Flüssigbiopsien liefern ein vollständiges Bild der genetischen Veränderungen im Zusammenhang mit der Resistenz gegen Krebsmedikamente

Viele Patienten sehen, wie ihre Tumore als Reaktion auf ein Medikament schrumpfen. nur um sie mit aller Macht zurückkommen zu lassen, während sie sich weiterentwickeln, um die Behandlung abzuwehren. Onkologen möchten in der Lage sein, Resistenzen gegen Krebsmedikamente, die bei ihren Patienten auftreten, schnell zu erkennen und ein anderes Medikament zu identifizieren, auf das der Tumor noch anspricht.

Eine neue Studie einer Forschergruppe des Broad Institute of MIT und Harvard:Allgemeines Krankenhaus von Massachusetts (MGH), IBM-Forschung, und anderen Organisationen ist ein Schritt in diese Richtung. Die Forscher untersuchten eine neue Methode zur Entnahme von Tumoren, die als Flüssigbiopsie bekannt ist - eine Blutprobe eines Patienten, die DNA enthält, die von Tumoren ausgeschieden wurde, zirkulierende Tumor-DNA genannt, oder ctDNA, die isoliert und analysiert werden können.

Das Forschungsteam verglich die Ergebnisse von Flüssig- und Standard-Gewebebiopsien von Patienten, die wegen Magen-Darm-Krebs behandelt wurden, aber eine Arzneimittelresistenz entwickelten. Die Ergebnisse, heute veröffentlicht in Naturmedizin , zeigen, dass Flüssigbiopsien ein vollständigeres Bild sowohl der genetischen Vielfalt des Krebses eines Patienten als auch der Entwicklung von Arzneimittelresistenzen auf molekularer Ebene liefern. Dieses Bild stellt die Sichtweise in Frage, wie Resistenzen gegen Krebsmedikamente typischerweise entstehen. mit wichtigen Konsequenzen für die Behandlung.

Bemerkenswert, Wir stellten fest, dass fast jeder von uns analysierte Patient nicht nur einen, sondern aber mehrere Resistenzmechanismen gleichzeitig, und dies könnte häufiger vorkommen, als wir bisher dachten.

Gad Getz, Mitautor der Studie, Direktor der Cancer Genome Computational Analysis Group am Broad and the Paul C. Zamecnik Chair in Oncology am MGH Cancer Center

Die Ergebnisse könnten erklären, warum Krebs, sobald es eine Arzneimittelresistenz entwickelt hat, ist so schwer zu besiegen. Die Studie weist auch auf mögliche molekulare Mechanismen hin, die der Arzneimittelresistenz zugrunde liegen. die den Weg zu neuen und personalisierteren Therapeutika weisen könnten.

Gewebebiopsien sind eine tragende Säule der Krebsdiagnose, aber sie sind invasiv und geben nur einen Blick auf eine Stelle in einem einzigen Tumor. Doch Tumorzellen, auch in der Nähe, können sich genetisch voneinander unterscheiden. Flüssigbiopsien, die Informationen aus mehreren Tumorläsionen enthalten, sind eine vielversprechende Alternative, werden aber in der Klinik selten eingesetzt.

Um den Nutzen von Flüssigbiopsien beim Nachweis erworbener Arzneimittelresistenzen bei Krebs zu untersuchen, Getz, Co-Senior-Autor Ryan Corcoran, ein Ermittler an der MGH und der Harvard Medical School, und ihre Kollegen, darunter die Erstautoren Aparna Parikh, Ignaty Leshchiner, und Liudmila Elagina, untersuchten 42 Patienten mit verschiedenen Formen von Magen-Darm-Krebs, die mit zielgerichteten Medikamenten behandelt wurden. Wenn die Patienten Anzeichen einer Arzneimittelresistenz zeigten, die Forscher analysierten ihre Tumore sowohl mit Flüssig- als auch mit Gewebebiopsien. Sie nutzten eine Reihe von Rechenwerkzeugen, die am Broad Institute entwickelt wurden, bekannt als PhylogicNDT, die Tumor-DNA und deren Resistenzmutationen zu analysieren. Ein direkter Vergleich von Flüssig- und Gewebebiopsien ergab, dass in fast 80 % der Fälle Die Flüssigbiopsien deckten klinisch relevante genetische Veränderungen im Zusammenhang mit Arzneimittelresistenzen auf, die durch Standard-Gewebebiopsien nicht identifiziert wurden.

"Diese Studie ist die bisher größte, um Flüssigbiopsie direkt mit Tumorbiopsie im Rahmen der Krebsresistenz zu vergleichen. " sagte Corcoran. "Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Flüssigbiopsie die bevorzugte klinische Methode sein könnte, um zu beurteilen, wie sich die Tumore von Patienten entwickelt haben, nachdem sie therapieresistent geworden sind."

Die DNA-Analyse mehrerer Patienten in der Studie zeigte keine klaren Resistenzmechanismen. Um mehr über diese Fälle zu erfahren, Die IBM-Forscher des Teams entwickelten Algorithmen für maschinelles Lernen, um Patienten nach gemeinsamen oder ähnlichen Mustern genetischer Veränderungen im Zusammenhang mit Arzneimittelresistenz zu gruppieren. Dadurch, die Forscher konnten für diese Fälle mögliche Resistenzmechanismen vorschlagen.

Die Studie ist Teil einer fünfjährigen Zusammenarbeit zwischen dem Broad Institute und IBM Research, um Tumore vor und nach dem Auftreten von Arzneimittelresistenzen zu analysieren. um die zugrunde liegenden Mechanismen zu entdecken, die den Widerstand antreiben. Die Zusammenarbeit ist aus einem von der Gerstner Family Foundation unterstützten Projekt zur Krebsmedikamentenresistenz und Blutbiopsie hervorgegangen.

„Die IBM, Breite Teams und MGH-Teams bringen komplementäre Expertise und Tools ein, während sie sich mit dem schwierigen Problem auseinandersetzen, den Daten Bedeutung zu entnehmen. und dieses Zusammenspiel hat sich als sehr fruchtbar erwiesen, " sagte Laxmi Parida, IBM-Forschungsstipendiat, Computergenomik, und Co-PI, zusammen mit Getz, über die Broad/IBM-Kollaboration. "Die Zusammenarbeit war nicht nur aufgrund der außergewöhnlichen Synergie zwischen den Teams besonders spannend, sondern auch aufgrund der unschätzbaren Daten, die für die gesamte Forschungsgemeinschaft gesammelt werden."

Obwohl diese neue Studie einige verlockende Ergebnisse lieferte, die Autoren betonen, dass größere, umfassendere Anstrengungen sind erforderlich, um die Resistenz gegen Krebsmedikamente vollständig zu verstehen. „Um die gesamte Landschaft der Krebsresistenzmechanismen wirklich abzubilden, wir brauchen viel größere Studien, die eine Vielzahl von Medikamenten und Krebsarten umfassen, “ sagte Getz.

• Das Darmmikrobiom könnte verwendet werden, um das Risiko von Darmkrebs vorherzusagen
• Eine frühzeitige Antibiotika-Exposition verursacht bei Frühgeborenen lang anhaltende Kollateralschäden