Circulating tumor cells (CTCs) provide easy, repeatable, and representative access to information regarding solid tumors. However, their detection remains difficult because of their paucity, their short half-life, and the lack of reliable surface biomarkers. Flow cytometry (FC) is a fast, sensitive, and affordable technique, ideal for rare-cell detection. Adapted to CTC detection (i.e., extremely rare cells), most FC-based techniques require a time-consuming pre-enrichment step, followed by a 2-hour staining procedure, impeding the efficiency of CTC detection. We overcame these caveats and reduced the procedure to less than 1 hour, with minimal manipulation. First, cells were simultaneously fixed, permeabilized, and then stained. Second, using low-speed FC acquisition conditions and 2 discriminators (cell size and pan-cytokeratin expression), we suppressed the pre-enrichment step. Applied to blood from donors with or without known malignant diseases, this protocol ensures a high recovery of the cells of interest independently of their epithelial-mesenchymal plasticity and can predict which samples are derived from cancer donors. This proof-of-concept study lays the bases of a sensitive tool to detect CTCs from a small amount of blood upstream of in-depth analyses.

Circulating tumor cells have a strong potential as a quasi-non-invasive tool for setting up a precision medicine strategy for cancer patients. Using a second-generation “filtration-based” technology to isolate CTCs, the Screencell™ technology (Sarcelles, France), we performed a large and simultaneous analysis of all atypical circulating tumor cells (aCTCs) isolated from the blood of metastatic breast cancer (mBC) patients. We correlated their presence with clinicopathological and survival data. We included 91 mBC patients from the PERMED-01 study. The median number of aCTCs was 8.3 per mL of blood. Three subsets of aCTCs, absent from controls, were observed in patients: single (s-aCTCs), circulating tumor micro-emboli (CTM), and giant-aCTCs (g-aCTCs). The presence of g-aCTCs was associated with shorter progression free survival and overall survival. This study highlights the heterogeneity of aCTCs in mBC patients both at the cytomorphological and molecular levels. In addition, it suggests the usefulness of the g-aCTC subset as a prognostic factor and a potential stratification tool to treat late-stage mBC patients and improve their chances of benefiting from early clinical trials.

Le cancer colorectal (CCR) métastatique est l'une des principales causes de décès dans le monde. La transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) et la transition mésenchymo-épithéliale (TME) sont engagés lors de la formation des métastases. Le ciblage des inducteurs de TEM et/ou TME pourrait altérer le processus métastatique. Nous avons utilisé un modèle de culture 3D in vitro de la lignée cellulaire HT29 de CCR et cultivé les cellules dans 3 conditions : sans traitement ; exposées à un inducteur de TEM ; exposées à l'inducteur au préalable et laissées sans traitement après (TEM-TME). Le transcriptome des 3 cultures a permis d’identifier des voies biologiques activées au cours de la TEM-TME. 3131 gènes étaient exprimés de manière différentielle. La signature d'expression génique de chaque condition était superposable aux sous-types moléculaires consensus (CMS). Nous avons analysé les 3131 gènes par le Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) et sélectionné les gènes affectés à la fois par l'induction de la TEM et de la TME. Nous avons obtenu 2 métagènes régulés au cours de la TEM-TME et associés à une survie sans récidive (RFS) significative: «métabolisme du cholestérol» et «TEM». Leur fusion a permis de construire un métagène qui, appliqué à une base de données transcriptomique de 2239 CCR primitifs, avait une valeur pronostique indépendante pour la survie. Ce métagène, soumis à CMap a identifié des médicaments susceptibles d'affecter les programmes TEM-TME dont les statines qui retardaient la TME in vitro. Ces données montrent que les voies du cholestérol et de la TEM sont des régulateurs opposés qui ont un impact différent sur la différenciation et le pronostic des tumeurs.