FoundationOne Liquid®: Umfassendes Tumorprofiling mit Liquid Biopsy

Was ist das Prinzip der Liquid Biopsy?

Im Blut zirkuliert ständig zell-freie DNA („circulating(cell-)free“ DNA, cfDNA) aus verschiedenen Körperzellen. Diese cfDNA stammt vor allem aus Gewebe mit einer erhöhten Rate an Proliferation und Apoptose, also mit einem erhöhten Zellumsatz. Dementsprechend zirkuliert neben DNA aus normalem Gewebe auch Tumor-DNA (ctDNA) im Plasma.1 Diese Tatsache bildet die Grundlage der Methodik der Liquid Biopsy. Dabei identifiziert man die ctDNA im Plasma und detektiert dort tumorgenetische Alterationen, in Form von Punktmutationen, Deletionen/Insertionen, Gen-Rearrangements oder Amplifikationen.2

Was ist der Vorteil von Liquid Biopsy?

In einigen Fällen kann eine solide Biopsie nicht oder nur mit hohem Risiko für den Patienten entnommen werden. Beispielsweise kann bei einem gewissen Teil der Patienten mit nicht-kleinzelligen Lungentumoren (NSCLC) aus verschiedenen Gründen kein Gewebe- oder Zellmaterial aus dem Tumorherd gewonnen werden, etwa weil der Tumorherd schwer zugänglich ist.3,4 Unter diesen Bedingungen kann mit Liquid Biopsy ein genetisches Tumorprofiling zustande kommen.

Selbst wenn ein Tumor chirurgisch oder durch Punktion gut zugänglich ist, so ist eine Blutentnahme in der Regel mit deutlich weniger Aufwand verbunden als eine Entnahme von Tumorgewebe. Das kommt vor allem dann zum Tragen, wenn eine mögliche Veränderung des genetischen Profils im zeitlichen Verlauf erfasst werden soll. Hierzu müssen bei der klassischen Biopsie mehrere Gewebeproben zu unterschiedlichen Zeitpunkten gewonnen werden. Liquid Biopsy hingegen ist minimal-invasiv und daher mit weniger Aufwand verbunden,  sodass eine Analyse mehrmals während verschiedener Zeitpunkte durchgeführt werden kann. Sie erlaubt ein molekulares Monitoring der Erkrankung5, um ein Tumorrezidiv rechtzeitig zu erkennen.6

In anderen Fällen liegen während der Krebsprogression häufig mehrere Tumorherde und/oder Tumormetastasen vor, die tumorgenetisch heterogen sein können.7 Hier hat Liquid Biopsy gegenüber einer Gewebebiopsie den Vorteil, freigesetzte ctDNA aus anderen Tumorherden zu erfassen und so eine repräsentative Analyse des gegenwärtigen Krankheitszustandes zu erstellen. Auch kann es im Verlauf einer Therapie zu genetischen Veränderungen im Primarius kommen, die sich mit Liquid Biopsy mit weniger Risiko erfassen lassen. Beim NSCLC etwa mit aktivierender Mutation im EGFR-Gen entsteht unter ziel-gerichteter Therapie mit Tyrosin-Kinase-Inhibitoren (TKI) häufig eine Resistenz durch sekundäre T790M-Mutation im EGFR-Gen.8 Mithilfe von Liquid Biopsy lassen sich solche therapierelevanten Resistenzmutationen unter Umständen frühzeitig erkennen und die Therapie lässt sich entsprechend anpassen.9 Auch in den Leitlinien findet die Liquid Biopsy mittlerweile Beachtung. So geht die aktuelle S3 Leitlinie zum Lungenkarzinom unter anderem mit dem folgenden Hinweis auf die Liquid Biopsy ein: „Bei akquirierter EGFR-TKI-Resistenz und negativer Biopsie in Bezug auf T790M soll zusätzlich eine Liquid Biopsy zur Bestimmung von Resistenzmechanismen durchgeführt werden“.10 In der S3 Leitlinie zum kolorektalen Karzinom steht hinsichtlich der Liquid Biopsy folgendes: „Falls die Bestimmung des RAS Mutationsstatus aus dem Gewebe nicht möglich ist, kann in Betracht gezogen werden, den RAS-Mutationsstatus aus der im Blut zirkulierenden Tumor-DNA zu ermitteln".11

Ähnlich wie bei einer Gewebeprobe untersucht FoundationOne Liquid mit Hilfe der Hybrid Capture Next Generation Sequenzierung die Fragmente der Tumor-DNA, die im Blut vorhanden sind, nach Mutationen. Aktuell werden 70 krebsspezifische Gene analysiert.12 Das Wissen um die genetischen Veränderungen, die bei dem jeweiligen Patienten potentiell an der Tumorentstehung beteiligt sind, kann helfen Behandlungsmöglichkeiten gezielt einzusetzen.

Welchen Nutzen haben Arzt und Patient von FoundadtionOne Liquid?

FoundationOne Liquid kann Onkologen bei der Therapieauswahl unterstützen, indem sie individuelle, tumorspezifische Informationen erhalten und dadurch die Behandlung ihrer Patienten noch präziser personalisieren können. Es kann ihnen als Werkzeug dienen, um die Diagnose mit Hilfe aktuellster molekularer Informationen und Evidenz, präzisiert auf den individuellen Krebs des Patienten, in den klinischen Kontext zu setzen. Eine Vielzahl von typischerweise bei Krebserkrankungen veränderten Genen wird untersucht. Dadurch wird festgestellt, welche molekularen Veränderungen vorhanden sind. Personalisierte Therapie erreicht dadurch eine neue Dimension: Denn Onkologen können diese genetischen Veränderungen mit relevanten zielgerichteten Therapieoptionen in ihre Entscheidungsfindung mit einfließen lassen.

