PDAC-Probenahme aus peripherer und Portalvene

Das duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) stellt einen dringenden medizinischen Bedarf dar. Etwa 9000 neue Fälle von Bauchspeicheldrüsenkrebs werden jedes Jahr im Vereinigten Königreich (UK) diagnostiziert und weltweit wird es voraussichtlich bis 2030 zur zweithäufigsten krebsbedingten Todesursache werden. Derzeit beginnt der diagnostische Weg mit einem Pankreas-Protokoll-Computertomographie (CT)-Scan, der eine Sensitivität von 90 % und eine Spezifität von 99 % bei der Diagnose von Bauchspeicheldrüsenkrebs aufweist. Magnetresonanztomographie (MRT) und Positronenemissionstomographie (PET) können bei mehrdeutigen Massen helfen. Trotz der hohen Sensitivität und Spezifität bildgebender Verfahren wird die endgültige Diagnose routinemäßig nur durch endoskopische Ultraschall (EUS)-geführte Feinnadelaspiration (FNA) gestellt. Während dieses Verfahrens sind durchschnittlich vier "Durchgänge" (Biopsien) erforderlich, um ausreichend Gewebe für die Diagnose zu gewinnen.

Die Patienten stellen sich in der Regel mit einer lokal fortgeschrittenen oder metastasierten Erkrankung vor und erhalten eine Standard-Chemotherapie, die nur einen begrenzten Einfluss auf das Gesamtüberleben hat. Folglich beträgt das 5-Jahres-Gesamtüberleben (OS) nur 2 % ohne signifikante Verbesserung in den letzten 40 Jahren. Nur etwa 20 % der Patienten kommen für eine chirurgische Resektion mit anschließender adjuvanter Chemotherapie infrage. Bei 66 % dieser Patienten kommt es jedoch zu einem lokalen oder entfernten Rezidiv, was zu einem medianen Gesamtüberleben von etwa 28 Monaten führt. Eine verbesserte Stratifizierung von Patienten für bestehende Behandlungen kann somit eine unnötige Überbehandlung und damit verbundene Nebenwirkungen vermeiden, um die Lebensqualität zu verbessern; umgekehrt kann es auch die Auswahl einer geeigneteren Behandlung ermöglichen.

Ein wesentlicher Grund für den mangelnden Fortschritt bei der Bekämpfung von Metastasen ist das unzureichende Verständnis der Biologie und Pathophysiologie von Metastasen. Das Studium der Biologie von PDAC-Metastasen wird durch die Tatsache behindert, dass es schwierig ist, Gewebe von den primären und metastatischen Stellen zu erhalten. Darüber hinaus sind serielle Biopsien nach Progression während der Behandlung weitgehend nicht durchführbar, was den Einblick in die Mechanismen der Entwicklung von Behandlungsresistenzen weiter erschwert. Der einzige leicht zugängliche, durch Blut übertragene Biomarker, der derzeit in der Klinik verwendet wird, ist der Serummarker Kohlenhydrat-Antigen (CA) 19-9. Seine klinische Anwendung ist jedoch zunächst dadurch begrenzt, dass 5–10 % der Bevölkerung Lewis-Blutgruppen-negativ sind und kein CA19-9 exprimieren. Darüber hinaus ist er bei nicht malignen pankreatischen und extrapankreatischen Erkrankungen erhöht. Schließlich kann CA19-9 keine Informationen über die genetische Landschaft liefern, die PDAC-Metastasen antreibt.

Die Ausbreitung von Metastasen ist hauptsächlich hämatogen, wobei Tumorzellen in den Blutkreislauf gelangen, um hauptsächlich in Leber und Lunge zu metastasieren. Es wurde gezeigt, dass solche Tumorzellen entweder als einzelne zirkulierende Tumorzellen (CTCs) oder als Gruppen von Zellen, die als Circulating Tumor Microemboli (CTM) bezeichnet werden, wandern. Heterogene CTM, die aus Zellen bestanden, die entweder epitheliale oder mesenchymale Marker exprimierten, wurden von Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs mit einer filtrationsbasierten Methode, der Isolation by Size of Epithelial Tumor Cells Platform (ISET), in einer Studie isoliert, die vom Christie NHS Foundation Trust durchgeführt wurde. Daher wird die Isolierung und Charakterisierung von CTCs und CTM neue Einblicke in die zugrunde liegenden biologischen Abhängigkeiten metastasierender Tumorzellen liefern und somit Möglichkeiten bieten, bessere und genauere diagnostische und prognostische Assays sowie Möglichkeiten zur Behandlung metastasierender Erkrankungen zu entwickeln.

Der Nachweis und die Isolierung von CTCs und CTM ist durch die Tatsache eingeschränkt, dass sie im Vergleich zu anderen zellulären Elementen im Kreislauf sehr seltene Ereignisse darstellen. Zu diesem Zweck wurden Verfahren entwickelt, die Eigenschaften ausnutzen, die CTCs von Blutzellen unterscheiden, um dieses Hindernis zu überwinden. Diese CTC-Arbeitsabläufe beginnen normalerweise mit der Anreicherung von CTCs aus einer Blutprobe, wobei entweder ausschließlich auf CTCs vorhandene Oberflächenmarker oder ihre einzigartigen physikalischen Eigenschaften wie Größe, Trägheit, dielektrische Ladung und Dichte verwendet werden. Nach der Anreicherung werden CTCs isoliert und können einfach gezählt werden oder sie werden für weiterführende nachgelagerte Analysen verwendet, einschließlich genomischer, transkriptomischer und proteomischer Analysen sowie in vivo-Anwendungen in Zellkultur- und Mausmodellen, mit dem Ziel, Einblick in ihre Funktion zu gewinnen Metastasen-Seeds und Biomarker-Entwicklung.

