DNA plazmy specifické pro nádor

V roce 2011 bylo ve Spojených státech odhadováno 233 000 případů invazivní rakoviny prsu a 39 970 úmrtí na rakovinu prsu. U velké většiny pacientů je diagnostikováno resekovatelné a potenciálně léčitelné onemocnění stadia I-III a pro tyto pacienty jsou nejnaléhavějšími otázkami, zda je indikována adjuvantní endokrinní nebo chemoterapie, a pokud ano, jak zjistit, zda tato léčba funguje. Adjuvantní systémová terapie snižuje relativní míru recidivy o 30–50 % v závislosti na věku pacienta a charakteristikách nádoru. Pacienti s raným stádiem onemocnění však často nenesou měřitelné markery onemocnění, jako je zvýšený rakovinový antigen 27-29 (CA27.29). nebo cirkulujících nádorových buněk. Pacientky s časným stádiem rakoviny prsu jsou typicky léčeny adjuvantní terapií na základě historických důkazů, které ukazují, že taková terapie prodlužuje přežití v této populaci.

Rakovina plic je nejčastějším zhoubným nádorem a hlavní příčinou úmrtí souvisejících s rakovinou v USA V USA je každý rok diagnostikováno přibližně 220 000 nových případů rakoviny plic. Bohužel, rakovina plic je často diagnostikována v pozdějších stádiích než rakovina prsu, částečně kvůli malému/žádnému účinnému screeningu rakoviny plic. Stejně jako u rakoviny prsu jsou pacientky běžně léčeny chemoterapeutickými činidly, ale léčebným režimům může trvat několik týdnů až měsíců, než vyvolá klinicky zjistitelné protinádorové účinky. Biomarker pro hodnocení časné odpovědi nádoru na terapii by této populaci pacientů prospěl.

Obsah odumírajících nádorových buněk může být detekován v krevním řečišti, a to může být zesíleno netěsnou vaskulaturou solidních nádorů. Proteinové biomarkery smrti nádorových buněk je obtížné detekovat kvůli složité povaze plazmy a nedostatečné technické citlivosti. Naproti tomu DNA je snadněji detekovatelná pomocí amplifikace pomocí polymerázové řetězové reakce (PCR). V plazmě pacientů s osteosarkomem, rakovinou prsu a kolorektálním karcinomem byla skutečně detekována cirkulující nádorová DNA. Až donedávna bylo nepraktické vyvinout test pro rutinní kvantifikaci cirkulující nádorové DNA kvůli heterogenitě mezi pacienty a nádory. Pokroky v genomové technologii nyní umožňují sekvenování genomu nádoru k identifikaci genomových aberací specifických pro pacienta. Hlavní genomové změny (tj. inzerce, amplifikace, delece, inverze, translokace) mohou být snadno detekovány pomocí PCR primerů, které rozpoznávají nádorovou DNA, ale ne normální DNA.

Zatímco tato strategie může být obecně použitelná u různých typů solidních nádorů, u rakoviny prsu jsou patrné dva problémy. Za prvé, výskyt chromozomálních přestaveb se velmi liší. Celogenomové sekvenování 15 nádorů prsu odhalilo rozsah 1-231 hlavních genomových změn (průměr = 68), kde 2 nádory měly 1 změnu a 9 nádorů mělo > 20 změn. Jednobázové bodové mutace jsou běžnější, ale je obtížné je spolehlivě detekovat pomocí PCR. Zkoušející proto musí vzít v úvahu, že malá podskupina pacientů může mít pro tento test k dispozici omezený počet genomických změn. Za druhé, intratumorální heterogenita může znamenat, že některé genomové změny nejsou přítomny v každé nádorové buňce. Taková heterogenita byla odvozována z FISH a imunohistochemických (IHC) studií po mnoho let a nyní je ověřována na genomické úrovni. Vyšetřovatelé musí vzít v úvahu, že pouze subpopulace nádorových buněk může být citlivá na cytotoxickou terapii, takže změny v hladinách cirkulující nádorové DNA se mohou projevit pouze analýzou genomových změn specifických pro citlivé buňky.