Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

ZIRKULIERENDE TUMORZELLEN ALS BIOMARKER FÜR MINIMALE RESTERKRANKUNG BEI PROSTATAKARZINOM

Kurzfassung

Seit einiger Zeit stehen diese Zellen wegen ihres analytischen Potenzials bezüglich Tumorprogression und Krebstherapie im Fokus der Wissenschaft. Eine vielversprechende Möglichkeit zur Isolation und Detektion zirkulierender Tumorzellen ist der CellCollector DC01 (DC01). Diese Isolationstechnik beruht auf einem Draht, der mit Antikörper gegen ein Oberflächenepitop von Endothelzellen (epithelial cell adhesion molecule [EpCAM]) funktionalisiert ist. Der Draht wird über eine Kannüle (Kubitalvene) in den Blutstrom von Patienten eingebracht und erlaubt – als einzige Technologie – eine in vivo Isolation zirkulierender Tumorzellen. Durch die 30-minütige Inkubation des Drahtes im Blut von Patienten ist man nicht mehr auf wenige Milliliter Blut beschränkt, die als Ausgangsmaterial für alle anderen Technologien dienen. Zusätzlich zur Isolation kann nach Anfärbung auch die Anzahl der isolierten Tumorzellen am Draht ermittelt werden.
Bis dato wurden die meisten Untersuchungen zur Analyse von zirkulierenden Tumorzellen an metastasierten Tumorpatienten durchgeführt. Die Aussagekraft als früher prognostischer Marker etwa für die Detektion minimaler Resterkrankungen bei Patienten mit lokalen Primärtumoren ist nicht bekannt. Kapitel 3 zeigt den Vergleich zweier unterschiedlicher Methoden – DC01 und CellSearch – zur Enumerierung von zirkulierenden Tumorzellen aus Proben von 51 nicht-metastasierten Hochrisikopatienten mit Prostatakarzinom. Die Daten zeigen, dass die Anzahl an Patienten mit detektierten zirkulierenden Tumorzellen doppelt so groß war, wenn die Analyse mit dem DC01 statt mit CellSearch durchgeführt wurde (39,2% vs. 19,6%). Darüber hinaus detektierte DC01 vor Therapiebeginn mehr zirkulierende Tumorzellen pro Patient als CellSearch (Spannen: 0 – 15 vs. 0-5). Gepaarte Analysen über alle 86 Patientenproben (vor und nach Strahlentherapie) zeigen, dass DC01 signifikant mehr zirkulierende Zellen detektierte als CellSearch (P = 0.0062). Die statistische Auswertung zeigt jedoch keine Korrelation zwischen erhöhter Anzahl zirkulierender Tumorzellen und klinischen Parametern der Patienten.
Konsequent weitergedacht in Richtung personalisierte Medizin, reicht die bloße Enumeration zirkulierender Tumorzellen nicht aus. Einmal mit dem DC01 isoliert, können diese zwar ausgezählt aber nicht abgelöst und für weiterführende Einzelzellanalysen genutzt werden. Wir haben daher einen neuen Ansatz zur Isolation mittels Draht mit nachfolgender Ablöse der Zellen entwickelt. Der neue Draht, genannt Catch&Release [CellCollector type Detektor CANCER03 (Catch & Release, C&R), Gilupi GmbH], befindet sich derzeit in der Testphase und ist für klinische Anwendungen noch nicht freigegeben. In Kapitel 4 (Teil 2 dieser Arbeit) wurde eine in vitro Studie zur Evaluation des C&R durchgeführt, in der Zellen nach Isolation vom C&R abgelöst und zwei unterschiedlichen Genom-weiten Amplifikationsmethoden (whole genome amplification, WGA) unterzogen wurden. Die amplifizierte DNA der Einzelzellen wurde mittels Array-CGH (comparative genome hybridization) und Sequenziermethoden der 2. Generation (next-generation sequencing) analysiert. Die Daten zeigen, dass von allen mittels C&R isolierten Zellen 50% - 96% vom Draht wieder abgelöst warden konnten. Von diesen Zellen konnten 12% - 50% nach Zytozentrifugation für allfällige Analysen (Array-CGH, Sequenzierung) rückgewonnen werden. Die Array-CGH Profile dieser Einzelzellen stimmte überein mit Kopiezahländerungen (copy number changes) der genomischen DNA (isoliert aus der Zellkultur der jeweiligen Zelllinie). Die gängigen Mutationen der verwendeten Zelllinien wurden in den isolierten Einzelzellen mittels Sequenzierung am Ion Torrent identifiziert. Beide Analysen zeigen, dass die Qualität der DNA einzelner Zellen nicht durch das C&R-Protokoll beeinträchtigt wurde.

Schlagwörter

zirkulierende Tumorzellen, In-vivo-Detektion, nicht-metastasierten Hochrisikopatienten mit Prostatakarzinom, Strahlentherapie, Einzelzellanalyse, Genom-weiten Amplifikationsmethoden, Array-vergleichende Genomhybridisierung, Next-Generation-Sequenzierung

Anzahl Seiten

Publikationsjahr

2020

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