Diagnose av barndomssvulster ved bruk av flytende biopsi

bakgrunn

Analysen av en flytende biopsi representerer et minimalt invasivt alternativ til konvensjonell tumorbiopsi i onkologi Metoden er basert på at døde tumorceller frigir sitt DNA i form av små fragmenter til blodet til kreftpasienten. Disse fragmentene er ikke bare preget av deres DNA-sekvens, men reflekterer også kromatinstrukturen og epigenetiske egenskaper til kreftcellene. Epigenetiske mekanismer kan påvirke genfunksjonen uten å endre DNA-sekvensen og sende den videre til dattercellene.

Så langt har bruken av flytende biopsi hos barn med kreft vært begrenset fordi barnesvulster har få genetiske endringer og de fleste av disse ikke kunne påvises i det sirkulerende DNA i blodet. Imidlertid viser pediatriske svulster svært karakteristiske epigenetiske avvik.

objektiv

I denne studien ble en ny metode for flytende biopsianalyse av barnesvulster undersøkt. Målet var svulstklassifisering og svulstovervåking ved bruk av den nye metoden ved å bruke eksempelet Ewings sarkom og beinsvulster hos barn.

metodikk

De cellefrie DNA-fragmentene fra flytende biopsier fra barn som lider av kreft med Ewings sarkom eller beinsvulster ble analysert i forskjellige målesystemer. Til dette formålet ble maskinlæringsklassifiserere brukt samt en LIQUIORICE-algoritme som gjenkjenner sirkulerende tumor-DNA basert på kreftspesifikke kromatinsignaturer.

Resultater

Totalt 241 dype helgenomsekvenseringsprofiler fra 95 barn med Ewings sarkom og 31 barn med andre typer pediatrisk sarkom ble analysert. Disse ble sammenlignet med 22 prøver fra friske barn.

Det ble vist at fragmentstørrelsene til det cellefrie DNAet skiller seg karakteristisk mellom friske barn og barn med kreft og kan derfor brukes til påvisning og kvantifisering av tumor-DNA uavhengig av genetiske avvik. Dette er spesielt relevant siden pediatriske svulster vanligvis har få genetiske avvik. Dermed kan forskjellige krefttyper skilles ut basert på deres karakteristiske epigenetiske signaturer.

Hvis tumor-DNA også filtreres i henhold til fragmentstørrelsen, øker dette følsomheten for å oppdage forskjeller i kopiantallet av spesifikke DNA-fragmenter. Dermed kan individuelle pasienter overvåkes for subklonale endringer gjennom sykdomsforløpet, noe som muliggjør kvantitativ overvåking av cellefritt DNA i blodet.

Videre kan behandlingsrelaterte toksisiteter og organskader vurderes basert på cellefritt DNA frigjort fra døende celler, og sannsynligheter for overlevelse og residiv kan estimeres.

Konklusjon

Studien representerer en av de største sekvenseringsstudiene for flytende biopsi-DNA-fragmenter for barnekreft som har analysert i detalj de genetiske og epigenetiske avvikene i Ewings sarkom og beinsvulster. Den viser at den flytende biopsimetoden kan brukes som en tilnærming til minimalt invasiv diagnose og som en prognostisk markør for fremtidig kreftbehandling hos barn. Totalt sett er det levedyktig for bruk i en klinisk setting ettersom det kreves mindre enn 10 ng cellefritt DNA og sekvenseringskostnadene fortsetter å synke.

Metoden må imidlertid valideres ytterligere før den kan brukes rutinemessig i klinisk diagnostikk.

!-- GDPR -->