| dc.description.abstract | Kolorektal kreft er en sykdom som påvirker nesten 2 millioner mennesker hvert år, og omtrent 20% av pasientene blir diagnostisert ved avanserte kreftstadier hvor behandling har dårlig effekt, som følge av mangel på symptomer ved tidlig stadium. For å bedre overlevelsesraten må nye behandlingsmål og biomarkører oppdages for tidlig påvisning og stratifisering av undergrupper. En forståelse av tumorheterogeniteten i primærtumor av kolorektalkreft kan gi viktig informasjon om sykdommen, og innehar potensial for fremtidige behandlingsmål for kreften på tidlige stadier, noe som dermed kan senke dødelighetsraten for kreftformen. Videre har sirkulerende biomarkører vist seg å være nyttige med hensyn til tidlig påvisning, sykdomsovervåkning og forutsigelse av risiko.
En protokoll for etablering av enkeltcellesuspensjon fra ferskt kolorektalt svulstvev ble utviklet og optimalisert. Enkeltcellesuspensjonene som ble etablert ved bruk av den ferdigstilte protokollen ble vist å ha et celleantall, utseende og andel levedyktige celler kompatibelt med RNA-sekvensering av enkeltceller («scRNA-seq») og videre analyse.
Ferske prøver av kolorektalt svulstvev ble samlet inn fra tre pasienter med stadium I-II og en pasient med stadium IV, der alle pasientene gjennomgikk operasjon for fjerning av primærtumor. Enkeltcellesuspensjoner ble så etablert av primærtumoren fra disse pasientene, etterfulgt av scRNA-seq. En analyse av dataene etter scRNA-seq avslørte klynger av celler med et unikt uttrykk av celle-spesifikke markørgener, hvor totalt 18 hovedcelletyper ble identifisert: B-celler, CD4+ effektor hukommelses T-celler, CD4+ prolifererende T-celler, CD8+ effektor hukommelses T-celler, dendrittiske celler/B-celler, fibroblaster, tarm-enterocytter, tarmepitelceller (uspesifisert undergruppe), tarm-begerceller, monocytter, mitokontrielle gen-uttrykkende celler, myeloide celler (uspesifisert undergruppe), plasma B-celler, glatte muskelceller, T-celler (uspesifisert undergruppe), ukjent celletype, vaskulære endotelceller, og vaskulære glatte muskelceller.
I tillegg ble undergrupper av stromale celler (pericytter, kreft-assosierte fibroblaster, plasma B-celler, krypt-topp fibroblaster, myofibroblaster og lamina propria fibroblaster), endotelceller (mitokondrielle gen-uttrykkende celler, aktiverte kreft-assosierte endotelceller (KECer), tupp KECer, umodne KECer og proliferative endotelceller) og tarmepitelceller (mitokondrielle gen-uttrykkende celler, sekreterende forgjengerceller 1, krypt-bunn celler/Paneth celler, sekreterende forgjengerceller 2, enterocytter, plasma B-celler, jern-lagrende epitelceller og tuft-2 celler) identifisert i kolorektalt svulstvev. Totalt sett understreker de identifiserte uttrykte genene og celletypesammensetningen i kolorektalt svulstvev intratumorheterogeniteten i kolorektalkreft.
Til slutt ble signifikante differensielt uttrykte sirkulerende mikroRNA (miRNA) i serum mellom kolorektal-pasientgrupper identifisert, hvorav 53 var mellom kreftpasienter med lokalisert sykdom og kontrollprøver, 7 var mellom kreftpasienter med spredning og kontrollprøver, og 30 var mellom kreftpasienter med lokalisert sykdom og spredning.
Flere potensielle biomarkør-miRNA-er ble identifisert. Fem miRNA-er (miR-142-5p, miR-16-5p, miR-143-3p, miR-126-5p og miR-16-2-3p) kan fungere som markører for kolorektalkreft, to miRNA-er (miR-10a-5p and miR-92b-3p) kan være markører for metastatisk sykdom, fire miRNA-er (miR-122-5p, miR-885-3p, miR-375-3p og miR-192-5p) kan skille pasienter med forskjellige stadier av kolorektalkreft, mens to miRNA-er (miR-429 og miR-21-5p) ble vist å være sterkt assosiert med metastatisk sykdom. | |
| dc.description.abstract | Colorectal cancer (CRC) is a disease affecting almost 2 million people each year, and about 20% of the patients are diagnosed at advanced stages where treatments have poor effect, due to its lack of symptoms at an early stage. To improve survival, new treatment targets need to be discovered as well as biomarkers for early detection and stratification of subgroups. Understanding the tumor heterogeneity of primary CRC tumor can provide important information about the disease, with the potential for future treatment targets of the cancer at earlier stages, and thus lower CRC mortality rate. Moreover, circulating biomarkers have proven to be usefull with respect to early detection, disease monitoring, and risk predicition.
A protocol for establishing single cell suspension from fresh CRC tumor tissue was developed and optimized, where the single cell suspensions established using the finalized protocol was shown to have cell number, cell appearance, and cell viability compatible with downstream single cell RNA sequencing (scRNA-seq) workflow.
Fresh CRC tissue samples were collected from three stage I-II patients and one stage IV, all who underwent surgery for removal of the primary tumor. Single cell suspensions were then established from the primary tumor of these patients, followed by scRNA-seq. Analysis of the CRC scRNA-seq data revealed clusters of cells with unique expression of cell-type-specific marker genes, in which a total of 18 major cell types were identified: B-cells, CD4+ effector memory T-cells, CD4+ proliferating T-cells, CD8+ effector memory T-cells, dendritic cells/B-cells, fibroblasts, intestinal enterocytes, intestinal epithelial cells (unspecified subgroup), intestinal goblet cells, monocytes, mitochondrial gene-expressing cells, myeloid cells (unspecified subgroup), plasma B-cells, smooth muscle cells, T-cells (unspecified subgroup), unknown cell type, vascular endothelial cells, and vascular smooth muscle cells.
In addition, subtypes of stromal cells (pericytes, cancer-associated fibroblasts, plasma B-cells, crypt-top fibroblasts, myofibroblasts, and lamina propria fibroblasts), endothelial cells (mitochondrial gene-expressing cells, activated tumor-associated endothelial cells (TECs), tip TECs, immature TECs, and proliferative endothelial cells), and intestinal epithelial cells (mitochondrial gene-expressing cells, secretory progenitor 1, crypt base cells/Paneth cells, secretory progenitor 2, enterocytes, plasma B-cells, iron-storing epithelial cells, and tuft-2 cells) were also identified in the CRC tumor tissue. In total, the identified expressed genes and cell type composition of CRC tumor tissue emphasizes the intratumor heterogeneity of CRC.
Lastly, significantly differentially expressed circulating serum microRNAs (miRNAs) between CRC patient groups were identified. A total of 53 significant miRNAs between true positive CRC patients with localized disease and false positive CRC patients, 7 significant miRNAs between true positive CRC patients with metastatic disease and false positive CRC patients, and 30 significant miRNAs between true positive CRC patients with metastatic disease and localized disease were found.
Several miRNAs with biomarker potential were identified. Five miRNAs (miR-142-5p, miR-16-5p, miR-143-3p, miR-126-5p, and miR-16-2-3p) could be markers of CRC, two miRNAs (miR-10a-5p and miR-92b-3p) could be markers of metastatic disease, four miRNAs (miR-122-5p, miR-885-3p, miR-375-3p, and miR-192-5p) could differentiate patients with different stages of CRC, while two miRNAs (miR-429 and miR-21-5p) were shown to be highly associated with metastatic disease. | |
