Cellules tumorales circulantes (CTC)

Des cellules tumorales dans le sang....

1869 Thomas Ashworth
Ce pathologiste australien met en évidence la présence de cellules tumorales dans le sang d’un patient atteint d'un cancer métastatique ("A Case of Cancer in Which Cells Similar to Those in the Tumours Were Seen in the Blood after Death. The Medical Journal of Australia, 14, 146-147"). À la suite de cette constatation, il émet l’hypothèse que des cellules tumorales circulantes (CTC) pouvaient être à l’origine d’une dissémination des cancers solides par voie sanguine.

Concept amplement validé maintenant...
Chez des patients ayant un cancer, il est maintenant établi que les CTC sont des cellules cancéreuses issues du cancer primaire, de ses récidives ou de ses métastases. Les CTC présentent des similitudes morphologiques et cytogénétiques qui les rapprochent des cellules malignes des tumeurs primaires ; elles dérivent de clones cellulaires issus de la tumeur primaire.

Les cellules tumorales circulantes (CTC)

LEUR NATURE

Les cellules tumorales circulantes (CTC)
Ce sont des cellules cancéreuses provenant de la tumeur primaire, de ses récidives ou de ses métastases.
Après la formation et la croissance d’une tumeur solide (cancer du sein, de la prostate, du colon, etc.), les cellules tumorales se décrochent activement de la tumeur primaire. et se propagent dans le compartiment circulant pour atteindre des organes distants comme la moelle osseuse, le foie, le poumon ou le cerveau.
Ces cellules tumorales circulantes peuvent être enrichies et détectées par différentes technologies de cytologie et de biologie moléculaire se basant sur leurs propriétés physiques et biologiques pour les séparer des cellules hématopoïétiques normales environnantes.
L’analyse des CTC est considérée par certains comme une biopsie liquide en temps réel de la tumeur pour les patients malades d’un cancer.

Leur intérêt de leur identification
Le pronostic très petites tumeurs est principalement déterminé par la dissémination des cellules tumorales de la tumeur primaire vers les organes distants et leur croissance dans leur nouvel environnement.
Les cellules tumorales disséminées (DTC) et les micro-métastases peuvent rester dans un état de dormance pendant de nombreuses années après une résection complète de la tumeur primaire avant qu’elles ne se développent sous forme de métastase : on parle de maladie résiduelle cancéreuse.  Elles peuvent circuler à nouveau à travers le compartiment sanguin et coloniser d’autres organes distants, donnant lieu à des métastases secondaires.
Les DTC qui redeviennent des CTC peuvent retourner au niveau de la tumeur primaire, un processus appelé "tumor self-seeding’"ou réensemencement de la tumeur primaire ou ensemencement croisé et peuvent générer des clones métastatiques agressifs. Ces CTC ont ainsi la capacité à contribuer aux rechutes locales.

LES APPLICATIONS

CellSearch™
C'est une technologie qui recherche dans le sang des cellules tumorales pour contribuer à préciser la stratégie thérapeutique. Elle est applicable pour rechercher des cellules en cas de cancers métastatiques du sein, de la prostate et du colo-rectum.

Autres pistes
Les résultats d'une étude récente permettraient de déterminer la meilleure stratégie de traitement, chimiothérapie ou hormonothérapie pour les cancers du sein métastatiques RH+ HER2-.

Le concept de « biopsie liquide »

Selon la définition du dictionnaire du NCI (National Cancer Institute), la biopsie liquide est « un test effectué sur un échantillon de sang pour la recherche de cellules cancéreuses ou de fragments d’ADN provenant d’une tumeur et circulant dans le sang". Une biopsie liquide peut être utilisée pour aider à trouver un cancer à un stade précoce, elle peut également être mise en œuvre pour planifier un traitement ou déterminer si le traitement est efficace ou si le cancer est en rechute. Elle peut, également, permettre plusieurs prélèvements sanguins au fil du temps peut aussi aider à comprendre les changements moléculaires qui se produisent dans une tumeur.
Ce  sont des prélèvements de liquides non tissulaires tels que le sang, l’urine, le liquide céphalo-rachidien dans lesquels on peut trouver du matériel tumoral. Le sang périphérique contient des cellules tumorales circulantes,  de l’ADN tumoral libre et des exosomes.

Les éléments recherchés par une biopsie liquide sont divers : ADN tumoral circulant (ADNtc), cellules tumorales circulantes, ARN tumoral circulant, les plaquettes éduquées par la tumeur, les protéines plasmatiques et les vésicules extracellulaires...

Les technologies des "biopsies liquides"…

L’ADN tumoral circulant

L’ADN tumoral est contenu dans les cellules cancéreuses mais il en existe également, en faibles quantités, dans la circulation sanguine. On parle alors d'ADN tumoral circulant (ADNcirc). Les progrès récents des techniques d’analyse de mesure de l’ADN rendent maintenant possible la détection de cet ADN tumoral circulant.
Cet examen qui ne nécessite qu'un simple prélèvement sanguin constitue un progrès significatif en permettant d’éviter et/ou de remplacer la réalisation de biopsies de la tumeur, geste agressif, qui n’est pas toujours réalisable en pratique.
De plus, les ADN circulants proviennent des cellules tumorales, quelle que soit leur origine, de la tumeur primitive ou d'éventuelles métastases, connues ou non. Ainsi, l'indentification d’ADN tumoral circulant permet de retrouver les altérations génétiques des cellules cancéreuses et d’avoir ainsi, pour un patient, un panel des anomalies de l’ADN liées à son cancer. Les résultats de l’analyse de l’ADN tumoral circulant apportent aussi, pour chaque anomalie moléculaire, une notion quantitative ; ils renseignent sur leur fréquence au sein de l’ADN tumoral circulant analysé.
Enfin, d'une part le délai d’obtention des résultats de l’analyse de l’ADN tumoral circulant sont courts (1 ou 2 jours) et, d'autre part, le fait de pouvoir quantifier l’ADN tumoral circulant pourrait aussi permettre de suivre l'évolution de la maladie et de l'efficacité du traitement.

L’ARN tumoral circulant

Les cellules cancéreuses relarguent de l’ARN. Les ARN sont des molécules codées à partir de l’ADN et servant à la synthèse des protéines.  
Il est actuellement techniquement possible d’analyser l’ARN de la tumeur et d’obtenir des informations sur les anomalies de synthèse de certaines protéines dans les cellules cancéreuses. Cette approche permet d’obtenir d’autres informations qu’avec l’ADN.
 

Les biopsies liquides, une simple prise de sang qui peut être répétée, pour…

• Permettre une meilleure prise en charge des patients
• Confirmer la présence de cellules cancéreuses (CTC, ADNtc et exosomes)
• Connaitre les caractéristiques intimes de la tumeur pour une médecine de précision
• Assurer un diagnostic biologique précoce
• Permettre un monitoring à l'échelle cellulaire ou moléculaire de la progression, de la stabilité ou de la régression post-thérapeutique du cancer
• Détecter l'apparition de métastases, en particulier infraclinique
• D’identifier précocement, les facteurs de résistance aux médicaments

Le cas du cancer du poumon

Le cancer du poumon est une indication validée de la biopsie liquide.
Certains cancers du poumon présentent des mutations, comme par exemple les mutations de l’EGFR ou de BRAF qui peuvent être traités par certaines thérapies ciblées.
Ces mutations lors du diagnostic peuvent être recherchées sur les biopsies, mais certaines circonstances, la recherche de ces mutations peut s’effectuer par biopsie liquide (ADN circulant) sur une simple prise de sang. 

Mise à jour

22 janvier 2025