Papel de las vesículas extracelulares en el diagnóstico y patogenia del colangiocarcinoma

99 p.El colangiocarcinoma (CCA) incluye un grupo heterogéneo de cánceres biliares con mal pronóstico y que se relacionan con diversos factores de riesgo como la presencia de colangitis esclerosante primaria (PSC). No existen biomarcadores no invasivos sensibles y específicos para el diagnóstico diferencial de PSC, CCA y carcinoma hepatocelular (HCC). En los últimos años, las vesículas extracelulares (EVs) han surgido como importantes herramientas en la búsqueda de biomarcadores para diversas patologías y como importantes reguladores en la progresión de múltiples enfermedades. El presente estudio tiene como objetivo principal determinar posibles biomarcadores proteicos presentes en EVs de suero que permitan diagnosticar PSC, CCA y HCC. Se aislaron EVs de suero de pacientes, así como EVs derivadas de células de CCA humano y colangiocitos humanos (NHC), y se caracterizó su morfología (mediante microscopía electrónica), tamaño/concentración (mediante nanoparticle tracking analysis (NTA)) y presencia la de marcadores proteicos de EVs CD63, CD81 y CD9 (por immnunoblot). El análisis del contenido proteico de EVs de suero por espectrometría de masas (MS) reveló la presencia de biomarcadores sensibles y específicos para el diagnóstico diferencial de PSC, CCA y HCC. Además, la determinación del contenido proteico de EVs secretadas por células de CCA humano mediante MS identificó el enriquecimiento en diversas proteínas oncogénicas relacionadas con la progresión tumoral del CCA en comparación con EVs derivadas de NHC. Por último, se identificaron proteínas humanas en EVs de suero de ratones con implantes orto-tópicos de CCA humano, indicando que los tumores de CCA son capaces de secretar EVs que pueden ser detectadas en suero y participar en su patogenia. Por tanto, estos datos indican que las EVs de suero albergan biomarcadores diagnósticos para la PSC, CCA y HCC y que las EVs secretadas por las células de CCA pueden participar en la patogenia de este tumor

Papel de las vesículas extracelulares en el diagnóstico y patogenia del colangiocarcinoma

99 p.El colangiocarcinoma (CCA) incluye un grupo heterogéneo de cánceres biliares con mal pronóstico y que se relacionan con diversos factores de riesgo como la presencia de colangitis esclerosante primaria (PSC). No existen biomarcadores no invasivos sensibles y específicos para el diagnóstico diferencial de PSC, CCA y carcinoma hepatocelular (HCC). En los últimos años, las vesículas extracelulares (EVs) han surgido como importantes herramientas en la búsqueda de biomarcadores para diversas patologías y como importantes reguladores en la progresión de múltiples enfermedades. El presente estudio tiene como objetivo principal determinar posibles biomarcadores proteicos presentes en EVs de suero que permitan diagnosticar PSC, CCA y HCC. Se aislaron EVs de suero de pacientes, así como EVs derivadas de células de CCA humano y colangiocitos humanos (NHC), y se caracterizó su morfología (mediante microscopía electrónica), tamaño/concentración (mediante nanoparticle tracking analysis (NTA)) y presencia la de marcadores proteicos de EVs CD63, CD81 y CD9 (por immnunoblot). El análisis del contenido proteico de EVs de suero por espectrometría de masas (MS) reveló la presencia de biomarcadores sensibles y específicos para el diagnóstico diferencial de PSC, CCA y HCC. Además, la determinación del contenido proteico de EVs secretadas por células de CCA humano mediante MS identificó el enriquecimiento en diversas proteínas oncogénicas relacionadas con la progresión tumoral del CCA en comparación con EVs derivadas de NHC. Por último, se identificaron proteínas humanas en EVs de suero de ratones con implantes orto-tópicos de CCA humano, indicando que los tumores de CCA son capaces de secretar EVs que pueden ser detectadas en suero y participar en su patogenia. Por tanto, estos datos indican que las EVs de suero albergan biomarcadores diagnósticos para la PSC, CCA y HCC y que las EVs secretadas por las células de CCA pueden participar en la patogenia de este tumor

Extracellular Vesicles in Hepatobiliary Malignancies

Primary hepatobiliary malignancies include a heterogeneous group of cancers with dismal prognosis, among which hepatocellular carcinoma (HCC), cholangiocarcinoma (CCA), and hepatoblastoma (HB) stand out. These tumors mainly arise from the malignant transformation of hepatocytes, cholangiocytes (bile duct epithelial cells) or hepatoblasts (embryonic liver progenitor cells), respectively. Early diagnosis, prognosis prediction and effective therapies are still a utopia for these diseases. Extracellular vesicles (EVs) are small membrane-enclosed spheres secreted by cells and present in biological fluids. They contain multiple types of biomolecules, such as proteins, RNA, DNA, metabolites and lipids, which make them a potential source of biomarkers as well as regulators of human pathobiology. In this review, the role of EVs in the pathogenesis of hepatobiliary cancers and their potential usefulness as disease biomarkers are highlighted. Moreover, the therapeutic value of EV regulation is discussed and future directions on basic and clinical research are indicated.Spanish Ministries of Economy and Competitiveness [JB (FIS PI12/00380, FIS PI15/01132 and Miguel Servet Programme CON14/00129); MP (FIS PI14/00399, FIS PI17/00022) and Ramon y Cajal Programme RYC-2015-17755] cofinanced by Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER); ISCIII [CIBERehd: JB, LB, and MP], Spain; Diputacion Foral Gipuzkoa (JB: DFG15/010, DFG16/004), BIOEF (Basque Foundation for Innovation and Health Research: EiTB Maratoia BIO15/CA/016/BD to JB); Department of Health of the Basque Country (JB: 2013111173 and 2017111010; MP: 2015111100), and AECC Scientific Foundation (JB). AL and PO were funded by the Basque Government

