médicaments, basée sur la connaissance de la sensibilité des différentes mutations du cancer à certains médicaments. Le but de ces expériences était de déterminer quels médicaments fonctionnent le mieux sur les cellules tumorales de chaque patient.

Les résultats des tests indiquent que les tumeurs provenant de plusieurs patients ont répondu au traitement avec des médicaments couramment utilisés pour les tumeurs portant les mutations identifiées dans l'analyse de 25 gènes standard. Toutefois, plusieurs des échantillons tumoraux n'ont pas répondu à ces traitements, mais étaient sensibles à différentes combinaisons de médicaments identifiés par le dépistage de 1000 gènes plus large rendue possible par l'isolement de la CTC. Par conséquent, cette étude de preuve de concept a démontré que cette approche a le potentiel d'identifier une plus large gamme de mutations génétiques, ce qui permet des traitements qui ciblent avec succès les mutations spécifiques de la tumeur de chaque patient.

Le travail est une première étape importante vers la «médecine de précision» en oncologie où les traitements sont adaptés aux modes de sensibilité aux médicaments chez les patients individuels. En outre, le système offre la possibilité d'ajuster les traitements au long cours de la maladie en fonction des profils de mutation de la tumeur en pleine évolution. Par un échantillonnage répété de CTC dans tout le cours de la maladie d'un patient, les médicaments peuvent être ajustées selon les tumeurs individuelles qui deviennent résistantes à certains médicaments, mais sensibles à d'autres.

Tiffani Lash, Le directeur du programme NIBIB pour micro et nano-technologies de système, a élaboré des précisions sur l'importance de la recherche: "Avec l'espoir d'améliorer les thérapies du cancer, NIBIB a soutenu le développement des technologies de pointe nécessaires pour capturer et analyser les CTCs. L'aptitude à faire croître les CTCs dans le laboratoire et les tester pour voir leur susceptibilité au cancer est une étape majeure vers des thérapies ciblées avec le véritable potentiel d'améliorer de manière significative les résultats des patients ".

Une équipe européenne de recherche associant neuf établissements (Institut Curie, Institut Gustave Roussy, Fluigent, Alma, l'université d'Oxford, l'université Ludwig Maximilians, l'université de Pardubice et Ipatimup), issus de six pays (France, Grande-Bretagne, Allemagne, Irlande, Autriche et Portugal) et coordonnée par le Docteur Jean-Louis Viovy, directeur au CNRS et chercheur à l'Institut Curie, a développé un nouvel outil innovant permettant de détecter et d'isoler les "cellules tumorales circulantes" (CTC), une catégorie de cellules qui jouent un rôle clé dans la dissémination des cellules cancéreuses et la formation de métastases.

En matière de cancer, neuf décès sur 10 sont causés non par la tumeur d'origine mais par les métastases distantes. Ces métastases sont le plus souvent causées par les cellules tumorales circulantes qui s'échappent de la tumeur primaire et vont essaimer vers d'autres organes. En outre, ces CTC subissent souvent des mutations qui les rendent plus résistantes au traitement que les tumeurs primaires.

Il est donc crucial d'identifier, d'isoler et d'étudier ces cellules circulantes pour comprendre comment elles s'échappent de la tumeur primitive pour aller former des métastases.

Dans cette perspective, le projet CAMINEMS, financé par l'Union européenne, a été mis en place en 2009 avec comme but la mise au point d'un outil plus fiable, plus sensible et plus rapide de dépistage et d'analyse de ce type de cellules.

Cet objectif vient d'être atteint en combinant trois technologies émergentes : les nanotechnologies, les technologies optiques et la microfluidique.

L'association de ces différentes technologies a permis d'intégrer dans un seul outil l'ensemble des opérations d'analyse nécessaires à l'identification de ces cellules circulantes.

Ce nouvel outil technologique développé par CAMINEMS devrait permettre un diagnostic plus précoce et plus personnalisé des cancers, ce qui augmentera d'autant l'efficacité des traitements et les chances de guérison des malades.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

[Date: 2013-01-31]


Le cancer entraîne environ 13% de décès à travers le monde, représentant ainsi un énorme problème à la santé publique. Chaque famille en Europe est d'une façon ou d'une autre touchée par cette maladie dévastatrice. Or le problème est que le cancer n'est pas seulement une maladie, mais plus de 200 différents types de maladies allant des cancers mortels à des conditions plus rares telles que le myélome multiple et la leucémie myéloïde chronique (LMC). Aujourd'hui, environ 90% des décès par cancer sont dus à des métastases et à un échec de la thérapie. Malgré des progrès actuels importants en termes de recherche et de traitement, le cancer reste un souci de santé majeur. Toutefois, l'UE a lancé l'action sur divers fronts afin de sauver des vies et d'améliorer la qualité de vie des survivants du cancer.

