Molekulares Profiling/Individualisierung - Konsequenzen für Standards, Studien und Therapien der Zukunft -

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1 PATHOLOGIE LEIPZIG Pathologie Bochum Molekulares Profiling/Individualisierung - Konsequenzen für Standards, Studien und Therapien der Zukunft - Andrea Tannapfel Institut für Pathologie Ruhr-Universität Bochum

2 Molekulares Profiling Warum Profiling? klinische Applikation Gewebe? welches Gewebe und wann testen? Testung? Wann welcher Test? Tumorheterogenität klonale Evolution Selektion untere Therapie

3 Was wird bisher profiled? Und wird therapiert? Magen Her2/neu c-met (EGFR) Kolon/Rektum K-ras N-ras BRAF PI3Kinase pten VEGF Pankreas SPARC? Leber c-met Single Genes single shots

4 Die einzelnen Gene sind bekannt. Kras: Pankreas Magen Kolon Pankreas Dancey, Cell 2012

5 Signalkaskaden Best Prognosis keine Mutation von - KRAS 40-60% - BRAF 8-10% - NRAS 3-5% - PIK3CA Exon 20 7% - LOE pten 6-10%

6 381 KRK K-ras N-ras PI3K BRAF Gen arrays Signatur für funktionelle Aktivierung Tian et al., Gut 2013

7 Einzelne Mutationen oder Signalwege? Tian et al., Gut 2013

8 Einzelne Mutationen oder Signalwege? Wild type HR=2.49; p=0.009 active oncogenic Tian, Gut 2013

9 Einzelne Mutationen oder Signalwege? Tian, Gut 2013

10 Molekulares Profiling Warum Profiling? klinische Applikation Gewebe? welches Gewebe und wann testen? Testung? wann welcher Test? Tumorheterogenität klonale Evolution Selektion untere Therapie Studien

11 Gewebe DNA-Analysen rel. unproblematisch Paraffinproben verwendbar mrna störanfällig, Degradierung mirna wahrscheinlich vielversprechend? Proteine nur an Frischgewebe

12 Zytologie Prinzipiell möglich, aber morphologische Diagnosesicherung vor der Analyse notwendig Sample Error von Ausstrich zu Ausstrich Problem der Zellzahl Degradation

13 Problem: Logistik Tumorbiopsie Paraffinmaterial (Aufbewahrungspflicht) In Onkologischen Zentren spezielle Regeln Geht es am gefärbten Schnitt? Qualitätssicherung durch QM-Systeme, Ringversuche!

14 Tumorheterogenität Innerhalb eines Tumors Primärtumor Lymphknoten (Fern-)Metastasen

15 Tumorheterogenität - Innerhalb eines Tumors -

16 Tumorheterogenität - Innerhalb eines Tumors - Tumorheterogenität Intestinal vs. Diffus in 30% der Fälle

17

18 Tumorheterogenität - Primärtumor und Metastase - Vakiani et al., JCO 2012

19 Genetische Vielfalt führt zu unterschiedlichen Subpopulationen mit wechselseitiger Beeinflussung, cross-talk der Tumorzellen verschiedene Prolferationskinetiken innerhalb eines Tumors syn- oder metachrone Generation von metastatischen Subklonen unterschiedliche Therapiesensitivität immunologisch divergente Subpopulationen Chemotherapieresistente Zellen

20 Tumorheterogenität und Chemotherapieresistenz Analyse einer einzelnen Biopsie oder sequentiellen Biopsien?

21 Sequentielle Tumorbiopsien Was untersuche ich wie? Creixell et al., Nature Biotechnology 2013

22 Welche Methode? Creixell et al., Nature Biotechnology 2013

23 Next-Generation-Sequencing Hochdurchsatzverfahren Paralle Sequenzierung 500,000 sequencing-by-synthesis

24 Hochdurchsatzverfahren: Next-Generation-Sequencing (NGS) Roychowdhury, Science Transl Med 2011 Roychowdhury; Nature Rev.Drug Disc. 2013

25 Hochdurchsatzsequenzierung: sequentielle Tumorbiopsien Klinische Relevanz TAT: 20 Tage Roychowdhury, Science Transl Med 2011 Roychowdhury, Nature Rev.Drug Disc. 2013

26 NGS plus Definition unterschiedlicher Subgruppen kolorektates Karzinom N = 1290 KRK Sechs unterschiedliche Subtypen Enterozyten Goblet cell like Transient-amplyfying cells (+/- EGFR) Inflammatorischer Subtyp Stammzell-Typ Sadanandam et al., Nat. Med. 2013

27 Definition unterschiedlicher Subgruppen kolorektates Karzinom N = 1290 KRK Sadanandam et al., Nat. Med. 2013

28 Definition unterschiedlicher Subgruppen kolorektates Karzinom Sadanandam et al., Nat. Med. 2013

29 Definition unterschiedlicher Subgruppen kolorektates Karzinom Filamin A Sadanandam et al., Nat. Med. 2013

30 Anforderung an Studien Anreicherung von Patienten mit seltenen Mutationen Plattformstudien (Spectacolor EORTC) Coyle et al, Nat Rev Clin Oncol. (2009)

31 Anforderung an den Pathologen in Studien Standardisierung der Archivierung Transparenz der Studien (AIO, DFG, DKH ) Kooperationsbereitschaft der Pathologen Aufwandsentschädigung

32 Zusammenfassung Von Einzelgenen zu Netzwerken Einzelgen-Analysen sind aktuell gut, Multiparameteranalysen besser Tumorheterogenität Materialmenge Histologie besser als Zytologie Chemotherapieresistenz Sequenzbiopsien Hochdurchsatzverfahren Sequencing Tumor Board Studien interdisziplinär planen

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