Im klinischen Umfeld können CTCs verwendet werden, um die Entscheidungsfindung zu unterstützen. Tatsächlich wurde die Zählung von CTCs, die von der CellSearch-Plattform entdeckt wurden, von der FDA für die Prognose und Überwachung von metastasiertem Brust-, Darm- und Prostatakrebs zugelassen. Die Isolierung und Auszählung von CTCs bei Bauchspeicheldrüsenkrebs hat jedoch zu widersprüchlichen Ergebnissen zwischen den Studien darüber geführt, ob CTCs als prognostische Biomarker verwendet werden können. Diese Studien analysierten aus peripherem Blut isolierte CTCs. Da der venöse Hauptabfluss der Bauchspeicheldrüse jedoch durch die Pfortader zur Leber erfolgt, kann die Hypothese aufgestellt werden, dass CTCs gefiltert und entfernt werden könnten, wenn sie durch die Leberkapillaren strömen. Um die biologische und prognostische Rolle von CTCs beim Adenokarzinom des Pankreas zu definieren, ist es daher entscheidend, Studien mit Blut zu initiieren, das aus der Pfortader isoliert wurde, um verwirrende Effekte zu umgehen. Tatsächlich wurde kürzlich von Bissolati et al. Durch die gleichzeitige Entnahme peripherer Venenproben bestätigte diese Studie, dass die CTC-Zahl im Portal höher war als in peripheren Proben und zeigte auch eine signifikante Korrelation zwischen der CTC-Positivität in Pfortaderproben und der Häufigkeit von Lebermetastasen. Es zeigte sich jedoch keine signifikante Korrelation mit dem OS oder dem krankheitsfreien Überleben (DFS). PV-Probenahme wurde sicher durchgeführt; im Dezember 2015 Catenacci et al. berichteten über die Entnahme von PV-Blut von 18 Patienten mit pankreatobiliären Karzinomen durch EUS-FNA ohne Komplikationen während des Verfahrens. Eine PV-Punktion wurde auch bereits für die Inselzelltransplantation bei Patienten mit Typ-1-Diabetes mellitus berichtet. Dieses Verfahren weist eine geringe Morbidität auf, und auch potenzielle Komplikationen wie Pfortaderthrombose, perihepatische oder intraparenchymale Leberblutungen und Hämothorax werden nur selten gemeldet.

Während der EUS-FNA wird ein krummliniges Echoendoskop zum distalen Magen oder Bulbus duodeni vorgeschoben, um ein Zugangsfenster zu einem Zweig des PV zu schaffen. Nach Überprüfung des venösen Flusses durch Doppler-Signal wird eine 19-Gauge-EUS-FNA-Nadel transhepatisch in den Portalvenenast vorgeschoben. Mit der Nadel in der Pfortader wird das Mandrin entfernt und ein Unterdrucksauger angelegt, um Blut anzusaugen. Ein transhepatischer Zugang für den Zugang zum Pfortaderast ist eine absolute Voraussetzung für diese Technik, um das Blutungsrisiko zu minimieren. Die Punktionsstelle wird unter EUS auf Komplikationen überwacht. Da gleichzeitig Tumorgewebe gewonnen wird, besteht ein potenzielles Risiko darin, dass beim Herausziehen der Nadel aus dem Tumor Krebszellen in den Blutkreislauf gelangen. Dieses Risiko wird jedoch umgangen, da der Weg der Nadel in die Pfortader die primäre Raumforderung vermeiden würde.

Der Hauptgrund für das Versagen von Arzneimitteln bei PDAC ist das Versäumnis, prädiktive Biomarker für das Ansprechen auf die Behandlung zu identifizieren, die eine Anreicherung von Patientenuntergruppen ermöglichen würden, die am wahrscheinlichsten von einer individuellen Therapie profitieren würden. Dies steht im Gegensatz zu anderen wichtigen Krebsarten, bei denen Fortschritte bei der Entwicklung neuer Krebstherapeutika und die daraus resultierende Verbesserung der Überlebensergebnisse hauptsächlich auf die Verwendung prädiktiver Biomarker zur Auswahl von Patienten zurückzuführen sind, die einen unterschiedlichen Nutzen aus einem bestimmten Therapeutikum ziehen. Trastuzumab bei Brustkrebs mit HER-2-Überexpression, Cetuximab bei KRAS-Wildtyp-Darmkrebs sowie Gefitinib und Erlotinib bei nicht-kleinzelligem Lungenkrebs mit Mutation des epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptors (EGFR) sind die besten Beispiele für dieses therapeutische Paradigma. Durch die Bereitstellung einer größeren Anzahl von CTCs und CTM wird die Analyse von PV-Proben Studien zu ihrer Biologie sowie die Entwicklung von Zelllinien und CDX-Modellen ermöglichen, um die Identifizierung neuartiger Biomarker und Ziele für neue Behandlungen zu ermöglichen.

In Anbetracht der derzeitigen Wissenslücken in der Tumorbiologie von PDAC und des Mangels an Fortschritten bei Therapeutika besteht ein dringender klinischer Bedarf, eine Forschungsstrategie zu entwickeln, die die Entdeckung und Validierung neuer Biomarker in dieser Patientengruppe ermöglicht und über Biomarker- gezielte klinische Studien, um letztendlich das Überleben zu verbessern. Um eine solche Forschungsstrategie zu initiieren, bedarf es einer systematischen, prospektiven Sammlung und Analyse von Blutproben, die aus dem peripheren und Pfortaderkreislauf entnommen wurden, um durch Blut übertragene Surrogat-Tumormarker zu identifizieren, die es Ärzten ermöglichen, relevante Informationen für personalisierte Therapieentscheidungen zu erhalten. auf minimal-invasive Weise.