Tumorspecifikt plasma-DNA

I 2011 var der anslået 233.000 tilfælde af invasiv brystkræft og 39.970 dødsfald som følge af brystkræft i USA. Langt de fleste patienter er diagnosticeret med trin I-III resektabel og potentielt helbredelig sygdom, og for disse patienter er de mest presserende spørgsmål, om adjuverende endokrin eller kemoterapi er indiceret, og i så fald, hvordan man kan afgøre, om disse behandlinger virker. Adjuverende systemisk terapi reducerer relative recidivrater med 30-50 %, afhængigt af patientens alder og tumorkarakteristika. Patienter med sygdom i et tidligt stadie har dog ofte ikke målbare sygdomsmarkører, såsom et forhøjet cancerantigen 27-29 (CA27.29) eller cirkulerende tumorceller. Patienter med brystkræft i tidligt stadie behandles typisk med adjuverende terapi baseret på historisk dokumentation, der viser, at en sådan terapi forlænger overlevelsen i denne population.

Lungekræft er den mest almindelige malignitet og den førende årsag til kræftrelateret død i USA. Ca. 220.000 nye tilfælde af lungekræft diagnosticeres hvert år i USA. Desværre diagnosticeres lungekræft ofte på senere stadier end brystkræft, til dels på grund af ringe/ingen effektiv screening for lungekræft. Som med brystkræft behandles patienter almindeligvis med kemoterapeutiske midler, men behandlingsregimer kan tage flere uger til måneder at fremkalde klinisk påviselige antitumoreffekter. En biomarkør til at vurdere tidlig tumorrespons på terapi ville gavne denne patientpopulation.

Indholdet af døende tumorceller kan påvises i blodbanen, og dette kan forstærkes af solide tumorers utætte vaskulatur. Proteinbiomarkører for tumorcelledød er vanskelige at opdage på grund af plasmas komplekse natur og manglen på teknisk følsomhed. I modsætning hertil er DNA lettere at påvise gennem polymerasekædereaktion (PCR) amplifikation. Faktisk er cirkulerende tumor-DNA blevet påvist i plasma fra patienter med osteosarkom, brystkræft og kolorektal cancer. Indtil for nylig var det upraktisk at udvikle et assay til rutinemæssigt at kvantificere cirkulerende tumor-DNA på grund af heterogenitet mellem patienter og tumorer. Fremskridt inden for genomisk teknologi tillader nu sekventering af et tumorgenom for at identificere patientspecifikke genomiske aberrationer. Større genomiske ændringer (dvs. insertioner, amplifikationer, deletioner, inversioner, translokationer) kan let påvises ved anvendelse af PCR-primere, som vil genkende tumor-DNA, men ikke normalt DNA.

Selvom denne strategi kan være generelt anvendelig til forskellige typer solide tumorer, er to problemer tydelige i brystkræft. For det første varierer forekomsten af ​​kromosomomlejringer meget. Helgenomsekventering af 15 brysttumorer afslørede en række af 1-231 større genomiske ændringer (gennemsnit = 68), hvor 2 tumorer havde 1 ændring, og 9 tumorer havde > 20 ændringer. Enkeltbasepunktmutationer er mere almindelige, men vanskelige at påvise pålideligt ved hjælp af PCR. Derfor skal efterforskerne overveje, at en lille undergruppe af patienter kan have et begrænset antal genomiske ændringer til rådighed for dette assay. For det andet kan intratumoral heterogenitet betyde, at nogle genomiske ændringer ikke er til stede i hver tumorcelle. En sådan heterogenitet er blevet udledt fra FISH og immunhistokemi (IHC) undersøgelser i mange år og bliver nu verificeret på genomisk niveau. Efterforskerne skal overveje, at kun en subpopulation af tumorceller kan være følsomme over for cytotoksisk terapi, så ændringer i niveauerne af cirkulerende tumor-DNA kan kun afspejles med analyse af genomiske ændringer, der er specifikke for de følsomme celler.