Einzelzellanalyse prädiktives Diagnostikum in der Onkologie der Zukunft? Was ist aus dem Blut möglich? m

Transkript

1 UNIVERSITÄTSKLINIKUM Schleswig-Holstein Einzelzellanalyse prädiktives Diagnostikum in der Onkologie der Zukunft? Was ist aus dem Blut möglich? m / 1 Prof. Dr. Burkhard Brandt

2 Klinische Problemstellung

3 Krebs eine systemische Krankheit

4

5 Minimal Residual Disease (MRD) Definition: Nachweis für residuale, nicht mit Imagingmethoden (CT, MRT) nachweisbare, Krebszellen Frühester Nachweis eines residualen Tumors, frühest mögliche Therapieprädiktion

6 Technische Voraussetzungen

7 (Nano-)Technologie für den Tumorzellnachweis im Blut Pantel/Brakenhoff/Brandt, Nat. Rev. Cancer 2008

8 Real-time PCR Molekulare Charakterisierung von Tumorzellen im Blut DNA/RNA Tumorheterogenität mrna DNA intra-zytoplasm zytoplasm. Proteine In situ Hybridisierung Membranproteine mrna Tumorzelle Immunzytochemie

9 Biologische Determinanten Carl Spitzweg

10 Freisetzung von Tumorzellen ins Blut Prostatakrebs Anzahl der Zellen Tumor- Tumor- Proliferation Apoptose niedrig hoch Brustkrebs intermediär/ heterogen Ovarialkrebs Hoch niedrig

11 Intensität Tumorzellen im Blut Expressionsintensität epithelialer Proteine Epithel CD45 DAPI bright field

12 Tumorzellen im Blut: Repräsentation von Metastasen Primärtumor Lebermetastase

13 Tumorzellen im Blut repräsentieren therapieresistente Tumorzellen B159Q Vor Therapie B159H Nach Therapie 3q26 Gain

14 Therapie-relevante onkogene Signalwege in der Tumorzelle Targeted Therapies 7p q21 EGFR/HER2 3q26 3q26 Bardelli et al. JCO, 2010

15 Nachweis von onkogenen Proteinen: HER2 Normal Cell Malignant Transformation Overexpression of Her2 (erbb2) Subtle regulation in cancer progression Invasiveness Motility Extravasation

16 Daten klinischer Studien

17 Metastasierendes Mammakarzinom: Häufigkeit von EpCAM-positiven Tumorzellen im Blut und die Prognose Cristofanilli et al. 2004

18 MBC nach Therapie : Tumorzellen im Blut zum Zeitpunkt des Restagings und Prognose Cristofanilli et al. 2005

19 HER2-pos. Einzel- und Clusterzellen im Blut von nichtmetastasierten Brustkrebspatientinnen CK+-single CK+-clustered HER2+-single HER2+-clustered CK+single CK+clustered HER2+single HER2+clustered Brandt et al. 1998

20 Gesamtüberleben von nodal-negativen Mammakarzinomen mit nachweisbaren HER2-positiven Zellen im Blut A = keine Zellen B = 1 4 Zellen C = 5 und > Zellen 11 Jahre follow-up Wülfing et al. 2006

21 Präoperative Chemotherapie: Tumorzellen im Blut, Staging, Remissionsgrad und metastasenfreies Überleben Pierga et al. 2008

22 Prädiktion des Therapieansprechens bei lokal-fortgeschrittenen Mammakarzinomen unter prä-operativer Chemotherapie (Remagus 02-Studie) Bidart et al. 2010

23 Tumorzellen im Blut von Prostatakarzinompatienten DAPI Cluster of Intact Cells Cytokeratin 200x PSA

24 Hohe Frequenz von Tumorzellen im Blut beim lokalbegrenzten Prostatakarzinom

25 Prognose des Hormon-refraktären Prostatakarzinoms und Tumorzellen im Blut - Palliativer Ansatz - Nach PSA- Rezidiv Okegawa et al. 2009

26 = Kurativer Ansatz S3-Leitlinie DKG Okegawa et al. 2009

27 PSA und Biopsie in der Prostatakarzinom Diagnose aber Metastasen?

28 Subpopulationen im primären Prostatakarzinom setzen Zellen ins Blut frei CTC Focus 1 (1.8 cm) Focus 2 (0.2 cm)

29 A BRCA1 gene dosage >0.75 and <1.25 BRCA1 gene dosage 0.75 p = HR = 3.23, CI 95% B Mulitivariate Analysis (Cox Regression Model) (n = 115): Parameter Variable RR CI 95% p pt stage pt2 vs. pt pn stage pn0 vs. pn Gleason grade <7 vs BRCA1 gene dosage 0.75 vs and <

30 Tumorzellen im Blut mit BRCA1del Krebswahrscheinlichkeit und Metastasenrisiko sehr hoch

31 Neue Therapieoptionen bei metastasierendem kolorektalem Karzinom

32 Prognose des metastasierenden Kolorektalen Karzinom nach Chemotherapie Cohen et al. 2009

33 mcrc und anti-egfr-therapie Tol et al. 2010

34 Zusammenfassung Tumorzellen im Blut zeigen, dass der Genotyp von Metastasen von den Tumorzellen im Blut repräsentiert wird der Phänotyp von Metastasen von den Tumorzellen im Blut repräsentiert wird therapierelevante molekulare Veränderungen in Tumorzellen im Blut nachgewiesen werden können

35 Welche Patienten könnten von einer Bestimmung der Tumorzellen im Blut profitieren? (1) Prognoseeinschätzung von metastasiertenpatienten und Optimierung der klinischen Patientenversorgung (Brustkrebs, Prostatakrebs, Darmkrebs) Der Nachweis der Zellen im peripheren Blut eröffnet die Möglichkeit, diese Diagnostik häufig zu wiederholen und so den Therapieerfolg nach der neo&/adjuvanten, second, thirdlinetherapiezu kontrollieren (Brustkrebs, Darmkrebs).

36 Welche Patienten können von einer Bestimmung der Tumorzellen im Blut profitieren? (2) Die Basis&Diagnostik der Tumorzellen im Blut kann bei verschiedenen Karzinomenangewendet werden: Brustkrebs, Prostatakrebs, Darmkrebs, Eierstockkrebs, Lungenkrebs. Tumorzellen im Blut wurden vor allem beim Prostatakrebsin nahezu jedem Fall gefunden. Neben der Optimierung der Therapie nach Hormonrefraktion erlaubt die Diagnostik mit Tumorzellen im Blut auch die zusätzliche Prognoseabschätzung bei activesurveillance und watchfulwaiting.

37 Welche Patienten können von einer Bestimmung der Tumorzellen im Blut profitieren? (3) Mit den Tumorzellen im Blut kann der Erfolg der neuen targeted Therapie (z.b. anti&egfr&(erlotinib, Cetuximab)oderanti&VEGF&Therapie(Bevazizumab)) engmaschig kontrolliert werden.

38 Perspektiven Entwicklung einfacher Zellseparationssysteme für die Tumorzellisolierung (Nanotechnologie) Diagnostische Studien an Blut und Tumormaterial aus Klinischen Studien für die Evaluation von Parametern für die Therapieprädiktion

39 Acknowledgements Institute of Tumor Biology Iris Alpers Antje Andreas Natalia Bednarz Klaus Pantel Department of Neurosurgery Katrin Lamszus Xantec Bioanalytics, Düsseldorf Nico Dankbar Erk Gedig Med. Univ. Vienna Robert Zeillinger Dan Cacsire-Tong INSERM Montpellier Charles Theillet Thanks for your attention Campus Forschung UKE Hamburg