Erforschung der Rolle zirkulierender Tumorzellcluster bei Patienten mit hochriskantem frühem Brustkrebs, Studie GALIA (GALIA)

Brustkrebs ist die häufigste bösartige Erkrankung bei Frauen und die Hauptursache für krebsbedingte Sterblichkeit bei Frauen. Entzündlicher Brustkrebs (IBC) ist eine seltene, aber aggressive Form der Krankheit, die etwa 2-5 % der neu diagnostizierten Brustkrebsfälle ausmacht und eine schlechtere Prognose als nicht-entzündliche Subtypen aufweist. Eine Analyse der Behandlungsergebnisse von IBC-Patienten, die am Onkologischen Institut Ljubljana (OI) behandelt wurden, zeigte eine Verbesserung des Gesamtüberlebens (OS), das sich von 4,7 Jahren für Fälle, die zwischen 2001 und 2009 diagnostiziert wurden, auf 10 Jahre für diejenigen, die zwischen 2010 und 2018 diagnostiziert wurden, erhöhte. Diese Verbesserung wird hauptsächlich auf die zielgerichtete Therapie für den HER2-positiven Subtyp zurückgeführt. Unter den nicht-entzündlichen Brustkrebsarten ist der triple-negative Subtyp mit den schlechtesten Überlebensergebnissen verbunden.

In den letzten zehn Jahren haben Flüssigbiopsie-Techniken an Bedeutung bei der Diagnose und Überwachung der Behandlungswirksamkeit gewonnen. Diese nicht-invasiven Methoden ermöglichen die Verfolgung biologischer Marker in Körperflüssigkeiten, einschließlich zirkulierender Tumorzellen (CTC) und zirkulierender Tumor-DNA (ctDNA).

CTCs sind bösartige Zellen, die sich vom Primärtumor lösen, in den Blutkreislauf gelangen und als potenzielle Quelle für Metastasen in entfernten Organen dienen. Allerdings ist das Kreislaufsystem eine sehr feindliche Umgebung für diese Zellen, wobei nur 0,1 % überleben und erfolgreich in entfernte Gewebe extravasieren. Während der Zirkulation durchlaufen CTCs phänotypische Veränderungen. Zunächst zeigen sie epitheliale Eigenschaften, durchlaufen dann epithelial-mesenchymale (EMT) und mesenchymale Phänotypen, bevor sie nach der Gewebekolonisation in einen epithelialen Zustand zurückkehren, was die metastatische Aussaat erleichtert.

Die Anzahl der CTCs im Blutkreislauf schwankt. Mit der CellSearch®-Methode wurden CTCs bei 20 % der Patienten mit Brustkrebs im Frühstadium und bei 80 % derjenigen mit metastasierter Erkrankung nachgewiesen. Das Vorhandensein von ≥1 CTC pro 7,5 ml Blut ist ein ungünstiger prognostischer Marker für das OS bei Brustkrebs im Frühstadium, während ≥5 CTCs pro 7,5 ml Blut mit einer schlechteren Prognose bei metastasiertem Brustkrebs korrelieren. Bei IBC haben Studien ≥1 CTC bei 45-84 % der Patienten und ≥5 CTCs bei 20-47 % identifiziert.

Neueste Erkenntnisse deuten darauf hin, dass neben einzelnen CTCs auch CTC-Cluster im Blutkreislauf zirkulieren. Diese Cluster weisen ein 20- bis 80-fach höheres metastatisches Potenzial als einzelne CTCs auf. CTC-Cluster können homotypisch (ausschließlich aus CTCs bestehend) oder heterotypisch (CTC zusammen mit anderen Blutzellen, wie Neutrophilen oder Thrombozyten enthaltend) sein. Eine Forschungsgruppe aus Mailand beobachtete eine höhere Prävalenz von CTC-Clustern bei Patienten mit Brustkrebs im Frühstadium und hohem Risiko im Vergleich zu denen mit metastasierter Erkrankung.

Die Isolierung von CTC-Clustern erfordert spezialisierte Techniken. Das CellSearch®-System, lange Zeit die einzige von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) zugelassene Methode, detektiert hauptsächlich epitheliale CTC-Cluster, was zur Unterrepräsentation anderer phänotypischer Subtypen bei Brustkrebspatienten führt. In jüngerer Zeit wurden alternative Isolierungsmethoden basierend auf Zellgröße und Verformbarkeit entwickelt, die die Identifizierung einer größeren Anzahl von CTC-Clustern ermöglichen, einschließlich solcher mit mesenchymalen oder hybriden epithelial-mesenchymalen Phänotypen.

Während der EMT wird die Expression mesenchym-assoziierter Gene hochreguliert, während die Expression epithelialer Gene abnimmt. Dieser Übergang wird von einer Reorganisation des Zytoskeletts, dem Verlust von Zell-Zell-Verbindungen und der Störung der apikal-basalen Polarität begleitet, was letztendlich die Zellmotilität erhöht und einen invasiven Phänotyp fördert. Die neuartige Erkenntnis, dass CTC-Cluster im Frühstadium häufiger vorkommen als bei metastasiertem Brustkrebs, legt nahe, dass die Metastasierung über CTC-Cluster ein frühes Ereignis im Krankheitsverlauf ist.

