High dimensional analysis of FIGO stage IB endometrial carcinomas

Hilde E. Lien (a,b), Hege F. Berg (a,b), Erling A. Høyvika (b), Jone Trovika (b), Lars A. Akslen (a), Ingfrid S. Haldorsen (b), Camilla Krakstad (a,b)

(a) Centre for Cancer Biomarkers, Klinisk institutt 2, Universitetet i Bergen

(b) Seksjon for gynekologi og obstetrikk, Haukeland Universitetssykehus

Endometriekreft er den vanligste gynekologiske krefttypen, med rundt 700-800 nye tilfeller hvert år i Norge. Kreften oppstår i slimhinnen i livmoren og rammer som oftest kvinner som har passert overgangsalderen. Et vanlig symptom er blødninger etter overgangsalderen, og det fører til at sykdommen ofte blir oppdaget på et tidlig stadium. I Norge ligger 5-års overlevelse på 86,6%. Kreft som ikke har spredd seg utenfor livmorhulen blir klassifisert med FIGO-systemet som FIGO I. Tumorer som har infiltrert >50% av myometriet blir klassifisert som FIGO IB. Pasienter med FIGO IB tumorer har generelt god overlevelse, men likevel er det noen som får tilbakefall.

I denne studien har vi inkludert 40 FIGO IB tumorer, der halvparten residiverte. For å undersøke hva som skiller de tumorene som residiverer fra de som ikke gjør det, brukte vi et panel med 27 antistoffer som er festet til sjeldne metallatomer. Disse 27 antistoffene ble brukt til å «farge» små biter av tumorene før et flerkanals billedgenererende apparat (Hyperion Imaging System), detekterte metallatomene på antistoffene og digitalt rekonstruerte et bilde av tumorbiten. På bakgrunn av de 27 antistoffene kunne vi identifisere flere ulike celletyper innad i tumoren, og ved å digitalt segmentere bildene kunne vi trekke ut informasjon fra hver enkelt celle. En algoritme (t-SNE) ble brukt for å visualisere alle enkeltcellene. En annen algoritme (Phenograph) ble brukt til å gruppere cellene basert på hvor like de er hverandre.

Ved å sammenligne grupperingen av tumorene og enkeltcellene, så vi at noen kreftcellepopulasjoner bare finnes i en tumorprøve (Figur 1). Det kan indikere at kreftceller fra en tumor er mer lik seg selv enn kreftceller fra andre tumorer. I tillegg gjennomførte vi en hierarkisk clustering på utrykket av alle proteinene i tumorene. Det gav oss 3 distinkte tumorgrupper, der tumorgruppen som hadde høyere utrykk av proteinet Vimentin hadde bedre residivfri overlevelse enn tumorer som hadde lavere utrykk av Vimentin og tumorer som hadde høyere utrykk av proteinet α-smooth muscle actin.

Figur 1: Visualisering av enkeltceller i t-SNE plot. En liten «prikk» er en enkelt celle. Celler som er likere hverandre ligger nærmere hverandre i plottet. a) De ulike fargene indikerer ulike tumorprøver. b) De ulike fargene indikerer unike cellepopulasjoner funnet via Phenograph clustering. Ringene illustrerer noen av kreftcellepopulasjonene som man finner igjen i bare en tumorprøve.