Papel de las vesículas extracelulares en el diagnóstico y patogenia del colangiocarcinoma

99 p.El colangiocarcinoma (CCA) incluye un grupo heterogéneo de cánceres biliares con mal pronóstico y que se relacionan con diversos factores de riesgo como la presencia de colangitis esclerosante primaria (PSC). No existen biomarcadores no invasivos sensibles y específicos para el diagnóstico diferencial de PSC, CCA y carcinoma hepatocelular (HCC). En los últimos años, las vesículas extracelulares (EVs) han surgido como importantes herramientas en la búsqueda de biomarcadores para diversas patologías y como importantes reguladores en la progresión de múltiples enfermedades. El presente estudio tiene como objetivo principal determinar posibles biomarcadores proteicos presentes en EVs de suero que permitan diagnosticar PSC, CCA y HCC. Se aislaron EVs de suero de pacientes, así como EVs derivadas de células de CCA humano y colangiocitos humanos (NHC), y se caracterizó su morfología (mediante microscopía electrónica), tamaño/concentración (mediante nanoparticle tracking analysis (NTA)) y presencia la de marcadores proteicos de EVs CD63, CD81 y CD9 (por immnunoblot). El análisis del contenido proteico de EVs de suero por espectrometría de masas (MS) reveló la presencia de biomarcadores sensibles y específicos para el diagnóstico diferencial de PSC, CCA y HCC. Además, la determinación del contenido proteico de EVs secretadas por células de CCA humano mediante MS identificó el enriquecimiento en diversas proteínas oncogénicas relacionadas con la progresión tumoral del CCA en comparación con EVs derivadas de NHC. Por último, se identificaron proteínas humanas en EVs de suero de ratones con implantes orto-tópicos de CCA humano, indicando que los tumores de CCA son capaces de secretar EVs que pueden ser detectadas en suero y participar en su patogenia. Por tanto, estos datos indican que las EVs de suero albergan biomarcadores diagnósticos para la PSC, CCA y HCC y que las EVs secretadas por las células de CCA pueden participar en la patogenia de este tumor

Serum Metabolites as Diagnostic Biomarkers for Cholangiocarcinoma, Hepatocellular Carcinoma, and Primary Sclerosing Cholangitis

Early and differential diagnosis of intrahepatic cholangiocarcinoma (iCCA) and hepatocellular carcinoma (HCC) by noninvasive methods represents a current clinical challenge. The analysis of low-molecular-weight metabolites by new high-throughput techniques is a strategy for identifying biomarkers. Here, we have investigated whether serum metabolome can provide useful biomarkers in the diagnosis of iCCA and HCC and could discriminate iCCA from HCC. Because primary sclerosing cholangitis (PSC) is a risk factor for CCA, serum metabolic profiles of PSC and CCA have also been compared. The analysis of the levels of lipids and amino acids in the serum of patients with iCCA, HCC, and PSC and healthy individuals (n = 20/group) showed differential profiles. Several metabolites presented high diagnostic value for iCCA versus control, HCC versus control, and PSC versus control, with areas under the receiver operating characteristic curve (AUC) greater than those found in serum for the nonspecific tumor markers carbohydrate antigen 19-9 (CA 19-9) and alpha-fetoprotein (AFP), commonly used to help in the diagnosis of iCCA and HCC, respectively. The development of an algorithm combining glycine, aspartic acid, SM(42:3), and SM(43:2) permitted to accurately differentiate in the diagnosis of both types of tumors (biopsy-proven). The proposed model yielded 0.890 AUC, 75% sensitivity, and 90% specificity. Another algorithm by combination of PC(34:3) and histidine accurately permitted to differentiate PSC from iCCA, with an AUC of 0.990, 100% sensitivity, and 70% specificity. These results were validated in independent cohorts of 14-15 patients per group and compared with profiles found in patients with nonalcoholic fatty liver disease/nonalcoholic steatohepatitis. Conclusion: Specific changes in serum concentrations of certain metabolites are useful to differentiate iCCA from HCC or PSC, and could help in the early diagnosis of these diseases.Supported by CIBERehd (EHD15PI05), AECC Scientific Foundation (2017/2020), “Fondo de Investigaciones Sanitarias” (Carlos III Health Institute: PI15/01132 and PI18/01075 to J.M.B., PI16/00598 to J.J.G.M., PI16/01845 to B.S., PI16/01126 to M.A.A., PI16/00090 to J.M.), Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness (SAF2016‐75197‐R to R.I.R.M., SAF2017‐87301‐R to M.L.M.‐C.), Miguel Servet Programme (CON14/00129 to J.M.B.), “Diputación Foral de Gipuzkoa” (DFG15/010, DFG16/004 to J.M.B.), “Basque Foundation for Innovation and Health Research: EiTB Maratoia” (BIO15/CA/016/BD to J.M.B., BIO15/CA/016/BD to M.L.M.‐C.), Basque Country Department of Health (2013111173 to L.B., 2017111010 to J.M.B., 2013111114 to M.L.M.‐C.), the Andalusian Government (“Consejería de Economía, Innovación, Ciencia y Empleo”: CTS‐6264 and “Consejería de Salud”: PI‐0198‐2016 to J.M.), Junta de Castilla y León, Spain (SA063P17 to J.J.G.M.), European Comission Horizon 2020 project (SEP‐210503876; ESCALON to J.M.B.), and Proyecto Hepacare, Fundación La Caixa (to M.A.A.)

