Die ossäre Metastasierung ist beim Prostatakarzinom (PCa) die häufigste Art der Metastasenbildung und Patienten mit ossärer Metastasierung werden für unheilbar erachtet. Die Entwicklung gezielter Therapie gegen Prostatakarzinomzellen, die bereits vor Prostatektomie ins Knochenmark disseminiert sind – d.h. vor der klinisch fassbaren Metastasierung – könnte einen Ansatz darstellen, den letztendlich letal verlaufenden Prozess der Metastasierung zu verhindern. Deshalb analysierten wir das Transkriptom von disseminierten Tumorzellen (DCCs), die aus dem Knochenmark von Prostatakarzinompatienten ohne manifeste Metastasen (UICC Stadium M0) isoliert wurden. Wir untersuchten 105 Knochenmarksproben von M0-PCa Patienten und 18 Knochenmarksproben von männlichen Kontrollpatienten nach dem Vorhandensein von EpCAM+ Einzelzellen. Insgesamt konnten wir 270 Zellen aus beiden Kollektiven isolieren und deren Transkriptome für weitere Untersuchungen amplifizieren. Mittels gezielter Expressionsanalyse sollten DCCs eindeutig identifiziert werden, um sie im Folgenden einer kombinierten Genom- und Transkriptomanalyse zuzuführen. Alle Zellen wurden auf die Expression von EPCAM, KRT8, KRT18, KRT19, KRT14, KRT6a, KRT5, KLK3 (PSA), AR, ERG, CD44, PROM1 (CD133), MAGEA2, MAGEA4, PTPRC (CD45), CD33, CD34, CD19, GYPC, SCL4A1 (Bande 3 Protein), und HBA2 untersucht. Mittels dieser Transkripte war es jedoch unmöglich DCCs verlässlich zu identifizieren. Durch kombinierte Genom- und Transkriptomanalyse konnten wir nachweisen, dass EpCAM+ Zellen aus Kontrollpatienten Transkripte exprimierten, die eigentlich epithelialen Zellen zugeordnet werden, wohingegen DCCs auch hämatopoetische Transkripte exprimieren können. Diese Ergebnisse weisen auf eine unerwartet hohe Plastizität epithelialer Tumorzellen im Knochenmark hin und hinterfragen die heutzutage üblichen Kriterien bei der Identifikation von DCCs.

Bone is the most frequent site of metastasis in prostate cancer (PCa) and patients with bone metastases are deemed incurable. Targeting prostate cancer cells that disseminated to the bone marrow (BM) prior to surgery and before metastatic outgrowth may therefore prevent lethal metastasis. This prompted us to directly analyse the transcriptome of disseminated cancer cells (DCC) isolated from non-metastatic (UICC stage M0) prostate cancer patients. We screened 105 BM samples of M0-stage prostate cancer patients and 18 BM samples of patients without malignancy for the presence of EpCAM+ single cells. In total we isolated 270 cells from both groups by micromanipulation and globally amplified their mRNA. We used targeted transcriptional profiling to unambiguously identify DCCs for subsequent in-depth analysis. Transcriptomes of all cells were examined for the expression of EPCAM, KRT8, KRT18, KRT19, KRT14, KRT6a, KRT5, KLK3 (PSA), MAGEA2, MAGEA4, PTPRC (CD45), CD33, CD34, CD19, GYPC, SCL4A1 (band 3), and HBA2. Using these transcripts we found it impossible to reliably identify true DCCs. Applying combined genome and transcriptome analysis of single cells we could prove that EpCAM+ cells from controls expressed transcripts thought to be epithelial-specific, while true DCCs express haematopoietic transcripts. These results point to an unexpected transcriptome plasticity of epithelial cancer cells in bone marrow and question common transcriptional criteria to identify DCCs.