$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Obecność komórek nowotworowych krążących we krwi pacjentów z guzami litym przedmiotem badań od ponad 60 lat7 i jest rozpoznawana jako pierwotna biopsja płynna od czasu ich pierwszego włączenia do zbiorczego terminu w 2010 roku8. Jednakże, CTC są rzadkie i trudne do selektywnego izolowywania z pełnej krwi9. Istnieją jednak liczne metody przechwytywania i wzbogacania CTC, jak to ilustrują poniższe przeglądy10,11, obejmujące podejścia fizyczne/mikrofluidyczne, jak również metody selekcji markerów powierzchniowych komórek. Wiele z tych metod jest czasochłonnych, wymagających dużo pracy i często obejmuje wiele etapów/systemów, aby osiągnąć wymaganą selektywność.
Przechwytywanie CTC z pełnej krwi w tym protokole opiera się na ich wielkości (> 8 µm) i braku deformacji na tle fenotypowo normalnych czerwonych i białych krwinek, które przechodzą przez mikrofluidyczne pory w mikrofluidycznych ślizgach do przechwytywania komórek. Dlatego prawidłowe ładowanie próbki, właściwe przygotowanie ślizgu i zapobieganie zatykaniu są kluczowymi krokami dla utrzymania efektywności przechwytywania i odzyskiwania próbki.
Aby przepływ pracy był udany, zarządzanie próbkami krwi jest kluczowym czynnikiem; upewnienie się, że świeża krew jest wykorzystywana do przetwarzania próbek i utrzymanie właściwych warunków transportu i przechowywania, aby zapobiec hemolizie. Degradacja czerwonych krwinek lub białych krwinek spowoduje wpływ na jakość przechwytywania CTC i czułość wykrywania rzadkich wariantów genomowych, odpowiednio. Jeśli zaobserwuje się hemolizę, skrzepowanie lub widoczne zniszczenie próbki, próbka nie powinna być przetwarzana, ponieważ te warunki mogą zmniejszyć odzyskiwanie CTC i czułość wykrywania mutacji w dalszym biegu.
Ponieważ CTC mogą być obecne na poziomie poniżej 1 CTC na 10 milionów białych krwinek w pełnej krwi, konieczne jest przechwytywanie tak dużej objętości, jak to jest dozwolone dla wzbogacenia. Mikrofluidyczne ślizgi do przechwytywania komórek mogą pomieścić 10 ml krwi zgodnie ze standardowymi rurką do pobierania krwi takimi jak Streck i EDTA, które zazwyczaj zawierają ~7,5–10 ml krwi. Zmniejszenie pobranej objętości krwi wpłynie bezpośrednio na wrażliwość przechwytywania CTC i późniejsze wykrywanie wariantów genomowych. Uzyskanie objętości poza tym rutynowym od pacjentów leczonych może być wyzwaniem zarówno klinicznie, jak i etycznie. Poza zwiększeniem objętości ponad 10 ml lub wykorzystaniem próbek diagnostycznych leukaferezy, aby zwiększyć populacje WBC/CTC12, zwiększenie czułości z większymi objętościami wykracza poza zakres platformy Genesis obecnie.
Protokół został przeprowadzony zgodnie ze standardowym SOP, ale ze szczególną troską o zapewnienie świeżego pobierania krwi, kompleksowe mieszanie EDTA z krwią przy pobieraniu i staranne przechowywanie pobranej krwi przed użyciem, ilustrując potencjał tego protokołu do zastosowania w środowisku klinicznym, gdzie rutynowe standardowe procedury operacyjne są cenione. Jednakże, ponieważ ten protokół został pokazany za pomocą sztucznych próbek, potwierdzenie z klinicznymi próbkami pacjentów jest wymagane przed rutynową implementacją kliniczną.
Czułość wykrywania mutacji w populacji CTC zależy zarówno od obecności CTC w standardowej próbce pełnej krwi, jak i od wykrycia mutacji somatycznych w tej populacji CTC, co zależy od częstości mutacji w podpopulacji CTC. Te dwa czynniki zakłócające ostatecznie ograniczają ogólną czułość wykrywania mutacji w przechwyconej populacji CTC; mając większy wpływ na wczesne próbki wykrywania, w porównaniu z późnymi próbkami, które prawdopodobnie mają wyższe liczby CTC i wyższe populacje CTC noszące mutacje.
Obecne badania nad biopsją płynną opartą na krwi są mocno skoncentrowane na krążącym DNA nowotworowym obecnym w osoczu jako wskaźnik obecności guza. Zazwyczaj wykrycie ctDNA opiera się na obecności markerów genomowych specyficznych dla nowotworu np. SNVs, warianty strukturalne, MSI-H, TMB i CGP. CTC jako mniej wykorzystywany, ale równie dopuszczalny biomarker w biopsji płynnej są znane z przedostawania się do krwioobiegu z rosnących i potencjalnie metastazujących guzów8. Analiza CTC koncentruje się głównie na markerach powierzchniowych komórek stosowanych do ich przechwytywania lub do potwierdzenia po przechwytywaniu za pomocą ustanowionych lub niestandardowych paneli przeciwciał np. pan-Cytokeratin, Wimentyna, PD-L1, EpCAM itp. Natomiast analiza molekularna CTC jest ograniczona w przyjęciu ze względu na wyzwania związane z selektywnym wzbogacaniem i przechwytywaniem CTC z pełnej krwi, a następnie precyzyjną analizą podpopulacji CTC. Obecna metoda wykorzystuje standaryzowany przepływ pracy obejmujący ustanowione protokoły przechwytywania CTC, następnie analizę molekularną za pomocą ddPCR z gotowymi zestawami dla znanych patologicznie istotnych mutacji genomowych w sztucznych próbkach pełnej krwi. Takie podejście jest znaczące, poniewa