Krążące DNA guza (ctDNA) Rak odbytnicy i związek z zewnątrzścienną inwazją żylną (ctDNA)

Inwazja naczyń lub żył u chorych na raka odbytnicy od ponad pół wieku uważana jest za istotny czynnik prognostyczny. Zainteresowanie zrozumieniem mechanizmów regulujących rozprzestrzenianie się guza z odbytnicy do odległych miejsc, takich jak wątroba, napędzało badania nad inwazją limfatyczną i naczyniową przez komórki nowotworowe. Inwazja żylna była tradycyjnie identyfikowana na podstawie analizy histologicznej próbek po resekcji, ale istnieje zmienność między patologami. Niespójności w metodach histologicznych stosowanych do identyfikacji inwazji żylnej lub naczyniowej doprowadziły do ​​trudności w interpretacji rzeczywistej częstości występowania lub częstości występowania; literatura podaje częstość występowania w przedziale 9-61%. Niemniej jednak EMVI jest uważany za niezależny czynnik prognostyczny i jako taki został uznany przez Royal College of Pathologists w Wielkiej Brytanii poprzez włączenie go do minimalnego zbioru danych do zgłaszania raka jelita grubego.

Niedawno rosnąca dokładność obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI) o wysokiej rozdzielczości oznacza, że ​​czynniki prognostyczne, takie jak inwazja żył pozaściennych, można z pewnością zidentyfikować w obrazowaniu. W piśmiennictwie wykazano, że EMVI można dobrze zidentyfikować za pomocą rezonansu magnetycznego. Wykazano również, że mrEMVI jest niezależnym czynnikiem prognostycznym nawrotu choroby po chemioradioterapii. Ponadto MRI może zidentyfikować dodatkowe przypadki EMVI w porównaniu z rutynową histopatologią, a stopień poprawy mrEMVI na skanach po CRT jest związany z poprawą przeżycia wolnego od choroby.

Krążący bezkomórkowy DNA guza (ctDNA) można wykryć we krwi pacjentów zarówno z rakiem przerzutowym, jak i pierwotnym. Ze względu na obecność EMVI jest prawdopodobne, że komórki nowotworowe i fragmenty DNA są bardziej podatne na wydalanie, a częstotliwość mutacji we krwi będzie wyższa w porównaniu z pacjentami, którzy nie mają mrEMVI.

Te fragmenty guza mogą następnie działać jako mikrozatory w innych miejscach i potencjalnie zwiększać ryzyko rozwoju przerzutów. Ponadto śródoperacyjna manipulacja samego guza może prowadzić do większego uwalniania komórek nowotworowych do krążenia krezkowego, co sugerowane jest klinowatymi ubytkami wątroby po chirurgicznej resekcji z powodu zakrzepicy żyły wrotnej.

Istnieje kilka sposobów identyfikacji wolnego od komórek DNA nowotworu. Badania wykorzystujące reakcję łańcuchową polimerazy (PCR – sposób na skoncentrowanie ilości ctDNA w celu uzyskania znaczącej, mierzalnej ilości, którą można następnie wykorzystać do oceny aberracji) również wykazały, że ctDNA wiąże się ze zwiększonym ryzykiem nawrotu choroby i gorszymi wynikami przeżycia. Nie ma standardowej techniki, a czynniki zakłócające występują na każdym etapie analizy ctDNA, co może prowadzić do błędów pobierania próbek i niespójności. Doprowadziło to do opracowania kilku technik mających na celu zwiększenie izolacji DNA, takich jak kolumny z szybkim wirowaniem, tak aby ctDNA wiązało się tylko z żelem krzemionkowym, a następnie było eluowane przy użyciu wody lub układu buforowego. Reakcję łańcuchową polimerazy można wykorzystać do ilościowego określenia ctDNA guza. Inne techniki obejmują podwójne wirowanie i zastosowanie fenolu-chloroformu, metody amplifikacji lub szybkie wirowanie w celu pobrania małych fragmentów DNA. We wczesnych badaniach mierzono i określano ilościowo całkowitą ilość krążącego DNA i stwierdzono, że większe ilości całkowitego wolnego od komórek DNA były związane z nowotworem. ctDNA z komórek nowotworowych można odróżnić od normalnego ctDNA, badając jego profil w odniesieniu do wielkości i fragmentacji, jednak pojawiła się debata na temat tego, czy dłuższe czy krótsze fragmenty były związane z guzem, co doprowadziło do niejasnych wniosków. Postawiono hipotezę, że krążące DNA guza pochodzi z guza, normalnej tkanki lub komórek zrębowych związanych z nowotworem, jednak ctDNA pochodzące z guza było bardziej pofragmentowane i wykazuje większą zmienność wielkości, chociaż ogólnie było większe niż ctDNA pochodzące z normalnej tkanki.

Interesujące byłoby zbadanie, czy występuje skok w fazie śródoperacyjnej. Dalsze badanie pokazuje, że nawrót choroby jest związany ze wzrostem ctDNA i jest wyższy u pacjentów z chorobą przerzutową, a ponadto pacjenci z wyższymi poziomami ctDNA i przerzutami mają gorsze rokowanie. Wyzwanie związane z tego typu analizą polega na tym, że bezkomórkowy DNA może, ale nie musi, być bezpośrednio związany z nowotworem, dlatego ostatnio skupiono się na swoistym dla nowotworu komórkowym wolnym nowotworowym DNA, zdefiniowanym przez znane mutacje, takie jak kras i p53 (guz p53 jest określany jako tp53).

W raku jelita grubego większość pacjentów ma guzy niezwiązane z hipermutacją w badaniu histologicznym. Spośród hiper-mutowanych nowotworów TP53 i KRAS stanowią odpowiednio 60% i 43% mutacji. Badacze będą przeszukiwać ctDNA z krwi pod kątem p53 i KRAS. Kiedy badacze pobiorą krew, otrzymają pewną ilość krążącego DNA, które może być guzem lub normalnym, a następnie analizują to, aby zobaczyć, czy ma mutacje, a jeśli tak, badacze mogą nazwać to ctDNA (krążące DNA nowotworu). Jeśli nie ma mutacji, niekoniecznie wyklucza to ctDNA, ponieważ istnieje czułość i specyficzność związana z metodami analizy mutacji (tj. KRAS i tp53) i nie wszystkie nowotwory będą miały mutacje KRAS lub p53. W niektórych doniesieniach dotyczących raka jelita grubego wskaźnik wychwytywania tych mutacji we krwi koreluje ze 100% guzów, u których stwierdzono tę samą mutację w badaniu histologicznym. Ponadto pobieranie próbek osocza lub surowicy może być bardziej czułe, więc w kohorcie 100 pacjentów wskaźnik wychwytywania guzów może wynosić do 70% dla jednej lub innych mutacji (kras i TP53). W innych nowotworach, takich jak rak płuc, badacze wychwytują 65% mutacji we krwi, dlatego średnio badacze mogą spodziewać się wykrycia wykrywalnych mutacji we krwi u 0,65 x 60 = 39% pacjentów. W przypadku tego badania jest prawdopodobne, że wskaźnik ożywienia wyniesie między 39 a 70%. W tej grupie badacze będą mogli porównać profil ctDNA między guzami EMVI-dodatnimi i ujemnymi po długotrwałej chemioradioterapii neoadiuwantowej i określić, czy profil ctDNA zmienia się śródoperacyjnie.