Neue Möglichkeiten für eine genauere Erkennung von Tumoren in Blutproben
Wissenschaftler des Projekts ONCOTECT fanden neue Möglichkeiten, um Tumoren im Blut zu erkennen. „Im Blutkreislauf findet sich die DNA aller Körperzellen, auch die DNA von möglicherweise zirkulierenden Tumorzellen“, erklärt Alessio Marcozzi, Forschungsdirektor bei Cyclomics BV in den Niederlanden, einem Spin-off-Unternehmen des Universitätsklinikums Utrecht. „Die Menge zirkulierender Tumor-DNA [circulating tumour DNA, ctDNA] im Blut und der Mutationsgehalt sind wichtige Biomarker für Tumorrezidive und das Ansprechen auf Krebsmedikamente“, sagt er. „Unser Ziel war, spezifische mutierte Moleküle aus dem Blutkreislauf zu erfassen und dann mit mehreren biomolekularen Methoden dieses kurze Molekül mit einem Gerät zur DNA-Sequenzierung wie dem von Oxford Nanopore kompatibel zu machen“, erklärt Marcozzi zu dem britischen Unternehmen, das sich auf die elektronische DNA-Analyse einzelner Moleküle spezialisiert hat. „Die Nanoporen-Sequenzierung eignet sich besonders für lange Moleküle. Mit einer Fehlerquote von 5 bis 6 % ist die Qualität der Sequenzierung jedoch eher schlecht“, stellt er fest. „Wir nehmen also ein kleines DNA-Molekül, schließen die Enden zu einem Kreis und vergrößern diesen dann mit molekularbiologischen Methoden zu einem langen Molekül, indem die Vorlage für kleine Moleküle mehrmals hineinkopiert wird“, erklärt er. Schließlich sequenzieren wir das lange DNA-Molekül mit dem System von Oxford Nanopore. „Da die anfängliche kurze DNA-Vorlage immer wieder kopiert wird, kann jeder Fehler mittels Bioinformatik korrigiert werden, was einen sehr genauen Nachweis von DNA-Mutationen in der Blutprobe möglich macht“, sagt Marcozzi.
Kopf-Hals-Tumoren
„Vor dem EU-Zuschuss hatten wir bereits die Machbarkeit demonstriert und wussten, dass er funktioniert. Allerdings hatten wir keinerlei Möglichkeit, bestimmte Gene spezifischer Tumortypen selektiv zu detektieren“, erklärt Marcozzi. Das System wurde im Labor an Kopf-Hals-Tumoren getestet, die auch Rachen und Zunge befallen können. Kopf-/Hals-Karzinome gehören zu den fünf häufigsten Krebsarten in Europa. „Wir wissen, dass 90 % einer Untergruppe dieser Krebsarten eine Mutation im Gen TP53 tragen. Mit den EU-Mitteln optimierten wir unsere Technologie und können nun Informationen aus diesem Gen im Blut gezielt extrahieren.“ Normalerweise werden solche Tumoren mittels CT oder MRT diagnostiziert, eine Methode, die allerdings aufgrund der vielen verschiedenen Gewebetypen, Narben, Entzündungen und Lymphknoten im Nacken „chaotisch“ sein kann. Marcozzi sagt: „Wenn es kein wirklich großer Tumor ist, ist die Detektion ziemlich schwierig. Und wenn es ein großer Tumor ist, ist es für eine Behandlung meist schon zu spät.“ „Eine CT- oder MRT-Untersuchung darf nicht oft wiederholt werden, sodass klinischer Bedarf nach einem einfachen Test wie von Cyclomics besteht.“
Ein System nur für die Forschung
Marcozzi erklärt, dass der Verkürzung des Detektionszeitraums einige praktische Herausforderungen entgegenstanden: „Wir mussten Puffer, verschiedene Enzyme und unterschiedliche Komponenten verschiedener Anbieter testen und jedes Detail dieses langen Protokolls optimieren, um das Ergebnis zu verbessern. Der gesamte Prozess war mühsam und arbeitsintensiv, hat sich aber gelohnt, denn nun ist ein einfacher und zuverlässiger Test marktreif.“ Das Projekt bringt demnächst den ersten Prototypen-Set ausschließlich für Forschungszwecke in klinischen Studien heraus. „Das Set umfasst mehrere Reagenzien für molekularbiologische Analysen im Labor und den nötigen Softwarezugang“, sagt Marcozzi.
Schlüsselbegriffe
ONCOTECT, Cyclomics, Nanopore, Oxford Nanopore, DNA-Sequenzierung, DNA, Tumoren, Kopf-/Hals-Karzinom, Biomarker
