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JOURNAL ONKOLOGIE – Artikel

16. September 2020
Seite 2/3

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Infothek Sekundäre Immundefekte



DNA bietet im Gegensatz dazu aufgrund ihrer chemischen Stabilität sowohl für die Präanalytik als auch Analytik viele Vorteile und wird als Nachweisverfahren in der nicht-invasiven Tumordiagnostik in den letzten Jahren zunehmend favorisiert (15). Da Tumorzellen in ihrer Evolution verschiedene genetische Veränderung der DNA anhäufen, können sie anhand dieser von gesunden Zellen unterschieden werden. Durch Apoptose und Nekrose von Zellen gelangt freie, fragmentierte DNA in die periphere Zirkulation. Die Gesamtheit dieser DNA wird als freie, zirkulierende DNA (circulating free DNA; cfDNA) bezeichnet. Ein Bruchteil davon stammt aus Tumorzellen und besteht aus tumorspezifischer DNA (ctDNA), die mit modernen molekulargenetischen Verfahren nachgewiesen werden kann (15). Prinzipiell beinhaltet ctDNA das gesamte Tumorgenom und ermöglicht daher eine Abgrenzung zwischen verschiedenen Tumorentitäten trotz der gegebenen Heterogenität von Tumorgenomen (16-18). So konnte die Detektion von ctDNA mit klinischen Merkmalen von Malignomen wie dem Tumorvolumen und Stadium korre­liert werden, was wiederum vermuten lässt, dass tumorspezifische DNA die biologische Tumorlast und Aktivität widerspiegelt (19). Hierdurch kann ein direkter, sensitiver Tumornachweis erfolgen, welcher als diagnostischer Bio­marker bei vielen epithelialen Tumoren den bildgebenden Verfahren bei der Erkennung einer MRD vermutlich überlegen ist (20, 21). Die Implementierung von ctDNA-Analysen kann daher sowohl MRD als auch das Ansprechen der onkologischen Therapie anzeigen (22, 23). So gelang es Tie et al. bei Patienten mit Kolonkarzinomen im Stadium II durch das Vorhandensein von ctDNA nach vollständiger Tumorresektion das Auftreten eines Rezidivs bereits einige Monate vor dem radiologisch sichtbaren Tumorrezidiv vorherzusagen (24). Dass ctDNA auch bei Sarkomen nachgewiesen werden kann und mit der Aktivität der Erkrankung korre­liert, konnte erstmals bei Patienten mit Ewing-Sarkomen gezeigt werden (25). Bisher konnte nur bei wenigen Sarkom­entitäten ctDNA für diagnostische Zwecke analysiert werden. Die Komplexität und Diversität somatischer Veränderungen bei Sarkomen stellt eine Herausforderung für die Detektion von tumorspezifischer DNA im Blut dar und bedarf daher spezifischer und sensitiver Assays für jeden Subtyp (Abb. 1). Aufgrund dessen finden sich bisher nur wenige Studien zum Nachweis von ctDNA bei Knochen- oder Weichgewebssarkomen (26-29).
 
Abb. 1: Die Komplexität chromosomaler Mutationen bestimmt das notwendige Analyseverfahren für den Nachweis von ctDNA bei Sarkomen. Somatische Veränderungen können dabei in Form von einfachen Punktmutationen oder Translokationen vorliegen und bis zu komplexen Genamplifikationen, Genfusionen oder strukturellen Rearrangements reichen. Die Wahl des optimalen Analyseverfahrens ist abhängig von der genetischen Komplexität, dem für Diagnostik oder Therapie notwendigen Grad an Sensitivität und der Menge an tumorassoziierter DNA im peripheren Blut (mod. nach (36)).
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Abb. 1: Die Komplexität chromosomaler Mutationen bestimmt das notwendige Analyseverfahren für den Nachweis von ctDNA bei Sarkomen. Somatische Veränderungen können dabei in Form von einfachen Punktmutationen oder Translokationen vorliegen und bis zu komplexen Genamplifikationen, Genfusionen oder strukturellen Rearrangements reichen. Die Wahl des optimalen Analyseverfahrens ist abhängig von der genetischen Komplexität, dem für Diagnostik oder Therapie notwendigen Grad an Sensitivität und der Menge an tumorassoziierter DNA im peripheren Blut (mod. nach (36)).


 
Kasuistik
Die Abbildung zeigt den Verlauf der tumorassoziierten DNA bei einem Patienten mit großem myxoiden Liposarkom des linken Oberschenkels. Die präoperativen Staging-Untersuchungen ergaben keinen Anhalt für eine Metastasierung und der Lokalbefund konnte vollständig reseziert werden. Die lokale Tumornachsorge erfolgte mittels MRT, die systemische mittels CT. Es ergab sich kein Anhalt für ein lokales Rezidiv des Tumors oder Metastasen in der Verlaufskontrolle 3 Monate postoperativ. Demgegenüber zeigte die Analyse der ctDNA eine minimale Resterkrankung nach R0-Resektion sowie einen sukzessiven Anstieg der ctDNA in der Kontrolle 3 Monate nach der Operation. Erst in der CT-Untersuchung 6 Monate postoperativ konnten mehrere kleinere Lungen­metastasen festgestellt werden, von denen alle bis auf eine chirurgisch entfernt werden konnten. Ein entsprechender Abfall in der ctDNA ist nach Metastasektomie festzustellen.
 
Abb. 2: ctDNA-Verlauf eines Liposarkom-Patienten (mod. nach (33)).
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Abb. 2: ctDNA-Verlauf eines Liposarkom-Patienten (mod. nach (33)).


Trotz ihrer Diversität eignen sich die einzelnen Entitäten der Knochen- und Weichgewebssarkome aufgrund tumorspezifischer und charakteristischer Translokationen, Punktmutationen und Genamplifikationen zum ctDNA-Nachweis. Mehrere Sarkomentitäten (myxo­ide Liposarkome, Synovialsarkome, Klarzellsarkome, Ewing-Sarkome, Derma­tofibrosarcoma pro­tuberans etc.), welche einen Anteil von ca. 25% der Sarkome ausmachen, besitzen charakteristische chromosomale Translokationen. Diese sind für die einzelnen Entitäten hochspezifisch (30). Die exakte Lokalisation der Bruchpunkte innerhalb der Introns variiert bei jedem Tumor minimal, sodass die Patienten anhand eines individuellen Bruchpunkts identifiziert werden können (31, 32). Hierdurch lassen sich hochsensitive sowie hochspezifische Nachweisverfahren für ctDNA bei Patienten mit translokationsassoziierten Weichgewebssarkomen entwickeln.

Sarkome, die nicht durch chromosomale Translokationen gekennzeichnet sind, besitzen z.T. tumortypische Punktmutationen. Durch eine stetig zunehmende Anzahl an Publikationen mit whole exome- und whole genome-Sequenzierungen unterschiedlicher Entitäten ist hier in den nächsten Jahren eine zunehmende Anzahl an Hotspot-Mutationen zu erwarten, welche für die Liquid Biopsy verwendet werden können. Des Weiteren findet man insbesondere bei Liposarkomen, der häufigsten Sarkomentität, charakteris­tische Genamplifikationen (MDMD2, CDK4 u.a.), die tumorinduktiv und proliferativ wirken und für diagnostische Zwecke verwendet werden können. Ähnlich wie viele tumorspezifische Translokationen werden diese bereits in der pathologischen Routinediagnostik bestimmt.
 

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