Warum kooperiert Roche mit Foundation Medicine Inc.?

Das US-amerikanische Unternehmen Foundation Medicine Inc. ist ein Pionier der molekularen Informa-tion. Die besondere Expertise von Foundation Medicine ist es, die Veränderungen im Tumorgenom von Krebspatienten bis auf die molekulare Ebene hin zu erkennen. Foundation Medicine wurde im Jahr 2010 in Cambrige/Massachusetts (USA) gegründet. Seit April 2015 ist Roche mit 56,3 % Mehrheitsaktionär und 2018 hat Roche Foundation Medicine vollständig zu übernommen.

Roche hat früh erkannt, dass personalisierte Medizin in der Behandlung von Krebs ein außerordentliches Potenzial besitzt. Dank immenser Fortschritte in der Molekularbiologie haben sich in den vergangenen Jahren in der Diagnose und Therapie von Krebs neue Perspektiven eröffnet. Ziel der Zusammenarbeit von Roche mit Foundation Medicine ist es, dieses molekularbiologische Wissen zu nutzen, um eine neue Dimension der personalisierten Medizin zu erreichen. Das Entziffern spezifischer Gene, die bekanntermaßen die Tumorentstehung beeinflussen, bringt an den Tag, wo mögliche Schaltstellen der Entartung der Tumorzellen liegen. Dies eröffnet die Möglichkeit, das Wachstum des Tumors gezielt einzuschränken oder zu stoppen. Die Partnerschaft zwischen Roche und Foundation Medicine ist damit eine Investition in die zukünftige Behandlung von Krebs sowie in die Zukunft der Krebsforschung.

Was sind die Limitationen von Liquid Biopsy?

Die geringe Konzentration von ctDNA, die in einigen Fällen einen Anteil von lediglich 0,01 Prozent der gesamten zellfreien DNA ausmachen kann, ist eine zentrale Herausforderung der Liquid Biopsy.1 Mithilfe hochsensibler Nachweissysteme lassen sich mittlerweile aber für eine Reihe von Tumoren die ctDNA nachweisen, darunter Kolon-Ca und NSCLC. Liquid Biopsy und Gewebebiopsie werden aktuell als kom-plementäre, einander ergänzende Verfahren zum Nachweis tumorgenetischer Veränderungen angesehen.8

Eine weitere Herausforderung wirkt limitierender: Noch gibt es keinen Marker, mit dem sich ctDNA von cfDNA unterscheiden lässt. Deshalb sollte die Mutationssuche in der Liquid Biopsy unter Einschluss einer bekannten Mutation des untersuchten Primärtumors als erfolgen. Wenn der Nachweis einer bekannten Mutation aus dem Primärtumor vorliegt, lässt sich mit Sicherheit sagen, dass die Analyse funktioniert hat und das Testergebnis aussagekräftig ist. FoundationOne Liquid zeigte bei der Validierung neben positiven prädiktiven Werten über 99% und auch Sensitivitäten, die für Punktmutationen, Insertionen/Deletionen und Gen-Rearrangements über 95% liegen, bei einer Allelfrequenz von ­­≥ 0,5%.12

Warum verhält sich Liquid Biopsy zur Gewebebiopsie komplementär?

Studien, die Liquid Biopsy und Gewebebiopsie vergleichen, zeigen, dass die beiden Verfahren einander ergänzende, komplementäre Verfahren sind. So kann für den Nachweis einer T790M-Mutation nach Gabe eines TKI eine Liquid Biopsy in 31 Prozent der Fälle ein negatives Ergebnis einer Gewebeuntersuchung umwandeln in einen positiven Mutationsbefund. Andersherum kann auch die Gewebebiospie ein negatives Untersuchungsergebnis aus einer Liquid Biopsy in ein positives Ergebnis umkehren.10 Das heißt, Liquid Biopsy und Gewebebiopsie sollten für eine optimale Aussagekraft nicht als Alternativen gegenübergestellt werden, sondern – sofern möglich – idealerweise in sich ergänzender Weise eingesetzt werden.7

Referenzen

  1. Diaz L & Bardelli A. (2014) J ClinOncol; 32 (6): 579–586
  2. Stratton M.R. et al Ilie M et al.,Nature. 2009 Apr 9;458(7239):719-24
  3. Ilie M et al. (2016) Transl Lung Cancer Res 5:420-3
  4. Mino-Kenudson M. (2016) Transl Lung Cancer Res 5:424-7
  5.  Villaflor, V., et al. (2016) Oncotarget 7:66880-91
  6. Allen, J.M.,et al. (2017) Clin Lung Cancer18:e219-22
  7. Gerlinger M et al. (2012) N Engl J Med 366:883-92
  8. Jung A et al. (2018) DtschArzteblInt 115:169-74
  9. Remon J. et al. (2017) Annals of Oncology, Volume 28, Issue 4: 784–790
  10. S3-Leitlinie Prävention, Diagnostik, Therapie und Nachsorge des Lungenkarzinoms, Langversion 1.0 – Februar 2018 AWMF-Registernummer: 020/007OL
  11. S3-LeitlinieKolorektales Karzinom Langversion 2.0 – November 2017 AWMF-Registernummer: 021/007OL
  12. Oxnard GR et al. (2016) J Clin Oncol 34:3375-82