Cirkulující nádorová DNA (ctDNA) jako prognostický nástroj u pacientů s pokročilým plicním adenokarcinomem

Ačkoli EGFR- a ALK-TKI mohou dosáhnout míry odpovědi až 70 %, u všech pacientů léčených TKI se vždy vyvine rezistence na terapii. Medián přežití bez progrese je 10–16 měsíců. Nejběžnějším mechanismem získané rezistence vůči TKI je terapií indukovaná klonální selekce menší subpopulace rezistentních rakovinných buněk, které byly přítomny v původním nádoru. Ke vzniku mutace EGFR T790M dochází asi u 50–70 % pacientů se získanou rezistencí na EGFR-TKI. Další mutace EGFR a mutace v katalytické podjednotce alfa fosfatidylinositol-4,5-bisfosfát 3-kinázy (PIK3CA) a B-Raf proto-onkogenu (BRAF) jsou také spojeny s rezistencí vůči EGFR-TKI, ale vyskytují se v nízkých frekvencích. Rezistence na ALK-TKI je složitější a zahrnuje různé rezistentní mutace.

Rezistence na TKI zůstává hlavním problémem v klinické léčbě NSCLC. Pacienti se získanou rezistencí mohou být léčeni TKI druhé generace, i když žádný z nich dosud nebyl schválen FDA, nebo strategiemi kombinované terapie. Proto je molekulární charakterizace nádoru v průběhu onemocnění užitečná pro přizpůsobení nových léků vyvíjejícímu se genomickému profilu nádoru a vedení účinných personalizovaných terapií. Sériový odběr vzorků tkáně k monitorování molekulárních signatur nádoru je však invazivní, nepraktický a není rutinní klinickou praxí. Získání dostatečného množství tkáňových materiálů pro genotypizaci je také hlavní překážkou při odběru vzorků tkáně. Existuje potřeba vyvinout technologii, která umožní neinvazivní sériovou analýzu genomových profilů nádoru.

Bezbuněčná cirkulující DNA je fragmentovaná DNA nalezená v oběhu, která není spojena s buňkami nebo buněčnými fragmenty. Když nádorové buňky zemřou, uvolňují nádorovou DNA do krevního oběhu. Bezbuněčná cirkulující DNA pocházející z nádorů, známá jako cirkulující nádorová DNA (ctDNA), nese mutace přítomné v nádoru, a proto ji lze odlišit od bezbuněčné cirkulující DNA pocházející z normálních buněk. Bylo prokázáno, že detekce ctDNA a její koncentrace koreluje se stádiem nádoru a přežitím rakoviny. Kromě toho lze ctDNA v plazmě použít k detekci genomových změn u solidních rakovin a že existuje vysoká shoda v detekovaných mutacích mezi párovými vzorky DNA zalité ve formalínu fixovaným v parafinu (FFPE) a vzorky plazmové DNA.

Ve studii získané rezistence k blokádě EGFR u pacientů s kolorektálním karcinomem byly opakovaně odebírány vzorky séra ve 4týdenních intervalech až do progrese onemocnění. Pomocí matematického modelování měla tato studie následující důležitá zjištění: rezistentní mutace byly přítomny v klonální subpopulaci v rámci nádorů před zahájením léčby, trvalo poměrně konzistentní dobu (asi 5-6 měsíců), než se subklon rozšířil a repopulaci léze a cirkulující rezistentní mutace by mohly být detekovány několik měsíců před rentgenovým důkazem progrese onemocnění. Tato klíčová studie prokázala potenciál použití testu ctDNA ke sledování genomové evoluce a selekce v nádorech neinvazivním způsobem s cílem usnadnit individualizované terapie, a tím prodloužit remisi.

Výzkumníci prokázali detekci mutací EGFR v plazmě u pacientů s pokročilým stádiem plicního adenokarcinomu nesoucího mutace EGFR, korelující s prognózou subjektů na EGFR-TKI. Jedna prospektivní studie použila polymerázovou řetězovou reakci v reálném čase (RT-PCR) k detekci mutací EGFR v ctDNA u pacientů s pokročilým NSCLC. Mezi pacienty, kteří měli mutaci EGFR + na začátku (před léčbou), měli ti, kteří ztratili mutaci EGFR v cyklu 3 léčby (chemoterapie +/- erlotinib), lepší přežití bez progrese; medián přežití byl 7,2 vs. 12,0 měsíců u pacientů, kteří měli mutaci EGFR (+,+) a (+,-) na začátku a ve 3. cyklu.

Další studie také prokázaly proveditelnost dalších onkogenních mutací, zejména mutace KRAS.

Ačkoli tyto studie prokázaly proveditelnost detekce nádorových mutací v ctDNA, byly omezeny na zkoumání jediného genu (např. EGFR nebo KRAS).

Jiné studie aplikovaly sekvenování nové generace u pacientů s NSCLC. Laboratoř Maxe Diehna na Stanfordské univerzitě vyvinula metodu pro kvantifikaci ctDNA hlubokým sekvenováním > 130 genů. U 17 pacientů s párovanými vzorky plazmové DNA a nádorové tkáně byli schopni detekovat všechny mutace dříve identifikované ve tkáni plus mnoho dalších somatických variant. Zjistili také, že hladiny ctDNA vysoce korelují s objemem nádoru. Jejich studie zkoumala více genů, ale neměla prospektivní složku, která by sledovala mutace ctDNA a korelovala specifické mutace s výsledkem léčby.

Testování ctDNA u pacientů, kteří dostávají chemoterapii, nebylo nikdy provedeno. Genomické profilování může identifikovat mutace spojené s rezistencí a odpovědí na chemoterapii.

Vyšetřovatelé proto navrhují longitudinální studii u pacientů s pokročilým NSCLC léčených TKI první linie nebo chemoterapií za účelem prospektivního odběru sériových vzorků krve a pomocí sekvenování ctDNA nové generace ke zkoumání evolučních genomických profilů. Tato studie si klade za cíl vyhodnotit užitečnost testu ctDNA při identifikaci genomových markerů pro predikci odpovědi na léčbu a přežití u pacientů s pokročilým NSCLC.

Tato navrhovaná studie bude zkoumat využití ctDNA při identifikaci genomových markerů pro prognózu NSCLC u pacientů léčených TKI první linie nebo chemoterapií. Po diagnóze budou pacienti sledováni v 3měsíčních intervalech. Při každé studijní návštěvě budou odebrány vzorky plazmy a kdykoli je to klinicky indikováno, budou odebrány také vzorky tkáně. Genomické profilování nádorů bude provedeno ve vzorku tkáně FFPE a v ctDNA extrahované z prospektivně odebraných vzorků plazmy. Cíle jsou:

1. Stanovit shodu a diskordanci somatických mutací nalezených v ctDNA a DNA nádorové tkáně.
2. Identifikovat mutace v ctDNA, které jsou spojeny s prognózou (odpověď na léčbu a přežití bez progrese) u pacientů, kteří dostávají (a) léčbu EGFR-TKI, (b) léčbu ALK-TKI nebo (c) chemoterapii.
3. Sledovat molekulární časový průběh z hlediska (a) změn celkové koncentrace ctDNA v čase, (b) kdy jsou mutace spojené s rezistencí/recidivou poprvé detekovatelné v plazmě a (c) jak mutační frakce asociované s rezistencí mutace se v čase mění.
4. Zkombinovat informace z cílů 2 a 3 za účelem vývoje predikčních modelů prognózy u pacientů, kteří dostávají (a) léčbu EGFR-TKI, (b) léčbu ALK-TKI nebo (c) chemoterapii.