Zirkulierende Tumor DNA als nicht-invasiver diagnostischer Biomarker bei Weichteilsarkomen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. David Johannes Braig; Professor Dr. Steffen Ulrich Eisenhardt
• Fachliche Zuordnung: Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie ; Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 396168587

Weichgewebssarkome sind seltene Tumore mesenchymalen Ursprungs mit einer hohen Mortalität. Nach kurativer Resektion erleidet etwa ein Drittel der Patienten Fernmetastasen. Die Tumornachsorge erfasst lediglich einen Teil der Rezidive und ist mit einer hohen Kosten- und Strahlenbelastung assoziiert. Ähnliches gilt für metastasierte Sarkome, wo die Bildgebung nur begrenzt Aussagen über das Therapieansprechen erlaubt. Auf Grund ihrer Seltenheit und Diversität existieren für Sarkome bisher keine etablierten diagnostischen Biomarker. Im bisher geförderten Projekt gelang im Rahmen einer Proof-of-Concept Studie der Nachweis freier, zirkulierender Tumor-DNA (ctDNA) im peripheren Blut von Sarkompatienten. Diese besitzt tumorspezifische Mutationssignaturen, wodurch eine hochsensitive und spezifische Detektion möglich ist. Darauf aufbauend wurden Next-Generation Sequencing basierte Verfahren zur ctDNA Quantifizierung entwickelt. Sie lassen sich automatisiert in einem Diagnostiklabor durchführen und eignen sich daher für die klinische Routine. Diese basieren auf Subtyp-spezifischen Gen-Paneln und erlauben die Mutationsdiagnostik von Tumorgewebe und ctDNA. Die Etablierung und Validierung erfolgte für myxoide Liposarkome (51 Tumore) und Synovialsarkome (25 Tumore). Diese Subtyp-Panel besitzen eine hohe Sensitivität zur Detektion von ctDNA (0,1% ctDNA). Um die Sensitivität weiter zu erhöhen und auch Sarkome mit komplexem Karyotyp einschließen zu können, erfolgte die Exom-Sequenzierung ausgewählter Tumore. Die Integration dieser zusätzlichen Mutationen in Patienten-spezifische Panel erlaubt die Detektion von ctDNA mit einem Anteil von < 0.01% unabhängig vom histologischen Subtyp. ctDNA wurde in Plasma ausgewählter Patienten quantifiziert. Diese korrelierte mit der Tumorgröße, dem Ansprechen auf Radio- und Chemotherapie sowie dem Auftreten eines Rezidivs. In einigen Patienten fand sich bereits vor dem Nachweis des Tumorrezidivs ein Anstieg der ctDNA, so dass eine Minimal Residual Disease (MRD) detektiert und das Auftreten von Rezidiven vorhergesagt werden konnte. Im Rahmen des beantragten Folgeprojektes möchten wir anhand prospektiv gesammelter Plasmaproben in einer real-life Studie den Nutzen von ctDNA für die Behandlung von Sarkompatienten bestimmen. Die Möglichkeiten der MRD- und Rezidivdiagnostik sowie Bestimmung des Therapieansprechens unter Chemo- und Radiotherapie sollen vergleichend zur Bildgebung untersucht werden. Eine ctDNA Diagnostik könnte eine MRD nach vermeintlich kurativer Resektion, sowie ein Rezidiv, zeitlich vor der Bildgebung detektieren. Therapeutische Entscheidungen, wie eine zielgerichtete adjuvante Therapie oder weitere Diagnostik zur Lokalisation des Rezidivs könnten frühzeitiger durchgeführt werden. Bei disseminierter Erkrankung kann, bei ausbleibendem Ansprechen, die Therapie zeitnah angepasst werden. Diese Vorteile können zukünftig zu einem Überlebensvorteil der Patienten führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Kooperationspartner: Privatdozent Dr. Georgios Koulaxouzidis; Professor Dr. Andreas Leithner