Patients with Cholangiocarcinoma Present Specific RNA Profiles in Serum and Urine Extracellular Vesicles Mirroring the Tumor Expression: Novel Liquid Biopsy Biomarkers for Disease Diagnosis

Cholangiocarcinoma (CCA) comprises a group of heterogeneous biliary cancers with dismal prognosis. The etiologies of most CCAs are unknown, but primary sclerosing cholangitis (PSC) is a risk factor. Non-invasive diagnosis of CCA is challenging and accurate biomarkers are lacking. We aimed to characterize the transcriptomic profile of serum and urine extracellular vesicles (EVs) from patients with CCA, PSC, ulcerative colitis (UC), and healthy individuals. Serum and urine EVs were isolated by serial ultracentrifugations and characterized by nanoparticle tracking analysis, transmission electron microscopy, and immunoblotting. EVs transcriptome was determined by Illumina gene expression array [messenger RNAs (mRNA) and non-coding RNAs (ncRNAs)]. Differential RNA profiles were found in serum and urine EVs from patients with CCA compared to control groups (disease and healthy), showing high diagnostic capacity. The comparison of the mRNA profiles of serum or urine EVs from patients with CCA with the transcriptome of tumor tissues from two cohorts of patients, CCA cells in vitro, and CCA cells-derived EVs, identified 105 and 39 commonly-altered transcripts, respectively. Gene ontology analysis indicated that most commonly-altered mRNAs participate in carcinogenic steps. Overall, patients with CCA present specific RNA profiles in EVs mirroring the tumor, and constituting novel promising liquid biopsy biomarkers.This research was funded by Spanish Carlos III Health Institute (ISCIII) [J.M. Banales (FIS PI15/01132, PI18/01075 and Miguel Servet Program CON14/00129; M.J. Perugorria: PI14/00399, PI17/00022; J.J.G. Marin: FIS PI16/00598 and PI19/00819; P.M. Rodrigues: Sara Borrell CD19/00254] cofinanced by “Fondo Europeo de Desarrollo Regional” (FEDER); CIBERehd (ISCIII): J.M. Banales, M.J. Perugorria, L. Bujanda and J.J.G. Marin; Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (M.J. Perugorria: Ramon y Cajal Programme RYC-2015-17755); AMMF (J.M. Banales and P.M. Rodrigues 2019/202); PSC Partners US (J.M. Banales); PSC Supports UK (J.M. Banales: 06119JB); Horizon 2020 (J.M. Banales: H2020 ESCALON project: H2020-SC1-BHC-2018-2020); IKERBASQUE, Basque foundation for Science (M.J. Perugorria and J.M. Banales), Spain; “Junta de Castilla y Leon” (J.J.G. Marin: SA06P17); “Diputación Foral Gipuzkoa” (J.M. Banales: DFG15/010, DFG16/004; M.J. Perugorria: DFG18/114, DFG19/081), BIOEF (Basque Foundation for Innovation and Health Research: EiTB Maratoia BIO15/CA/016/BD to J.M. Banales), Department of Health of the Basque Country (L. Bujanda: 2013111173; J.M. Banales: 2017111010) and Euskadi RIS3 (J.M. Banales: 2016222001, 2017222014, 2018222029; 2019222054). La Caixa Scientific Foundation (J.M. Banales: HR17-00601). “Fundación Científica de la Asociación Española Contra el Cáncer” (AECC Scientific Foundation, to J.M. Banales and J.J.G. Marin). “Centro Internacional sobre el Envejecimiento”, Spain (R.I.R. Macias: OLD-HEPAMARKER, 0348-CIE-6-E). A. Lapitz and A Santos-Laso were funded by the Basque Government (PRE_2018_2_0195 and PRE_2015_1_0126, respectively). J.B. Andersen is supported by the Danish Medical Research Council, Danish Cancer Society, Novo Nordisk Foundation, and A.P. Møller Foundation. C.J. O’Rourke is supported by Marie Skłodowska -Curie Program