Molekulare Information, das persönliche Spiegelbild des Tumors: Bestmögliche Krebstherapie durch genetische Tumorprofile

Von der DNA-Sequenz zum Wegweiser

Um Personalisierte Medizin zum Onkologen und damit tatsächlich zum Patienten zu bringen, ist eine Übersetzungsfunktion notwendig, für die sich Roche bereits 2015 einen strategisch wichtigen Partner an die Seite geholt hat: Foundation Medicine (FMI). Das Unternehmen erstellt umfassende Tumorprofile.


Hinter den Labortüren: Das Tumorprofil

Tumorprofil, Übersetzung, Daten – was hat das alles mit der Krebstherapie zu tun? Am Beispiel der Foundation Medicine-Services wird greifbar, was zunächst kryptisch klingt.

FMI bietet drei verschiedene Services an:

  • FoundationOne® CDx
  • FoundationOne® Liquid
  • FoundationOne® Heme.

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Der Weg von der Tumorprobe zur wegweisenden Krebstherapie

Schritt 1 und 2: Die Tumorprobe

Trifft der Arzt die Entscheidung, ein umfassendes Tumorprofil mittels FoundationOne®CDx erstellen zu lassen, wird eine vorhandene Gewebeprobe zur Analyse genutzt. Die Proben aus Deutschland und anderen europäischen Ländern werden in das 2017 eröffnete Foundation Medicine-Labor ins bayerische Penzberg geschickt. Hier werden die Patientenproben analysiert.

Schritt 3: Durch DNA-Sequenzierung entsteht das molekulare Tumorprofil

Nach Isolation der Tumor-DNA aus dem Gewebe der eingesandten Tumorprobe werden durch leistungsstarke Next-Generation-Sequencing-Protokolle die genetischen Treiber des Tumors analysiert. Das bedeutet, dass FMI als Pionier in der molekularen Diagnostik in der Lage ist, mehrere hundert krebsspezifische Gene zu sequenzieren und dabei alle vier möglichen Arten genetischer Veränderungen (Basensubstitutionen, Deletionen und Insertionen, Amplifikationen, Rekombinationen) parallel mit hoher Spezifität und Sensitivität nachzuweisen.

Je nach Service variiert die Anzahl der untersuchten Gene: FoundationOne® CDx für solide Tumoren analysiert mehr als 300 Gene, mit Foundation One® Liquid können 70 tumorrelevante Mutationen in einer Blutprobe analysiert werden. FoundationOne® Heme ermöglicht eine DNA- und RNA-Sequenzierung und kann somit auch Rekombinationen (Genfusionen) nachweisen


Es gibt vier Haupttypen von Genmutationen die Krebs auslösen können

Arten von DNA-Veränderungen, die Krebs auslösen können

Im Gegensatz zu Einzelmarker-Tests oder sogenannten Hot-Spot-Assays, entsteht so ein vollständiges Profil der untersuchten Gene – das Tumorprofil des Patienten.

Das Prinzip des Einzelmarker-Tests

Einzelmarker-Tests sind momentan die häufigsten Herangehensweisen in der Diagnostik. Sie identifizieren eine oder zwei Klassen der genetischen Veränderungen in einem vorher definierten Gen, welches gewöhnlich mit Krebs oder dem Ansprechen auf eine zielgerichtete Therapie assoziiert wird. Diese Routinetests sind oftmals spezifisch für eine Art von Krebs. Man kann beispielsweise auf die Biomarker HER2 bei Brustkrebs, EGFR oder ALK beim Lungenkrebs oder BRAF beim Malignen Melanom testen.

Das Prinzip des Hot-Spot-Assay

"Hotspot"-Tests setzen Next-Generation-Sequencing (NGS) ein um einen begrenzten Bereich vorher definierter Mutationen auf mehreren Genen zu identifizieren. Sie erkennen jedoch oft nicht alle Klassen an genetischen Veränderungen und sind zudem auf einige wenige Stellen innerhalb der jeweiligen Gene begrenzt.

Das Prinzip des genetischen Tumorprofils

Beim genetischen Vollprofil wird NGS (Next Generation Sequencing) eingesetzt, um alle vier Klassen genetischer Veränderungen hunderter Gene zu identifizieren, von denen man weiß, dass sie Krebs auslösen. Diese Art der Analyse kann generell bei allen Krebserkrankungen eingesetzt werden, da alle bekannten wichtigen Krebsgene gleichzeitig analysiert werden können. Ein solches Vollprofil kann beispielsweise über Foundation One® CDx erstellt werden.

Schritt 4: Vernetzung der Daten mit mehr als 200.000 Tumorprofilen

Aus diesen Daten nutzbare Informationen abzuleiten ist die Transferleistung und zugleich der Schritt, an dem digitale Technologien greifen. Leistungsstarke Algorithmen und ein interdisziplinäres Team aus Bioinformatikern und Wissenschaftlern mit medizinisch-biologischem Hintergrund werten die gewonnenen Daten aus.

Hier entsteht der eigentliche Mehrwert für Ärzte, Patienten und für die Forschung. Foundation Medicine kann auf die Erfahrung aus der Auswertung von mehr als 200.000 anonymisierten DNA-Profilen zugreifen, die mit den Tumorprofilen der einzelnen Patienten abgeglichen werden.

Die Daten des Tumorprofils fließen einerseits in den umfassenden Datenpool und helfen so dabei, die molekularen Grundlagen von Krebs besser zu verstehen, Targets und Biomarker zu identifizieren und die klinische Forschung durch spezifische und praxisrelevante Subgruppen von Krebs zu beschleunigen und effektiver zu gestalten.

Andererseits profitieren Arzt und Patient von den Daten. Die Ergebnisse werden hinsichtlich der gefundenen Alterationen, dazu passender Therapien und Studien in einem umfangreichen Ergebnisbericht (Report) zusammengefasst.

Schritt 5 und 6: Der wegweisende Report

Ein Bericht in der Sprache des Arztes – detailliert, evidenzbasiert, umfangreich und zugleich praxisrelevant und verständlich. Hier werden die identifizierten Mutationen gesammelt ausgewiesen, die bisher bekannte Bedeutung der betroffenen Gene bei der Krebsentstehung anhand aktueller Literatur dargestellt und zudem die Mutationslast aufgeführt. Das Entscheidende ist aber, dass auf Basis der identifizierten genetischen Veränderungen mögliche Therapieoptionen ausgewiesen werden – einschließlich klinischer Studien, in denen derzeit Therapien untersucht werden, die für den Patienten aufgrund seines ermittelten Tumorprofils relevant sein könnten. Der Report wird so zur wichtigen und individuellen Entscheidungshilfe. Er ermöglicht Chancen auf eine Präzisionstherapie und letztendlich auf eine verbesserte Lebensqualität für den Patienten.

Tumorprofile in der Praxis

In einigen Fällen werden Betroffene bereits heute anhand ihres genetischen Tumorprofils therapiert. Insbesondere Betroffene mit seltenen oder weit fortgeschrittenensoliden Krebsarten können von einer maßgeschneiderten Therapie profitieren oder haben diese als letzte Behandlungsoption. Ebenso kann die Personalisierte Medizin Patienten wieder Hoffnung geben, bei denen Metastasen identifiziert werden, der Ursprungstumor aber nicht gefunden werden kann