Verenkierron kasvain-DNA (ctDNA) Peräsuolen syöpä ja suhde ekstramuraaliseen laskimoinvaasioon (ctDNA)

Verisuoni- tai laskimoinvaasiota peräsuolen syöpää sairastavilla potilailla on pidetty merkittävänä ennustetekijänä yli puolen vuosisadan ajan. Kiinnostus ymmärtää mekanismeja, jotka säätelevät kasvaimen leviämistä peräsuolesta kaukaisiin paikkoihin, kuten maksaan, on ohjannut pahanlaatuisten solujen imusolmukkeiden ja verisuonten tunkeutumisen tutkimukseen. Laskimoinvaasiot on perinteisesti tunnistettu resektionäytteiden histologisella analyysillä, mutta patologien välillä on edelleen vaihtelua. Laskimo- tai verisuoniinvaasion tunnistamisessa käytettyjen histologisten menetelmien epäjohdonmukaisuudet ovat johtaneet vaikeuksiin tulkita todellista ilmaantuvuutta tai esiintyvyyttä; kirjallisuus raportoi esiintyvyyden vaihtelevan välillä 9-61 %. Siitä huolimatta EMVI:tä pidetään itsenäisenä prognostisena tekijänä, ja Yhdistyneen kuningaskunnan Royal College of Pathologists on tunnustanut sen sisällyttämällä sen kolorektaalisyöpien raportoinnin vähimmäistietoaineistoon.

Viime aikoina korkean resoluution magneettikuvauksen (MRI) tarkkuus on merkinnyt sitä, että ennustetekijät, kuten seinän ulkopuolinen laskimoinvaasio, voidaan luotettavasti tunnistaa kuvantamisessa. Kirjallisuus on osoittanut, että EMVI voidaan tunnistaa hyvin MRI:n avulla. mrEMVI:n on myös osoitettu olevan riippumaton prognostinen tekijä taudin uusiutumiselle kemoterapian jälkeen. Lisäksi MRI voi tunnistaa muita EMVI-tapauksia verrattuna rutiininomaiseen histopatologiaan, ja mrEMVI:n paranemisaste CRT-kuvauksissa liittyy parantuneeseen sairaudesta vapaaseen eloonjäämiseen.

Kiertävä soluton kasvain-DNA (ctDNA) voidaan havaita sekä metastaattista että primaarista syöpää sairastavien potilaiden verestä. EMVI:n läsnäolon vuoksi on todennäköistä, että kasvainsolut ja DNA-fragmentit erittyvät todennäköisemmin, ja verenkierrossa havaitaan korkeampi mutaatioprosentti verrattuna potilaisiin, jotka ovat mrEMVI-negatiivisia.

Nämä kasvainfragmentit voivat sitten toimia mikroemboleina muihin kohtiin ja mahdollisesti lisätä metastaasien kehittymisen riskiä. Lisäksi itse tuumorin intraoperatiivinen manipulointi voi johtaa kasvainsolujen lisääntyneeseen vapautumiseen suoliliepeen verenkiertoon, mikä viittaa maksan kiilamuotoisiin vaurioihin porttilaskimotrombista johtuvan kirurgisen resektion jälkeen.

