Klinični pomen določanja epitelijske celične adhezijske molekule na zunajceličnih veziklih v telesnih tekočinah pri napredovalem raku jajčnikov

Herzog, Maruša (author), Kobal, Borut (mentor), Černe, Katarina (comentor)

Uvod: Odkritje novih tumorskih označevalcev za zgodnje odkrivanje bolezni in napovedovanje odziva na zdravljenje bi pomembno izboljšalo preživetje bolnic z najpogostejšo obliko raka jajčnikov, seroznim karcinomom visokega gradusa (angl. high-grade serous carcinoma, HGSC). Zunajcelični vezikli (ZV), ki s svojo sestavo odražajo izvorno celico in jih lahko pri raku jajčnikov izoliramo iz lokalne tekočine in plazme, predstavljajo dober vir potencialnih tumorskih označevalcev. Med bolj preučevanimi molekulami, ki jih prenašajo ZV je Epitelijska celična adhezijska molekula (EpCAM), ki se v povečani meri izraža pri večini karcinomov in ima vlogo pri napredovanju bolezni. Z našo raziskavo smo želeli ovrednotiti klinični pomen določanja celokupnih in EpCAM-pozitivnih ZV izoliranih iz lokalne tekočine in plazme bolnic z napredovalim HGSC. Hipoteze: H1: Nivo celokupnih in EpCAM-pozitivnih zunajceličnih veziklov v plazmi in lokalni tekočini odraža prisotnost seroznega karcinoma jajčnikov visokega gradusa. H2: Nivo EpCAM-pozitivnih zunajceličnih veziklov v plazmi in lokalni tekočini bolnic z napredovalim seroznim karcinomom jajčnikov visokega gradusa je odraz spremenjenega izražanja EpCAM na tumorskem tkivu. H3: Višji nivo EpCAM-pozitivnih zunajceličnih veziklov v plazmi in lokalni tekočini je povezan s slabšim odzivom na zdravljenje in slabšo prognozo bolnic z napredovalim seroznim karcinomom jajčnikov visokega gradusa. Metode: V perspektivno raziskavo smo vključili 37 bolnic z napredovalim HGSC, kontrolno skupino so predstavljale bolnice z benignimi obolenji jajčnikov. Vsem bolnicam smo na dan posega na tešče odvzeli vzorec krvi, takoj na začetku operacije pa vzorec lokalne tekočine. Iz parnih vzorcev lokalne tekočine in krvi smo izolirali ZV. S pomočjo analize z metodo sledenja nanodelcem smo določili koncentracijo in velikostno porazdelitev celokupnih ZV, s pretočno citometrijo z zaznavanjem na osnovi fluorescence pa koncentracijo celokupnih in EpCAM-pozitivnih ZV. Z imunohistokemijo smo določili izražanje EpCAM na tumorskem tkivu. Zbrali smo klinične podatke bolnic. Rezultati: Koncentracija celokupnih ZV v lokalni tekočini je bila pri bolnicah s HGSC pomembno višja kot v kontrolni skupini (p<0,001). Skupini sta se pomembno razlikovali tudi v velikostni porazdelitvi ZV v lokalni tekočini (p<0,001 za povprečno velikost, modus, percentilni vrednosti D10 in D50) in v plazmi (p<0,001 za modus in D10 ter p=0,003 za D50). Pri bolnicah s HGSC smo ugotovili pomembno korelacijo med velikostno porazdelitvijo ZV v ascitesu in uspešnostjo resekcije pri primarni citoreduktivni operaciji (p=0,018 za povprečno velikost, p=0,013 za D10, p=0,035 za D50, p=0,007 za D90 in p=0,048 za delež ZV večjih od 200 nm), nižja vrednost D10 v plazmi pa je bila povezana z boljšim odzivom na neoadjuvantno kemoterapijo (p=0,020). Pri bolnicah s primarno citoreduktivno operacijo je bilo povečano izražanje EpCAM na tumorskem tkivu povezano z višjo koncentracijo EpCAM-pozitivnih ZV v ascitesu (p=0,016). Višja koncentracija EpCAM-pozitivnih ZV v ascitesu je bila povezana s krajšim preživetjem brez ponovitve bolezni (p=0,029), ne glede na način zdravljenja. Zaključki: Z izsledki raziskave smo delno potrdili vse tri hipoteze. Potrdili smo, da imajo EpCAM-pozitivni ZV potencial za klinično uporabo, v prihodnosti pa bi morda lahko pomagali pri izbiri bolnic za tarčno zdravljenje. Dodatno smo ugotovili potencial velikostne porazdelitve ZV v lokalni tekočini in plazmi pri odkrivanju bolezni in napovedovanju odziva na zdravljenje. Nadaljnje molekularne analize ZV določene velikosti bi lahko privedle do okritja novih tumorskih označevalcev z večjo diagnostično in prediktivno natančnostjo.