Am OI werden zwei Methoden zur Detektion von CTCs untersucht: die magnetaktivierte Zellseparation (MACS), die epitheliale Marker detektiert und im Prinzip der CellSearch®-Methode ähnelt, und das Parsortix®-System, das CTCs basierend auf Größe und Verformbarkeit isoliert. Ergebnisse zeigen, dass Letzteres effektiver für die CTC-Isolierung ist. Im Mai 2022 genehmigte die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) das von Angle entwickelte Parsortix®-System als Werkzeug zur CTC-Isolierung. Im selben Jahr erwarb unsere Institution das Parsortix®-System, zunächst für Forschungszwecke, mit dem Potenzial für eine zukünftige Implementierung in der klinischen Routinepraxis. Bisher wurden zwei wissenschaftliche Artikel über CTCs in internationalen Zeitschriften veröffentlicht, derzeit wird ein dritter finalisiert – er untersucht den Zusammenhang zwischen klinisch-pathologischen Merkmalen, CTC-Zahl, dem Vorhandensein von CTC-Clustern und Megakaryozyten sowie immun-inflammatorischen Markern im Blut von Patienten mit nicht-entzündlichem Brustkrebs in Bezug auf das Gesamtüberleben (OS). Der primäre Fokus liegt auf der Rolle von CTC-Clustern.

Kumar Jolly et al. berichteten, dass entzündlicher Brustkrebs (IBC) eine prototypische bösartige Erkrankung ist, bei der Metastasen hauptsächlich über CTC-Cluster entstehen. Allerdings ist die Rolle von CTC-Clustern, einzelnen CTCs und anderen zirkulierenden Blutzellen (einschließlich Entzündungs- und Immunzellen) bei Brustkrebs noch nicht vollständig verstanden, mit widersprüchlichen Ergebnissen in der Literatur. Neuere Erkenntnisse deuten darauf hin, dass hypoxische CTC-Cluster ein höheres metastatisches Potenzial haben, zu einem früheren Metastasierungsbeginn beitragen und im Vergleich zu normoxischen CTC-Clustern als negativer prognostischer Faktor dienen. Zusätzlich heben zunehmende Berichte die Rolle von Zelladhäsionsstrukturen bei der Metastasierung hervor. Die aktuelle Forschung konzentriert sich besonders auf Desmosomen, speziell ihre Untereinheiten Plakoglobin und Desmoplakin. Eine hohe Plakoglobin-Expression im Primärtumor wurde mit einer kürzeren Zeit bis zur Fernmetastasierung in Verbindung gebracht. Chang et al. berichteten über eine Korrelation zwischen hoher Desmoplakin-Expression, der strukturellen Integrität von CTC-Clustern und einer verlängerten CTC-Überlebensdauer im Kreislauf, wodurch das Metastasierungsrisiko erhöht wird. Ebenso wurde eine hohe Desmoplakin-Expression als negativer prognostischer Faktor bei anderen Krebsarten identifiziert, einschließlich Zervix-, Lungen- und Kopf-Hals-Karzinomen.

Fortschritte in den Technologien zur Isolierung und Charakterisierung von CTCs und CTC-Clustern ermöglichen zunehmend gezieltere Forschung zu den Mechanismen der Fernmetastasenbildung. Allerdings bleibt die Etablierung von CTC-Kulturen und die Bewertung ihrer Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Therapeutika eine große Herausforderung. Forscher haben in dieser Hinsicht größere Erfolge unter Verwendung von Peptidnanoemulsionen gemeldet.

Parallel zur CTC-Forschung laufen auch Untersuchungen zur Überwachung von zirkulierender Tumor-DNA (ctDNA). Winn et al. berichteten, dass das aus der ctDNA-Analyse gewonnene genetische Profil bei IBC-Patienten komplementär zum Tumorgewebeprofil ist. Die Verfolgung von ctDNA-Spiegeln ermöglicht eine Echtzeitbewertung der Behandlungswirksamkeit und des Auftretens von Therapieresistenzen.

Während der gesamten Studie wird die Bewertung der Lebensqualität der Patienten durchgeführt, mit besonderem Schwerpunkt auf der kognitiven Funktion. Dieser Aspekt der Forschung wird Patientinnenvertreterinnen von Europa Donna einbeziehen.

Entzündlicher Brustkrebs ist ein eigener und aggressiver Subtyp von Brustkrebs mit einer schlechteren Prognose als nicht-entzündliche Formen. Unter den nicht-entzündlichen Brustkrebsarten ist der triple-negative Subtyp mit den schlechtesten klinischen Ergebnissen verbunden. Die Untersuchung von CTCs, CTC-Clustern und Megakaryozyten könnte neue Einblicke in den metastatischen Prozess von Brustkrebs bieten. Zusätzlich könnte die Überwachung spezifischer ctDNA-Spiegel ein wertvolles Werkzeug zur Bewertung der Behandlungswirksamkeit sein.

Diese Studie zielt darauf ab, die prognostische Bedeutung der CTC-Zahl, von CTC-Clustern und Megakaryozyten als prädiktive Faktoren für das Erreichen eines pathologischen Komplettansprechens (pCR) nach neoadjuvanter systemischer Therapie bei Patienten mit Hochrisiko-Brustkrebs (einschließlich entzündlichem Brustkrebs und triple-negativem Brustkrebs) zu untersuchen. Zusätzlich wird die Rolle von CTCs, CTC-Clustern, Megakaryozyten und ctDNA als prädiktive Faktoren für das progressionsfreie Überleben (PFS) und das Gesamtüberleben (OS) erforscht.