Le projet CAMINEMS («Integrated MicroNano-Opto Fluidic systems for high-content-diagnosis and studies of rare cancer cells»), financé par l'UE, est un outil innovant capable d'effectuer une caractérisation moléculaire détaillée sur les cellules tumorales circulantes (CTC) comme biopsie liquide fournissant des informations sur des métastases connues ou inconnues. Le projet a été financé au titre du septième programme-cadre (7e PC) de l'UE pour un montant de 3,5 millions d'euros, qui a rassemblé 9 partenaires, des techniciens et cliniciens provenant de 5 pays européens.

Les CTC, des cellules individuelles originaires de la tumeur primaire qui circulent dans le sang par le système de vaisseaux sanguins, sont à l'origine des métastases. Les CTC sont donc des «semences» potentielles pour une prolifération de la tumeur (métastase) aux organes vitaux, déclenchant ainsi un mécanisme souvent létale pour la majorité des cancers. L'idée est de pouvoir effectuer une caractérisation moléculaire détaillée des CTC avant qu'elles ne se transforment en métastases. Outre ce diagnostic majeur et l'application de pronostic, être capable de capter et d'étudier les CTC est d'une grande valeur pour la recherche, afin de comprendre leur métabolisme, et leur réaction aux médicaments existants ou candidats. Pour toutes ces applications, des technologies actuelles sont insuffisantes tant d'un point de vue de sensibilité et de spécificité. Elles peuvent détecter des micro-métastases seulement chez les patients atteints d'un cancer avancé, et ils ne permettent que l'identification de quelques biomarqueurs. Garantir un outil pour surmonter ces obstacles, à base d'innovations dans les sciences convergentes, était l'objectif principal du projet CAMINEMS.

CAMINEMS a mis au point un système de génération à haute sensibilité et un système d'imagerie à haute résolution qui s'est avéré offrir des résultats au-delà de toutes attentes. Le système a d'abord été validé pour la caractérisation de lymphome, qui s'est avérée atteindre une efficacité de jusqu'à 90,6% en termes de quantité cellulaire et pour moins de 50 cellules par échantillon, le meilleur résultat mondial.

Les résultats fournis par le projet permettent un test génétique quantitatif de routine par l'hybridation fluorescente in situ (FISH) des CTC captées, avec un travail moins intensif et avec un taux de succès plus élevé qu'actuellement accompli par des méthodes de pointe. Le résultat du projet a maintenant initié une exploitation industrielle potentielle.

Pour de plus amples informations, consulter:

CAMINEMS
http://www.caminems.eu/

(Mar. 7, 2011) — Circulating tumor cells, which play a crucial role in cancer metastasis, have been known to science for more than 100 years, and researchers have long endeavored to track and capture them. Now, a UCLA research team has developed an innovative device based on Velcro-like nanoscale technology to efficiently identify and "grab" these circulating tumor cells, or CTCs, in the blood.

Les cellules cancéreuses circulantes (CTC) qui joue un rôle crucial pour les métastases du cancer sont connues de la science depuis 100 ans et les chercheurs voudraient bien les capturer. Une équipe de l'université de Californie à Los Angeles a développé une machine inovatrice basée sur la technologie du comme le velcro à échelle nanoscopique pour efficacement identifier et ramasser ces cellules cancéreuses circulatantes dans le sang.



Metastasis is the most common cause of cancer-related death in patients with solid tumors and occurs when these marauding tumor cells leave the primary tumor site and travel through the blood stream to set up colonies in other parts of the body.

Les métastases sont la cause la plus commune de la mort des patients cancéreux avec des tumeurs solides et arrivent quand des cellules partent du site de la tumeur initiale et voyage à travers le sang pour aller établir des colonies ailleurs dans le corps.

