Digitale PCR (dPCR) ist besonders sensitiv und kosteneffizient – Eigenschaften, die sie zu einem besonders geeigneten Tool für den Nachweis zirkulierender Nukleinsäuren in Blutproben von Krebspatienten (Liquid Biopsy) machen. dPCR, eine Technologie, die bisher überwiegend in der Forschung zum Einsatz kam, hält nun Einzug in die onkologische Diagnostik.
Im Gegensatz zur klassischen Biopsie werden bei der Liquid Biopsy statt Gewebeproben zellfreie Nukleinsäuren analysiert, die im Blut und anderen Körperflüssigkeiten zirkulieren. Liquid Biopsy ist minimalinvasiv und daher ein besonders patientenschonendes Verfahren. Allerdings kommen zellfreie Nukleinsäuren meist in sehr geringer Konzentration in den Flüssigproben vor, so dass für deren Quantifizierung besonders sensitive Verfahren notwendig sind.
Eine Analysetechnologie, die diese Anforderung erfüllt, ist die digitale PCR (dPCR), eine hochpräzise und kosteneffektive Methode zum Nachweis und zur Quantifizierung von Zielsequenzen in Nukleinsäuren. Die dPCR wurde bislang vornehmlich zu Forschungszwecken angewandt. Nun erobert die Technologie den Diagnostikmarkt – aus gutem Grund: Die dPCR erlaubt im Vergleich zur herkömmlichen qPCR (quantitative PCR) eine absolute Quantifizierung molekularer Alterationen und bietet verglichen zu Next-Generation-Sequencing (NGS)-Workflows eine deutlich kosteneffektivere Alternative.
Die Anwendungsmöglichkeiten der dPCR innerhalb der Onkologie sind vielversprechend: Validierte dPCR-Analysen können über den Nachweis und vor allem über die Quantifizierung relevanter Biomarker dabei unterstützen, das Therapieansprechen bzw. die Tumorlast im Rahmen eines Monitorings zu überwachen und Therapieentscheidungen zu optimieren.
Im Gegensatz zur herkömmlichen qPCR werden bei der dPCR die Nukleinsäuren vor dem Thermocycling in Mikrotiterplatten partitioniert. Das erlaubt einen besonders sensitiven und genauen Nachweis absoluter Konzentrationen spezifischer Nukleinsäuresequenzen.
Tabelle: Beispielhafte Anwendungsbereiche der dPCR im Rahmen der onkologischen Liquid Biopsy – Vergleich dPCR, qPCR und NGS.
Gerade wenn Sequenzvarianten, die im Vergleich zum Wildtyp in nur sehr geringer Menge vorliegen, nachgewiesen werden sollen, ist eine sensitive, genaue und präzise Methode notwendig.
Die dPCR ist einfach durchzuführen, kosteneffektiv und dazu sensitiver als andere Verfahren (s. Tabelle): So können beispielsweise mit den aktuellen Assays für die dPCR (LightMix® Digital Assays) Sensitivitäten von 0,05% bis 0,1% erreicht werden.
Die Bestimmung spezifischer Biomarker aus dem Blut von Krebspatient:innen ist nicht nur bei Forschungsfragestellungen relevant, sondern findet verstärkt Einzug in die onkologische Diagnostik. Der Nachweis bestimmter Mutationen des Östrogenrezeptors ESR1 bei zirkulierender Tumor-DNA ist aktuell für die Therapiesteuerung bei Brustkrebs sehr bedeutend.
Hierfür wird es ab 01. Juli über die Gebührenordnungsposition (GOP) eine
Da im dPCR-Segment viele der eingesetzten Assays nicht für in-vitro-diagnostische Zwecke sind, ist es wichtig, dass Labore sicherstellen, dass die verwendeten Assays die IVDR-Anforderungen erfüllen. (Link zu weiterführenden Informationen:
Sensitivität: Das Digital LightCycler® System ist in der Lage, spezifische Nukleinsäuresequenzen einer sehr geringen Allelfrequenz robust nachzuweisen und das bei einem geringem Totvolumen.
Präzision: Mit steigender Anzahl an Partitionen (Bsp. 100.000 Partitionen bei der High Resolution Platte) können sehr subtile Unterschiede (bspw. Veränderungen der Kopienzahl) zwischen Proben detektiert werden.
Flexibilität durch drei verschiedene Nanowellplatten und ein 6-Kanal-Analysesystem, was sowohl ein Multiplexing als auch die Optimierung in bestimmten wissenschaftlichen oder klinischen Fragestellungen ermöglicht.
Integration: Anbindung des Digital LightCycler® Systems an das Laborinformationssystem zur Vereinfachung des Workflows
Sicherheit: Klare Trennung der Partitionen, bspw. durch die Verwendung von Nanowellplatten und eines Füllfarbstoffs zur Validierung. Multiple Strategien zur Risikominimierung hinsichtlich Kontaminationen mit Amplikons.
Kosteneffizienz: Im Vergleich zu Next Generation Sequencing-basierten Analysen sind die Kosten pro Analyse deutlich geringer. Mit acht Analysen pro Platte können die Labore auch schon mit wenigen Proben einen kosteneffizienten Lauf starten. Da bis zu 12 Platten in einem Lauf analysiert werden können, kann aber auch mit einem höheren Durchsatz gut umgegangen werden.
Entdecken Sie unser Einführungsangebot zum Digitalen LightCycler System. Schauen Sie auf unserer Webseite nach und sichern Sie sich den exklusiven Preis: Das Digital LightCycler® System | roche.de
Melden Sie sich zum Newsletter an und erhalten Sie direkt die Neuigkeiten aus der Diagnostik in Ihr Postfach.
Links zu Websites Dritter werden im Sinne des Servicegedankens angeboten. Der Herausgeber äußert keine Meinung über den Inhalt von Websites Dritter und lehnt ausdrücklich jegliche Verantwortung für Drittinformationen und deren Verwendung ab.