implicaciÓn biolÓgica de la ctcs y los Ácidos nucleicos …-+ctcs+y... · 2016. 10. 3. ·...

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IMPLICACIÓN BIOLÓGICA DE LA CTCS Y LOS ÁCIDOS NUCLEICOS CIRCULANTES Paloma Bragado Domingo, PhD SEAP-IAP-Reunión De Primavera “Biopsia Líquida: Un Nuevo Reto Para El Patólogo Y El Oncólogo

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IMPLICACIÓN BIOLÓGICA DE LA

CTCS Y LOS ÁCIDOS

NUCLEICOS CIRCULANTES

Paloma Bragado Domingo, PhD

SEAP-IAP-Reunión De Primavera

“Biopsia Líquida: Un Nuevo Reto Para

El Patólogo Y El Oncólogo

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CANCER IS A SYSTEMIC AND HETEROGENEOUS

DISEASE

DTCs at secondary organs:Metastasis precursor cells

Adapted from Alberter, B et al., (2016) Expert review of Molecular Diagnostics, 16:1,25-38.

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Tum

or m

ass

Primary tumor Minimal residual disease

Disease free period/resistance to therapyLate DTCs Disseminated tumor cell dormancy

metastasis

CANCER AS AN EVOLUTIONARY DISEASET

umor

mas

s

Surgery and therapy

Timeyears Months years decadesEarly

DTCs

Late DTCs Disseminated tumor cell dormancy

Bragado P, Nat Rev Cancer. 2014

ZZ

Z

ZZ

Z

ZZ

Z

G0-G1 arrest

Survival

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CLINICAL EVIDENCES FOR TUMOR DORMANCY

Klein, C. A.. Curr. Opin. Genet. Dev. 21, 42–49 (2010).

Aguirre-Ghiso, J. A. Nature Rev. Cancer 7, 834–846 (2007)

Wolfgang Janni et al. Clin Cancer Res 2011;17:2967-2976

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WHAT ARE THE MOLECULAR

MECHANISMS THAT REGULATE DTCS

DORMANCY?DORMANCY?

CAN MICROENVIRONMENTAL SIGNALS

REGULATE DTCS DORMANCY?

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HEp3-GFP

HEp3-GFP Primary tumor + surgery

~2weeks

~4weeks

HEP3 MINIMAL RESIDUAL DISEASE MODEL

73

81

24

5,65,6

14 Lungs

Lymph Nodes

bone Marrow

Liver

Spleen

Others

DTCs incidence

DTCs?

Lungs

Bone Marrow

29.15 ± 9.1

(55.8± 17.3)*104 VimentinP-H3DAPI

p27CKDAPI

GFP/DAPI

DTCs

P-H3CK

DAPI

Bragado P, et al., (2013) Nat Cell Biol.;15(11):1351-61.

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BM-D

QUIESCENCE OF BM DTCS DERIVED CELLS

DEPENDS ON P38 ACTIVATION AND DEC2 INDUCTION

BM-HEp3

In vitro expansion

Lu

ng

sB

on

e M

arro

w

DTCs

20 Generations

20 Generations

15% Efficiency In vivo

α

DEC2

p53

Low expression

High Expression

Fold change: -5.6 +2.6

PT

-3

Lu

-7

BM

-3

Lu

-6

PT

-4

BM

-D

4T1

4T07

F3I

I

Lu-HEp3Lung DTCs 100% tumorigenic in vivo

BM DTCs 73% dormant in vivo

Lu

ng

s

100% Efficiency

Bragado P, et al., (2013) Nat Cell Biol.;15(11):1351-61.

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% o

f p

27+

cells 100

8060

*

TGFβ2

:mAbPI-IgG α-TGFβ2

BM CM

Bone Marrow

P38 ,TGF 2 AND TGF R3 REGULATE DTCS

DORMANCY

α β β

Control

SB203580

% o

f p

27+

6040200

Si scr Si p38α

*

Lungs

Bragado P, et al., (2013) Nat Cell Biol.;15(11):1351-61.

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Dormancy inducing factors: P-p38, TGFβ2, TGFβR3, DEC2, p27, NR2F1, SOX9

TGF 2 / TGF 1 RATIO DICTATES DISSEMINATED

TUMOUR CELL FATE IN TARGET ORGANS THROUGH TGF R3 AND P38 / SIGNALLING

α ββ

ββ

Can we use the expression of this dormancy inducing factors to predict relapse and stratify

patients?

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DORMANCY SIGNATURES PREDICT METASTASIS IN

OESTROGEN RECEPTOR POSITIVE BREAST CANCER

Kim RS, et al., PLoS One. 2012;7(4):e35569

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DTCS FROM PATIENTS WITH NO EVIDENCE OF DISEASE

WERE SIGNIFICANTLY ENRICHED FOR DORMANCY-RELATED GENES

Chéry L et al. Oncotarget. 2014 Oct 30;5(20):9939-51.

Sosa MS et al., Nat Commun. 2015 Jan 30;6:6170.

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BONE MARROW AS A RESERVOIR FOR DTCS: A SPECIAL

SOURCE FOR LIQUID BIOPSY DTC MONITORING TO TREAT

DORMANT RESIDUAL DISEASE

Adapted from Pantel K, Alix-Panabières C. Bonekey Rep. 2014 Nov 19;3:584.

Aguirre-Ghiso, J et al., 2013 Mar;19(3):276-7.

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DTCS VS CTCS

� Do CTCs express dormancy markers?DTCs Limitations:• Repeated sampling of BM or

LN is difficult• DTCs reflect only the

situation in the BM• However the reflect the

”history” of tumour cell dissemination

� Do dormant DTCs disseminate and become CTCs?

CTCs advantages:• Easy access• Minimal invasiveness• Minimal Risk• Provide information on

metastatic cells derived from various distant sites

• However, they represent only a snapshot of tumour cell dissemination

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MICRO-RNAS AND DORMANCY

� Do Patient DTCs also overexpress miR 190, miR 580 and miR 588?

� Can we detect those miR in blood?

� Would their expression correlate with the dormancy phase?dormancy phase?

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Laboratory of signaling and metastasisJulio Aguirre Ghiso•Yeriel Estrada •Alvaro Avivar Valderas •Soledad Sosa•Alfred Adomako•Kathryn Harper Molecular and Translational •Kathryn Harper•Falguni Parikh•Nina Linden•Veronica Calvo•Denis Schewe•Aparna Ranganathan•Wen Huei-Chi•David Cannan

Molecular and Translational oncology Pere Gascon•Raul Alonso•Gemma Fuster•Mario Mancino •Patricia Fernandez •Arantzazu Zubeldia•Estel Enreig •Anna Lopez•Elisabet Ametller