Detectie en analyse van vrij circulerend tumor-DNA in bloedplasma van kankerpatiënten biedt interessante mogelijkheden voor ziektemonitoring, voorspelling van behandeleffecten en, op termijn, wellicht ook voor vroegdiagnostiek en bepaling van prognose en respons op behandeling. Dr. Remond Fijneman, moleculair bioloog in het Antoni van Leeuwenhoek te Amsterdam, en dr. Nicole van Grieken, gastro-intestinaal patholoog in VUmc Cancer Center Amsterdam, onderzoeken de rol van dit circulerend tumor-DNA bij gastro-intestinale tumoren.
Het moleculair karakteriseren van uitgezaaide kanker aan de hand van vrij circulerend tumor-DNA (ctDNA) in bloedplasma of andere liquid biopsies heeft de laatste jaren een enorme vlucht genomen. “DNA-mutaties zijn veel specifieker dan bijvoorbeeld de detectie van een circulerende glycoproteïne als CEA,” legt Remond Fijneman uit. “Zodra je tumorspecifieke mutaties in plasmamonsters kunt aantonen, kan je de kankerpatiënten gaan volgen. We willen bijvoorbeeld bij een darmkankerpatiënt kunnen vaststellen of in één of meer metastasen een RAS-mutatie zit, want alleen patiënten met metastasen van het RAS-wildtype komen in aanmerking voor behandeling met monoklonale antilichamen gericht tegen EGFR. Zo’n analyse wordt nu uitgevoerd op tumorweefsel, maar als ctDNA een completer beeld geeft als er meer laesies zijn, wordt dit een beter alternatief.”
Nicole van Grieken ziet ook mogelijkheden bij maagkanker: “Volgens de huidige richtlijn wordt bij gemetastaseerde maagkanker met een amplificatie van het Her2/neu-gen als eerstelijnsbehandeling trastuzumab geadviseerd. Bij maagkanker is deze amplificatie vaak slechts in een fractie van de tumorcellen aanwezig. Als er voor de patholoog weinig tumorweefsel beschikbaar is, dan is de kans aanwezig dat zo’n amplificatie wordt gemist. Met ctDNA hopen we dat probleem te kunnen omzeilen, zodat meer patiënten bij deze behandeling baat zullen hebben.”
Proof-of-concept
Van Grieken heeft als onderzoeksinteresse gastro-intestinale oncologie en als hoofdthema maagkanker. Fijneman is hoofdonderzoeker onder patholoog prof. dr. Gerrit Meijer. Fijneman: “Onze onderzoeksgroep concentreert zich op de identificatie, validering en implementatie van biomarkers in met name colorectale tumoren. Het gaat om biomarkers voor zowel vroege diagnose en prognose als voor therapiepredictie en ziektemonitoring. ctDNA speelt een rol in alle vier de aspecten. Inmiddels is in toonaangevende tijdschriften het proof-of-concept gedemonstreerd en wij proberen dat nu te bevestigen.1,2 Vervolgens moeten we naar grootschaligere studies in specifieke settings om te bewijzen dat klinische implementatie van ctDNA-analyse ook kosteneffectief is.” Van Grieken: “Bij maagkanker is ctDNA voor vroegdiagnostiek nog geen optie, omdat de prevalentie in de westerse wereld daarvoor te laag is. Daarom focussen we in VUmc vooral op predictie en monitoring.”
Speciale bloedbuizen
Beiden zijn positief over de ontwikkelingen. “Over het algemeen hebben biomarkers tot nu toe niet veel extra informatie geboden,” merkt Fijneman op. “Eiwit- en RNA-markers zijn in feite surrogaatmarkers voor ontregelde cellen en kunnen onder specifieke omstandigheden ook in gezonde cellen tot expressie komen. Het bepalen van oncogene mutaties in ctDNA geeft veel meer zicht op het ontstaan van de ziekte zelf. Mits op een robuuste manier geanalyseerd, heeft dit enorme potentie.” Van Grieken: “Cruciaal voor de standaardisering en brede implementatie is ook dat we nu beschikken over bloedbuizen met stoffen die voorkómen dat tijdens het bewaren en opwerken van de bloedmonsters genomisch DNA vrijkomt uit bloedcellen.” Zo worden deze buizen al in vele centra gebruikt voor het verzamelen van bloed in het kader van het Prospectief Landelijk CRC-cohort (de PLCRC-studie), een infrastructureel project voor het verzamelen van klinische gegevens, patiëntgerapporteerde uitkomsten en het opslaan van bloed en tumorweefsel van patiënten met colorectale kanker.
Ook voor stadium 2?
