Kasvainspesifinen plasma-DNA

Vuonna 2011 Yhdysvalloissa oli arviolta 233 000 invasiivista rintasyöpätapausta ja 39 970 rintasyöpäkuolemaa. Suurimmalla osalla potilaista on diagnosoitu vaiheen I-III resekoitavissa oleva ja mahdollisesti parannettavissa oleva sairaus, ja näille potilaille kaikkein kiireellisimmät kysymykset ovat, onko adjuvantti endokriininen tai kemoterapia aiheellista, ja jos on, kuinka selvittää, toimivatko nämä hoidot. Systeeminen adjuvanttihoito vähentää suhteellista uusiutumisastetta 30-50 % potilaan iästä ja kasvaimen ominaisuuksista riippuen. Potilailla, joilla on alkuvaiheen sairaus, ei kuitenkaan usein ole mitattavissa olevia taudin merkkiaineita, kuten kohonnut syöpäantigeeni 27-29 (CA27.29). tai kiertäviä kasvainsoluja. Potilaita, joilla on alkuvaiheen rintasyöpä, hoidetaan tyypillisesti adjuvanttihoidolla, joka perustuu historialliseen näyttöön, joka osoittaa, että tällainen hoito pidentää eloonjäämistä tässä populaatiossa.

Keuhkosyöpä on yleisin pahanlaatuinen syöpä ja johtava syöpään liittyvien kuolemien syy Yhdysvalloissa. Yhdysvalloissa diagnosoidaan vuosittain noin 220 000 uutta keuhkosyöpätapausta. Valitettavasti keuhkosyövät diagnosoidaan usein myöhemmissä vaiheissa kuin rintasyöpä, mikä johtuu osittain siitä, että keuhkosyövän seulonta on vähäistä tai ei ollenkaan. Kuten rintasyövän kohdalla, potilaita hoidetaan yleensä kemoterapeuttisilla aineilla, mutta hoito-ohjelmat voivat kestää useista viikoista kuukausiin saada aikaan kliinisesti havaittavia kasvaimia estäviä vaikutuksia. Biomarkkeri varhaisen kasvaimen vasteen arvioimiseksi hoitoon hyödyttäisi tätä potilaspopulaatiota.

Kuolevien kasvainsolujen sisältö voidaan havaita verenkierrossa, ja kiinteiden kasvainten vuotavat verisuonet voivat parantaa tätä. Kasvainsolukuoleman proteiinibiomarkkereita on vaikea havaita plasman monimutkaisen luonteen ja teknisen herkkyyden puutteen vuoksi. Sitä vastoin DNA on helpompi havaita polymeraasiketjureaktion (PCR) -monistuksen avulla. Verenkierrossa olevaa kasvain-DNA:ta on todellakin havaittu plasmasta potilailta, joilla on osteosarkooma, rintasyöpä ja paksusuolen syöpä. Viime aikoihin asti oli epäkäytännöllistä kehittää määritystä kiertävän kasvain-DNA:n rutiininomaiseen määrittämiseen potilaiden ja kasvainten välisen heterogeenisyyden vuoksi. Genomitekniikan kehitys mahdollistaa nyt kasvaimen genomin sekvensoinnin potilaskohtaisten genomipoikkeamien tunnistamiseksi. Suuret genomiset muutokset (eli insertiot, amplifikaatiot, deleetiot, inversiot, translokaatiot) voidaan helposti havaita käyttämällä PCR-alukkeita, jotka tunnistavat kasvain-DNA:n mutta eivät normaalia DNA:ta.

Vaikka tätä strategiaa voidaan yleisesti soveltaa erityyppisiin kiinteisiin kasvaimiin, rintasyövässä on ilmeistä kaksi ongelmaa. Ensinnäkin kromosomien uudelleenjärjestelyjen esiintyvyys vaihtelee suuresti. 15 rintakasvaimen koko genomin sekvensointi paljasti 1-231 suurta genomista muutosta (keskiarvo = 68), joista kahdessa kasvaimessa oli 1 muutos ja 9 kasvaimessa > 20 muutosta. Yhden emäksen pistemutaatiot ovat yleisempiä, mutta vaikeasti havaittavissa luotettavasti PCR:llä. Siksi tutkijoiden on otettava huomioon, että pienellä potilaiden osajoukolla voi olla rajoitettu määrä genomimuutoksia saatavilla tätä määritystä varten. Toiseksi kasvaimensisäinen heterogeenisyys voi tarkoittaa, että joitain genomisia muutoksia ei ole läsnä jokaisessa kasvainsolussa. Tällaista heterogeenisyyttä on päätelty FISH- ja immunohistokemian (IHC) tutkimuksista useiden vuosien ajan, ja se varmistetaan nyt genomitasolla. Tutkijoiden on otettava huomioon, että vain osa kasvainsoluista voi olla herkkä sytotoksiselle hoidolle, joten muutokset kiertävän kasvain-DNA:n tasoissa voivat näkyä vain herkille soluille spesifisten genomimuutosten analysoinnissa.