Kiertävien kasvainsolujen eristäminen ja sen kliininen merkitys

Abstract

Metastaattinen syöpä aiheuttaa yli 90 % syöpään liittyvistä kuolemista, joten sen hoidon tutkiminen on tärkeää. Primäärisistä kasvaimista verenkiertoon kulkeutuvia soluja kutsutaan kiertäviksi kasvainsoluiksi. Kiertävillä kasvainsoluilla on ehdotettu olevan rooli syövän etenemisessä, sillä niissä voi tapahtua etäpesäkkeiden muodostumista tukevia mutaatiota. Kiertävillä kasvainsoluilla on lisäksi mahdollinen rooli syövän heterogeenisyyden tutkimisessa. On siis erittäin tärkeää, että tälle soluluokalle voidaan suorittaa analyysiä yksittäissolujen tasolla. Ennen analyysiä kiertävät kasvainsolut on eristettävä muista solutyypeistä ja usein myös toisistaan. Yksittäissolujen eristämiseen on kehitetty monia sovelluksia ja tässä tutkielmassa perehdytään moniin yleisiin eristysmenetelmiin. Kiertävien kasvainsolujen heterogeenisyyden ja harvinaisuuden takia niiden eristäminen on haastavaa. Siksi on arvioitava näitä eristysmenetelmiä myös niiden soveltuvuudessa kiertävien kasvainsolujen eristämiseen. Ennen yksittäisten solujen eristämistä on usein verinäytteelle tehtävä jonkinlainen rikastusprosessi. Yleisimmin kiertävät kasvainsolut rikastetaan kokoerottelun tai immunoselektion avulla. Näillä molemmilla on kuitenkin myös ongelmansa. Pienimmät kiertävät kasvainsolut ovat hyvin samankokoisia kuin suurimmat leukosyytit, mikä häiritsee kokoerottelua. Immuniselektiota häiritsee taas kiertävien kasvainsolujen heterogeenisyys pintamarkkerien ilmentämisessä, mikä johtaa soluhäviöihin. Perinteisemmät menetelmät yksittäissolujen eristämiseen, kuten rajoitettu laimennus, mikromanipulaatio tai lasermikrodissektio ovat toimivia, mutta työläitä menetelmiä. Fluoresenssiaktivoitu solujen lajittelu, joka perustuu virtaussytometriaan vaatii kiertävien kasvainsolujen kohdalla leimaamisen, joka voi olla vaikeaa, mutta menetelmä on suosittu edelleen. Mikrofluidiset ratkaisut ovat erittäin lupaavia eristysmenetelmiä. Hyödyntämällä mikroskooppisen pienien nestetilavuuksien, jolloin ulottuvuudet ovat suunnilleen yksittäisten solujen kokoisia, manipulointia voidaan esimerkiksi pumppujen ja venttiilien tai ulkoisten voimien avulla eristää soluja. Vaikka nämä menetelmät ovat usein hyvin tehokkaita ne vaativat usein kalliita ja monimutkaisia laitteita. Pisarageneraattorit ja nanokokoiset kaivot mahdollistavat massiivisen rinnakkaisen yksittäissolujen analyysin. Kaikilla tekniikoilla on ongelmansa, mutta kehitys on jatkuvaa, joten tulevaisuudessa yksittäisten kiertävien kasvainsolujen eristäminen voidaan tehdä todennäköisesti luotettavammin ja tehokkaammin. Tämänhetkiset kliiniset sovellukset rajoittuvat kiertävien kasvainsolujen kvantitoinnin diagnostisiin hyötyihin. Tulevaisuudessa kiertävien kasvainsolujen analyysi voi antaa tietoa syövän heterogeenisyydestä ja hoidoille muodostuneesta resistenssistä.