Er zijn momenteel circa zes verschillende commerciële technieken om ctDNA aan te tonen en te analyseren en Fijneman is bezig een aantal daarvan te vergelijken. “Ze verschillen nogal in aanschafkosten, arbeidsintensiviteit en gebruiksvriendelijkheid. Ze zijn meestal gericht op mutatiehotspots. Als je kijkt naar therapieresistentie kan er sprake zijn van primaire of van verworven resistentie. Voor de laatste is het nuttig om niet te kijken naar één gen, maar naar een panel van mogelijk relevante genen. Je zit dan op de grens van de mogelijkheden van ctDNA, maar er zit veel momentum in deze ontwikkelingen.
Een belangrijke partner in het ctDNA-onderzoek is prof. dr. Victor Velculescu, hoogleraar Oncologie en Pathologie aan de Johns Hopkins University in Baltimore, Verenigde Staten, en geroemd om zijn vele uitvindingen op het gebied van DNA-analyse. Het door Velculescu opgerichte bedrijf Personal Genome Diagnostics biedt een genenpanel aan voor weefsels en komt binnenkort met een panel voor bloedmonsters. In de researchsetting kunnen we daar al mee werken.
Wat het vaak lastig maakt, is de variabele opbrengst aan ctDNA. Bij gemetastaseerde gastro-intestinale tumoren heb je een redelijke kans dat het lukt, maar bij bijvoorbeeld hersentumoren kan dit problematisch zijn. Ook bij stadium 2-darmkanker is het de vraag in hoeverre je ctDNA kunt meten, zeker na resectie van de primaire tumor. Een onlangs gepubliceerde, relatief grote studie van een Australische onderzoeksgroep in samenwerking met onderzoekers uit Baltimore laat zien dat het aantonen van ctDNA na resectie van stadium 2-tumoren inderdaad voorspellend is voor een groot risico op recidief. Nader onderzoek bij stadium 2-tumoren is in feite de onderzoeksvraag van Velculescu binnen het Nederlands-Amerikaanse MEDOCC-project, gefinancierd door KWF Kankerbestrijding in samenwerking met de American Association for Cancer Research.”
Meeliften op klinische studies
Het structureel verzamelen van liquid biopsies moet er in Nederland aan bijdragen dat de stap wordt gezet van veelbelovende incidentele waarnemingen naar implementatie in de zorg. Fijneman: “Met meer patiëntgegevens kunnen we parameters gaan invullen voor de health technology assessment van ctDNA. KWF Kankerbestrijding heeft subsidie verstrekt voor een translationele studie die wordt gelinkt aan de CAIRO5-studie, een door prof. dr. Kees Punt (Academisch Medisch Centrum te Amsterdam) geleid onderzoek naar de vraag in hoeverre chemotherapie niet-reseceerbare leveruitzaaiingen resectabel kan maken.3 Nicole en ik zijn bij dit project betrokken als patholoog en moleculair bioloog en uiteindelijk willen we bloed verzamelen van 640 patiënten. Alle patiënten worden gescreend op RAS-mutaties: bestaat er een correlatie tussen deze RAS-mutaties en wat we meten in de liquid biopsies? En kun je de progressie beter inschatten op basis van ctDNA dan op basis van de tweemaandelijkse CT-scans? Sommige studies doen vermoeden van wel, maar we moeten het valideren met grotere groepen en laten zien hoeveel cycli CT-scans je zou kunnen vervangen door ctDNA-analyse.”
Verder is er de door het Antoni van Leeuwenhoek geïnitieerde, inmiddels gesloten CRITICS-studie, waarin patiënten met resectabel niet-gemetastaseerd maagcarcinoom preoperatief werden behandeld met combinatiechemotherapie en na de operatie met of dezelfde chemotherapie of chemoradiotherapie.4 Van Grieken: “Van een grote groep patiënten is bloed verzameld om te screenen op ctDNA. Het is belangrijk om per tumortype aan te tonen of de aanwezigheid van ctDNA voorspellend is voor een recidief na chirurgie. We kunnen in deze studie ook het effect van therapie op de hoeveelheid ctDNA evalueren. Zowel de CAIRO5- als de CRITICS-studie levert voor ons doel goed gedefinieerde patiëntengroepen.”
Referenties
1. Bettegowda C, et al. Sci Transl Med 2014;6:224.
2. Tie J, et al. Sci Transl Med 2016;8:346.
3. Huiskens J, et al. BMC Cancer 2015;15:365.
4. Dikken JL, et al. BMC Cancer 2011;11:329.
Dr. Jan Hein van Dierendonck, wetenschapsjournalist
Oncologie Up-to-date 2017 vol 8 nummer 2
DEEL DIT ARTIKEL:
