La détection des cellules tumorales circulantes (CTC) et leur caractérisation moléculaire sont l’un des axes de recherche le plus actif dans la recherche translationnelle sur le cancer, avec plus de 400 études cliniques en cours incluant les CTCs comme biomarqueurs. Les intérêts majeurs de la recherche sur les CTCs regroupent : a) l’évaluation du risque des rechutes métastatiques ou progression métastatique (information pronostique) ; b) la stratification et la surveillance en temps réel des thérapies ; c) l’identification de cibles thérapeutiques et de mécanismes de résistance aux traitements ; et d) la compréhension du développement des métastases chez des patients ayant un cancer. Cette revue focalise sur les technologies utilisées pour enrichir et détecter les CTCs. Nous exposons les grandes lignes et discutons des technologies actuelles qui sont basées sur l’exploitation des propriétés physiques et biologiques des CTCs. Un nombre considérable de technologies innovantes pour la détection des CTCs a été développé, incluant les micropuces à CTCs, les systèmes de filtration, les RT-PCR quantitatives et la microscopie automatisée. Des études de caractérisation moléculaire ont indiqué que les CTCs étaient très hétérogènes, une découverte qui souligne le besoin d’approches multiplex pour capturer toutes les sous-populations pertinentes de CTCs. Nous souhaitons souligner les challenges actuels comme ceux d’augmenter le rendement et la détection des CTCs qui auront subi la transition épithélio-mésenchymateuse. En augmentant la sensibilité analytique, on risque de diminuer la spécificité analytique (par ex., en détectant des cellules épithéliales normales). Un nombre considérable de techniques prometteuses de détection des CTCs a été développé ces dernières années. La spécificité analytique et l’utilité clinique de ces méthodes doivent être démontrées dans de grandes études prospectives multi-centriques pour atteindre le niveau de preuve requis pour leur introduction en pratique clinique.

The detection and molecular characterization of circulating tumor cells (CTCs) are one of the most active areas of translational cancer research, with more than 400 clinical studies having included CTCs as a biomarker. The aims of research on CTCs include: a) estimation of the risk for metastatic relapse or metastatic progression (prognostic information); b) stratification and real-time monitoring of therapies; c) identification of therapeutic targets and resistance mechanisms; and d) understanding metastasis development in cancer patients. This review focuses on the technologies used for the enrichment and detection of CTCs. We outline and discuss the current technologies that are based on exploiting the physical and biological properties of CTCs. A number of innovative technologies to improve methods for CTC detection have recently been developed, including CTC microchips, filtration devices, quantitative reverse-transcription PCR assays, and automated microscopy systems. Molecular characterization studies have indicated, however, that CTCs are very heterogeneous, a finding that underscores the need for multiplex approaches to capture all of the relevant CTC subsets. We therefore emphasize the current challenges of increasing the yield and detection of CTCs that have undergone an epithelial-mesenchymal transition. Increasing assay analytical sensitivity may lead, however, to a decrease in analytical specificity (e.g., through the detection of circulating normal epithelial cells). A considerable number of promising CTC detection techniques have been developed in recent years. The analytical specificity and clinical utility of these methods must be demonstrated in large prospective multicenter studies to reach the high level of evidence required for their introduction into clinical practice.