• Language: Slovenian
• Keywords: Rak jajčnikov, serozni karcinom visokega gradusa, tumorski označevalci, tekočinska biopsija, zunajcelični vezikli, epitelijska celična adhezijska molekula, velikostna porazdelitev.
• Work type: Doctoral dissertation
• Organization: MF - Faculty of Medicine
• Year: 2025
• PID: 20.500.12556/RUL-166695
• Publication date in RUL: 22.01.2025

Secondary language

• Language: English
• Title: The clinical significance of determination of epithelial cell adhesion molecule on extracellular vesicles in body fluids in advanced ovarian cancer

Abstract

Introduction: The discovery of new tumour markers for early disease detection and prediction of treatment response is critical for improving patient survival in the most common form of ovarian cancer, high-grade serous carcinoma (HGSC). Extracellular vesicles (EV) that reflect the cell of origin and can be isolated from local fluid and plasma represent a potential source of novel tumor biomarkers. One of the most studied molecules transferred on EVs is Epithelial cell adhesion molecule (EpCAM). EpCAM is overexpressed in most carcinomas and is involved in disease progression. Our research aimed to determine the clinical significance of total and EpCAM-positive EVs in local fluid and plasma of patients with advanced HGSC. Hypotheses: H1: The amount of total and EpCAM-positive extracellular vesicles in plasma and local fluid reflects the presence of high-grade serous carcinoma. H2: The amount of EpCAM-positive extracellular vesicles in plasma and local fluid of patients with advanced high-grade serous carcinoma reflects EpCAM expression on tumor tissue. H3: Higher levels of EpCAM-positive extracellular vesicles in plasma and local fluid are associated with worse response to treatment and prognosis of patients with advanced high-grade serous carcinoma. Methods: Our prospective cohort study included 37 patients with advanced HGSC. Patients with benign ovarian pathology represented the control group. Fasting blood samples were taken on the day of surgery and local fluid was aspirated at the beginning of primary surgery. EVs were isolated from paired plasma and local fluid samples. Total EV concentration and size distribution were determined using nanoparticle tracking analysis. Fluorescence-triggered flow cytometry was used to determine total and EpCAM-positive EV concentration. EpCAM expression on tumour tissue was determined with immunohistochemistry. Patients clinical data were collected. Results: We observed a significant difference in EV concentration in local fluid between HGSC patients and the control group (p<0,001). We also found a significant difference in EV size distribution in both local fluid (p<0,001 for mean, mode, percentile values D10 and D50) and plasma (p<0,001 for mode, D10 and p=0,003 for D50) between groups. In patients with advanced HGSC, we found a significant correlation of EV size distribution in ascites with residual disease after primary cytoreductive surgery (p=0,018 for mean EV size, p=0,013 for D10, p=0,035 for D50, p=0,007 for D90 and p=0,048 for percentage of EVs larger than 200 nm) and a significant correlation of D10 value of EVs in plasma with response to chemotherapy (CRS). We observed a strong association of EpCAM expression on tumour tissue and concentration of EpCAM-positive EVs in ascites in patients with primary cytoreductive surgery (p=0,016). Finally, EpCAM-positive EVs in ascites were correlated with shorter progression free survival (PFS) (p=0,029), regardless of treatment strategy. Conclusions: Based on the findings of this study, our hypotheses were partially confirmed. We could confirm that EpCAM-positive EVs have potential for clinical application and might help select patients who would benefit from anti-EpCAM targeted therapy in the future. Additionally, the potential of EV size distribution in local fluid and plasma for disease detection and treatment response prediction was observed. Further analyses of EV size-dependent molecular content could help discover novel tumour biomarkers with better diagnostic and prognostic accuracy.

• Keywords: Ovarian cancer, high-grade serous carcinoma, tumor biomarkers, liquid biopsy, extracellular vesicles, epithelial cell adhesion molecule, size distribution.