The current gold standard for determining the disease status of tumors involves the invasive biopsy of tumor samples, but in the early stages of metastasis, it is often difficult to identify a biopsy site. By capturing CTCs in blood samples, doctors can essentially perform a "liquid" biopsy, allowing for early detection and diagnosis, as well as improved monitoring of cancer progression and treatment responses.

En capturant ces cellules, les médecins font une biopsie liquide en quelque sorte ce qui peut remplir des rôles de détection précoce, de diagnostique, de monitoring et de traitement.

Il semble évident que si les médecins pouvaient avoir des résultats plus rapidement pour savoir si la thérapie qu'ils emploient fonctionne ou pas, ils feraient un bien meilleur travail. et les moyens pour savoir existe aujourd'hui.

(May 20, 2008) — With the goal of tailoring cancer treatment for each individual, researchers at Georgetown University Medical Center today presented a study suggesting a simple blood test can help doctors more reliably assess treatment efficacy for patients with metastatic breast cancer.

Avec le but de faire un traitement sur mesure pour chaque personne, les chercheurs à Georgestown ont présenté une étude suggérant qu'un simple test sanguin pourrait aider les docteurs à avoir plus de fiablité dans leurs traitements pour les patientes avec le cancer du sein métastasique.

"It can take several weeks and sometimes months to determine if a particular cancer treatment is working because it can take that long to observe any significant radiographic changes in tumor size or appearance," says Minetta Liu, M.D., of Georgetown's Lombardi Comprehensive Cancer Center. "Right now, we have to rely on radiology studies such as CT scans, ultrasound, and the like to determine whether or not there is disease progression. With this new blood test, we have another reliable tool that may allow us to determine much sooner if a therapy is ineffective so that we can change therapy earlier and potentially make more significant improvements in survival."

"Cela peut prendre plusieurs semaines voire plusieurs mois pour déterminer si un traitement particulier fonctionne parce que ça peut prendre ce temps-là pour observer un changement dans la grosseur de la tumeur ou son apparence" dit Minetta Liu."MAintenant, nous nous fions sur les études radiologiques comme le CT scan, les ultrasons pour déterminer si oui ou non le cancer est en progression. avec ce nouveau test sanguin, nous avons un autre outil fiable pour déterminer le plus tôt possible si la thérapie employée fonctionne pour pouvoir, si elle ne fonctionen pas, la changer et ainsi améliorer de façon significative la survie."

Using the FDA-approved CellSearch technology, researchers measured the number of circulating tumor cells (CTC) in blood collected from women with metastatic breast cancer. About one tablespoon of blood was collected every three to four weeks. The number of CTCs was correlated with disease response or progression as determined by standard radiology studies performed every 9-12 weeks. The women in the study received various treatments including chemotherapy, endocrine therapy, and combination therapy with a biologic agent.

Le nombre de cellules cancéreuses circulant dans le sang prises sur les femmes atteintes de cancer du métastasé indique le chemin à suivre.

A CTC count of five was used as the threshold, based on previous studies. There was a highly significant difference in the distribution of progression between two groups of patients defined by their CTC result. Seventy-one percent of patients who had a CTC greater than or equal to five had disease progression, and 66 percent of patients with a CTC count of less than five did not.

"A CTC count of five or greater at the time of restaging was associated with a 5.32 fold increase in a patient's chance of having disease progression compared to CTC counts of less than five," explains Liu. "CTC assessments should be used as a surrogate marker for treatment efficacy and disease responsiveness. Changes in CTC results from less than five to greater than or equal to five over time may herald disease progression."
Liu adds that the CTC assay is a more reliable means of assessing treatment response than the traditional tumor markers currently in use.

"We have a follow-up study underway that evaluates CTC results within the framework of a randomized clinical trial to eliminate potential variability from the treatment administered, "says Liu, the national principal investigator of the new trial. Liu and her colleagues believe a study with the same therapies would offer even stronger evidence for routine use of CTC in patients with metastatic breast cancer.

"We have many treatment options for advanced breast cancer. The key is to find the most effective therapy for each patient. It shouldn't take months to figure that out," she concludes.
The study was funded by Veridex, LLC, makers of CellSearch. Liu reports receiving limited compensation for research-related speaking engagements on behalf of Veridex.

Liu's preliminary results were released online in advance of the American Society of Clinical Oncology annual meeting. The complete data will be presented during the poster discussion of this study at the annual meeting place in Chicago May 30-June