Tumorspesifikt plasma-DNA

I 2011 var det anslagsvis 233 000 tilfeller av invasiv brystkreft, og 39 970 dødsfall fra brystkreft i USA. De aller fleste pasienter er diagnostisert med trinn I-III resektabel og potensielt helbredelig sykdom, og for disse pasientene er de mest presserende spørsmålene om adjuvant endokrin eller kjemoterapi er indisert, og i så fall hvordan man kan avgjøre om disse behandlingene virker. Adjuvant systemisk terapi reduserer relative residivrater med 30-50 %, avhengig av pasientens alder og tumorkarakteristika. Imidlertid har pasienter med sykdom i tidlig stadium ofte ikke målbare sykdomsmarkører som forhøyet kreftantigen 27-29 (CA27.29) eller sirkulerende tumorceller. Pasienter med brystkreft i tidlig stadium behandles vanligvis med adjuvant terapi basert på historisk bevis som viser at slik terapi forlenger overlevelsen i denne populasjonen.

Lungekreft er den vanligste maligniteten og den viktigste årsaken til kreftrelatert død i USA. Omtrent 220 000 nye tilfeller av lungekreft blir diagnostisert i USA hvert år. Dessverre blir lungekreft ofte diagnostisert på senere stadier enn brystkreft, delvis på grunn av lite/ingen effektiv screening for lungekreft. Som med brystkreft behandles pasienter vanligvis med kjemoterapeutiske midler, men behandlingsregimer kan ta flere uker til måneder for å fremkalle klinisk påvisbare antitumoreffekter. En biomarkør for å vurdere tidlig tumorrespons på terapi vil være til nytte for denne pasientpopulasjonen.

Innholdet av døende svulstceller kan påvises i blodet, og dette kan forsterkes av den utette vaskulaturen til solide svulster. Proteinbiomarkører for tumorcelledød er vanskelige å oppdage på grunn av plasmas komplekse natur og mangel på teknisk følsomhet. Derimot er DNA lettere å oppdage gjennom polymerasekjedereaksjon (PCR) amplifikasjon. Det er faktisk påvist sirkulerende tumor-DNA i plasma fra pasienter med osteosarkom, brystkreft og tykktarmskreft. Inntil nylig var det upraktisk å utvikle en analyse for å rutinemessig kvantifisere sirkulerende tumor-DNA på grunn av heterogenitet mellom pasienter og svulster. Fremskritt innen genomisk teknologi tillater nå sekvensering av et tumorgenom for å identifisere pasientspesifikke genomiske aberrasjoner. Store genomiske endringer (dvs. insersjoner, amplifikasjoner, delesjoner, inversjoner, translokasjoner) kan lett påvises ved bruk av PCR-primere som vil gjenkjenne tumor-DNA, men ikke normalt DNA.

Selv om denne strategien kan være generelt anvendelig for ulike typer solide svulster, er to problemer tydelige ved brystkreft. For det første varierer forekomsten av kromosomale omorganiseringer mye. Helgenomsekvensering av 15 brystsvulster avslørte en rekke av 1-231 store genomiske endringer (gjennomsnitt = 68), hvor 2 svulster hadde 1 endring, og 9 svulster hadde > 20 endringer. Enkeltbasepunktmutasjoner er mer vanlige, men vanskelige å oppdage pålitelig ved bruk av PCR. Derfor må etterforskerne vurdere at en liten undergruppe av pasienter kan ha et begrenset antall genomiske endringer tilgjengelig for denne analysen. For det andre kan intratumoral heterogenitet bety at noen genomiske endringer ikke er tilstede i hver tumorcelle. Slik heterogenitet har blitt utledet fra FISH og immunhistokjemi (IHC) studier i mange år, og blir nå verifisert på genomisk nivå. Etterforskerne må vurdere at bare en underpopulasjon av tumorceller kan være følsomme for cytotoksisk terapi, så endringer i nivåene av sirkulerende tumor-DNA kan bare reflekteres med analyse av genomiske endringer som er spesifikke for de sensitive cellene.