On olemassa useita tapoja tunnistaa soluton kasvain-DNA. Tutkimukset, joissa käytettiin polymeraasiketjureaktiota (PCR - tapa konsentroida ctDNA:n määrä mielekkääksi mitattavaksi määräksi, jota voidaan sitten käyttää poikkeamien arvioimiseen), osoittivat myös ctDNA:n liittyvän lisääntyneeseen sairauden uusiutumisen riskiin ja huonompiin eloonjäämistuloksiin. Ei ole olemassa standarditekniikkaa, ja jokaisessa ctDNA-analyysin vaiheessa on hämmentäviä tekijöitä, mikä voi johtaa näytteenottovirheisiin ja epäjohdonmukaisuuksiin. Tämä johti useiden tekniikoiden kehittämiseen DNA:n eristämisen lisäämiseksi, kuten pikapyörityspylväät siten, että ctDNA sitoutuu vain silikageeliin ja eluoituu sitten käyttämällä vettä tai puskurijärjestelmää. Polymeraasiketjureaktiota voidaan käyttää kasvaimen ctDNA:n kvantifiointiin. Muita tekniikoita ovat kaksoispyöritys ja fenoli-kloroformin käyttö, monistusmenetelmät tai nopea kehruu pienten DNA-fragmenttien hakemiseksi. Varhaisissa tutkimuksissa mitattiin ja määritettiin kiertävän DNA:n kokonaismäärä ja havaittiin, että suurempi määrä soluvapaata DNA:ta liittyi kasvaimeen. Kasvainsoluista peräisin oleva ctDNA voidaan erottaa normaalista ctDNA:sta tutkimalla sen profiilia suhteessa kokoon ja fragmentoitumiseen, mutta keskustelua syntyi siitä, liittyivätkö kasvaimeen pidemmät vai lyhyemmät fragmentit, mikä johti epäselviin johtopäätöksiin. Kiertävän kasvain-DNA:n on oletettu olevan peräisin kasvaimesta, normaalista kudoksesta tai kasvaimeen liittyvistä stroomasoluista, mutta kasvaimesta peräisin oleva ctDNA oli kuitenkin yleensä fragmentoituneempi ja sen koko vaihteli enemmän, vaikka se oli kaiken kaikkiaan suurempi kuin normaalista kudoksesta peräisin oleva ctDNA.

Mielenkiintoista olisi tutkia, onko leikkauksensisäisessä vaiheessa piikki. Lisätutkimus osoittaa, että uusiutuva sairaus liittyy ctDNA:n lisääntymiseen ja on suurempi potilailla, joilla on metastaattinen sairaus, ja lisäksi potilailla, joilla on korkeammat ctDNA-tasot ja metastaasit, on huonompi ennuste. Tämän tyyppisen analyysin haasteena on, että soluton DNA voi olla suoraan sukua kasvaimeen tai ei, ja siksi viime aikoina painopiste on käännetty kasvainspesifiseen soluvapaaseen kasvain-DNA:han, jonka määrittelevät tunnetut mutaatiot, kuten kras ja p53 (kasvain p53:a kutsutaan nimellä tp53).

Kolorektaalisyövässä suurimmalla osalla potilaista on histologiassa ei-hypermutoituneita kasvaimia. Hypermutatoituneista kasvaimista TP53 ja KRAS muodostavat 60 % ja 43 % mutaatioista. Tutkijat seulovat veripohjaisen ctDNA:n p53:n ja KRAS:n varalta. Kun tutkijat ottavat verta, he saavat tietyn määrän kiertävää DNA:ta, joka voi olla kasvain tai normaali, ja sitten he analysoivat tämän nähdäkseen, onko siinä mutaatioita, ja jos on, tutkijat voivat kutsua sitä ctDNA:ksi (kiertävä kasvain-DNA). Jos mutaatiota ei ole, tämä ei välttämättä sulje pois ctDNA:ta, koska mutaatioiden (eli KRAS ja tp53) analyysimenetelmiin liittyy herkkyys ja spesifisyys, eikä kaikissa kasvaimissa ole KRAS- tai p53-mutaatioita. Joissakin kolorektaalisyöpäraporteissa näiden veren mutaatioiden poimimisnopeus korreloi 100 %:iin niistä kasvaimista, joilla on sama mutaatio histologiassa. Lisäksi plasma- tai seeruminäytteiden otto voi olla herkempää, joten 100 potilaan kohortissa kasvainten poimimisaste voi olla jopa 70 % jommassakummassa tai toisessa mutaatiossa (kras ja TP53). Muissa syövissä, kuten keuhkosyövässä, tutkijat poimivat 65 % mutaatioista verestä, joten keskimäärin tutkijat voivat odottaa havaitsevansa 0,65 x 60 = 39 % potilaista, joilla on havaittavissa olevia mutaatioita veressä. Tässä tutkimuksessa on todennäköistä, että keräysaste on 39 - 70 %. Tässä ryhmässä tutkijat voivat verrata ctDNA-profiilia EMVI-positiivisten ja -negatiivisten kasvainten välillä neoadjuvanttipitkän kemoradioterapian jälkeen ja määrittää, muuttuuko ctDNA-profiili leikkauksen aikana.