CD-Labor for Liquid Biopsies zur Früherkennung von Krebs

Liquid Biopsy findet einen vielfältigen Einsatz in der Krebsbehandlung und wird zur laufenden Überwachung des Therapieansprechens oder zur Detektion von Resistenzen bei Therapieversagen verwendet. Sie gilt als vielversprechender Ansatz für eine Krebsfrüherkennung und könnte eine Krebsdiagnose mittels Untersuchung einer Blutprobe auf das Vorhandensein von zirkulierender Tumor DNA (circulating tumor DNA, ctDNA) ermöglichen.

Unter einer Liquid Biopsy versteht man den diagnostischen Nachweis von Tumorzellen bzw. Tumor-DNA im Blut und anderen Körperflüssigkeiten. Derzeit wird die Liquid Biopsy hauptsächlich in klinischen Studien eingesetzt und dient sowohl der Früherkennung von Rezidiven nach einer kurativen Behandlung als auch der Überwachung des Behandlungserfolgs während der anti-tumoralen Therapie. Der ctDNA wird ein besonderes Potential zugeschrieben, da sie das gesamte Tumorgeschehen reflektiert und im Gegensatz zu zirkulierenden Tumorzellen einfach analysiert werden kann. Besonders bei hochkomplexen, fortgeschrittenen Tumoren, welche einer rasanten klonalen Evolution unterliegen, konnten bereits große Fortschritte in der Detektion neu entstandener Tumorklone und entsprechender Adaptierung der therapeutischen Strategie erzielt werden. Für einen breiten Einsatz der Liquid Biopsy außerhalb von klinischen Studien und Forschungsprojekten müssen die Sensitivität und Genauigkeit bzw. der prädiktive und prognostische Wert der ctDNA in großen prospektiven Studien evaluiert und Standards für die prä-analytische Prozessierung der Proben und Untersuchungsmethoden der ctDNA etabliert werden.

Des Weiteren gibt es noch eine Reihe offener Fragen die Biologie der DNA betreffend.

Im Rahmen dieses CD-Labors sollen diese Lücken geschlossen und die Biologie der ctDNA weiter erforscht werden. Die größte Herausforderung in der Analyse der im Plasma zirkulierenden DNA ist die fehlerfreie Unterscheidung zwischen Tumor DNA (ctDNA) und zirkulierender DNA, die von gesunden Zellen stammt (cell-free DNA, cfDNA). In bisherigen Studien zur klinischen Eignung von ctDNA als Tumormarker waren die Ergebnisse zum zellulären Ursprung der detektierten DNA, deren Kinetik, sowie zu Mechanismen der Ausschüttung in den Blutkreislauf und zu Abbau und Ausscheidung aus dem Körper unzureichend und zuweilen widersprüchlich. Es ist daher wichtig, die Biologie der ctDNA, sowie der cfDNA, exakt zu verstehen, und so weitere wichtige Parameter zu entdecken, die die Sensitivität und die Spezifität besonders im Frühstadium des Tumors erhöhen, damit die erlangten Erkenntnisse zu einer Krebsfrüherkennung anhand einer Liquid Biopsy genützt werden können. Des Weiteren sollen existierende Analysemethoden und bioinformatische Ansätze weiterentwickelt werden.

Die kombinierte Verwendung von klinischen und genetischen Datensätzen mittels hoch entwickelten bioinformatischen Methoden, wie Maschine Learning Algorithmen, könnte in Zukunft zur Krebsfrüherkennung aus Blut oder anderen Körperflüssigkeiten beitragen und als nicht-invasives Screening Tool genützt werden.