Liquid Biopsy

1. EXLIQUID Studie 

In der EXLIQUID Studie, einer multizentrischen DKTK Joint-Funding Liquid Biopsy Studie, wird der Stellenwert von Flüssigbiopsien zur verbesserten personalisierten Therapieselektion und dem Monitoring des Krankheitsverlaufs bei Patienten und Patientinnen mit fortgeschrittenenen soliden Tumorerkrankungen untersucht. Dabei fokussieren wir uns auf die Analyse von Mutationsvarianten und Methylierungssignaturen in zellfreier zirkulierender Tumor-DNA (ctDNA) aus Plasma.

Primäre Endpunkte der Liquid Biopsy Studie sind: 1) die Untersuchung der Übereinstimmung des Mutationsprofils von Tumorgewebe und ctDNA; 2) die Wertigkeit der kinetischen Analyse von ctDNA als früher Biomarker für das Ansprechen auf molekular-stratifizierte Therapie; 3) die Rolle von ctDNA Methylierungssignaturen für die Subklassifizierung von Tumoren; 4) die Bestimmung der Sensitivität und Spezifität von Liquid Biopsy-basierten Analysen zum Nachweis der Krankheitsprogression im Vergleich mit Standard bildgebenden Verfahren.

Einschlusskriterien:

Patienten und Patientinnen mit fortgeschrittener Tumorerkrankung, die sich im Rahmen der molekularen Tumorkonferenz des CCCC (MTK-CCCC) zur molekularpathologischen Tumordiagnostik und Entwicklung eines individuellen Therapiekonzepts vorstellen.

Studienablauf:

Es sind Blutabnahmen (2 x 10 ml Streck Röhrchen) für folgende Zeitpunkte vorgesehen:

1. bei Erstvorstellung in der molekularen Tumorsprechstunde für alle Patienten (t0a)

***bei Vorliegen einer MTK-CCCC Empfehlung für molekular-gezielte Therapie***

1. vor Start der molekularen Therapie gemäß (t0b)
2. bei jedem weiteren klinischen Follow-up (t1, ….tn-1)
3. bei Krankheitsprogression (tn)

Alle Plasmaproben werden in der zentralen Biobank der Charité (ZeBanc) gelagert. Zusätzlich zu den beschriebenen studienspezifischen Analysen wird diese Liquid biopsy Biobank eine wichtige Basis für zukünftige Forschungsprojekte darstellen.

2. Etablierung einer ddPCR-basierten Methode um eine Cyclin D1 Amplifikation in cfDNA, welche aus Plasma von Patientenproben isoliert wurde, nachzuweisen

Bei etwa einem Drittel aller Kopf-Hals-Karzinomen liegt eine Amplifikation eines Chromosomenabschnitts 11q13 vor, auf welchem u.a. das CCND1 Gen lokalisiert ist, welches für Cyclin D1 codiert.[2] Die Amplifikation von Cyclin D1 induziert in der Zelle eine verstärkte Proliferation, also Zellteilung, so dass es zum aggressiven Tumorwachstum kommt. Außerdem wird diese Veränderung mit einem starken Metastasierungspotential assoziiert und korreliert folglich mit einer schlechten Prognose.

In unserem Labor soll eine ddPCR etabliert werden, um diese CCND1 Amplifikation in patienten-abgeleiteter ctDNA nachzuweisen. Nach der Etablierung anhand von Spikingversuchen mit humanen Zelllinien in Gesundblutproben, soll die Methodik an Patientenproben durchgeführt werden. Dazu wurden bereits Blutproben von Patienten mit Kopf-Hals-Karzinom, zu verschiedenen Therapiezeitpunkten, im Rahmen von klinischen Studien gesammelt und die cfDNA aus dessen Plasma isoliert. Mittels dieser Proben soll die diagnostische Genauigkeit der etablierten Methode evaluiert werden.  

Projektziele:

• Etablierung einer ddPCR zum Nachweis einer CCDN1 Amplifikation in cfDNA, isoliert aus Plasmaproben
• Evaluieren inwiefern die Detektion der CCND1 Amplifikation zur Vorhersage des Therapieansprechen genutzt werden kann

3. Vergleichsanalyse der Mutationslast in cfDNA und dem korrelierenden Tumorgewebe im Rahmen der CeFCID Studie

In einem früheren Projekt wurde in unserem Labor ein 327-Genpanel etabliert, welches zur Analyse des Mutationsprofils als auch der Mutationslast bei Kopf-Hals-Karzinomen verwendet wurde. Das Panel umfasst sowohl Gene, welche häufig in Kopf-Hals-Karzinomen verändert sind, als auch Gene, welche in vielen soliden Tumoren Mutationen aufweisen, sogenannte „Driver mutations“.

Im Rahmen der CeFCID Studie wurde die Therapieeffizienz von EXTREME alleine und in Kombination mit Docetaxel evaluiert. In unserem Projekt, sollen cfDNA aus den Plasmaproben und DNA aus den korrelierenden FFPE Tumormaterial isoliert werden. Beides wird anschließend mit dem 327-Genpanel in Kollaboration mit der BIH Core Facility Genomics sequenziert (Dr. Tomasz Zemojtel).

Projektziel:

• Bestimmen einer möglichen Konkordanz zwischen Mutationsprofil/Mutationslast von Tumor und cfDNA aus Plasma

1. Evaluation des prädiktiven Wertes von PD-L1 expriminierenden zirkulierenden Tumorzellen (CTCs)

Um den prädiktiven Wert von PD-L1 positiven CTCs zu bestimmen, findet unser CTC-Analyseansatz Anwendung in verschiedenen klinischen Studien, welche die Wirksamkeit von Immuncheckpointinhibitoren bei lokal fortgeschrittenem Kopf-Hals-Karzinomen untersuchen. Von Patienten mit lokal-fortgeschrittenem Kopf-Hals-Karzinom,  werden Blutproben vor Therapie (T0) und unter Therapie (T1) entnommen und analysiert. Dazu zählen wir die absolute Menge an CTCs in 7,5ml Blut und analysieren deren PD-L1/PD-L2 Expressionsstatus. Anschließend werden diese Daten mit dem klinischen Verlauf der Patienten korreliert.

Projektziele:

• Untersuchung von Blutproben auf CTCs und deren Immuncheckpoint Status von Patienten, welche Immun-Checkpoint Inhibitoren erhalten.
• Evaluation des prädiktiven Wertes von PD-L1 exprimierenden CTCs als Früherkennungsmarker für das Therapieansprechen
• den prognostischen Wert von PD-L1 exprimierenden CTCs in HNSCC
• Vergleich der Detektion von Immuncheckpoint Markern auf CTCs mit der Detektion in Gewebeschnitten

2. Etablierung eines CTC Scores

Ein weiteres CTC-basiertes Projekt in unserem Labor befasst sich mit der Etablierung eines „digital CTC Scores“. Dazu wird die „digital droplet PCR“, welche eine hoch-sensitive, molekular-biologische Methodik ist, genutzt. Damit sollen CTCs auf Basis von tumor-spezifischen Transkripten in Blutproben von HNSCC Patienten nachgewiesen werden. In einem vorherigen Projekt in unserem Labor wurde eine CTC Detektionsmethodik basierend auf EGFR Transkripten etabliert. Die diagnostische Aussagekraft des „digital CTC Score“ wird mit der EGFR-basierten Methodik verglichen.

Projektziel:

• neue Nachweismethode von CTCs in Blutproben von Patienten mit Kopf-Hals-Karzinomen