Genetische Charakterisierung und Therapieüberwachung von fortgeschrittenen Tumorerkrankungen mit Hilfe der Hochdurchsatzsequenzierung und Liquid Biopsy

Abstract

Laut Angaben der Weltgesundheitsorganisation (World Health Organization, WHO) sind Krebserkrankungen die zweithäufigste Todesursache weltweit. Im Jahr 2018 belief sich die Anzahl der Todesfälle in Folge einer Krebserkrankung auf ca. 9,6 Millionen Menschen. Weltweit ist jeder sechste Tod die Folge einer Krebserkrankung. Zwei Fortschritte der jüngeren Vergangenheit haben die Krebstherapie revolutioniert. Die genetische Analyse von Tumoren hat zur Identifikation von Zielstrukturen geführt, die eine personalisierte und tumorspezifische Therapie erlaubt. Zudem zielen neuartige Ansätze der Immuncheckpoint-Blockade darauf ab eine Anti-Tumor-Immunität zu fördern. Trotz dieser Fortschritte profitiert die Mehrheit der Tumorpatienten im fortgeschrittenen Stadium nicht von den derzeit zugelassenen Therapien. Im Rahmen der Promotion wurden zwei Tumorentitäten untersucht: das Maligne Melanom und die Kopf-Hals-Tumoren. In beiden Fällen wurden Patienten in einem fortgeschrittenen Krankheitsstadium untersucht mit dem Ziel Treibermutationen mittels Hochdurchsatzsequenzierung zu identifizieren, die mit dem Therapieansprechen korrelieren oder sich als Behandlungsziel eignen. Die soliden Tumoren der Patienten mit einem Kopf-Hals-Tumor (HNSCC) wurden mit Hilfe eines Tumorgenpanels genetisch charakterisiert. Die dabei gefundenen Treibermutationen dienten im Rahmen der Liquid Biopsy als Surrogatmarker für den Tumor, um das Therapieansprechen der Radiochemotherapie zu beobachten. Die Dynamik der ctDNA korrelierte mit der Tumorlast vor Therapiebeginn und nahm im Rahmen der Behandlung ab. Konnte nach Abschluss der Therapie ctDNA detektiert werden, kam es zu einem Rezidiv. Die zirkulierende zellfreie Tumor DNA (ctDNA) erwies sich als zuverlässiger Surrogatmarker für den Tumor. Die Patienten mit einem Malignen Melanom wurden ebenfalls mittels Panel- oder Gesamt-Exom-Sequenzierung (WES) genetisch charakterisiert und das Therapieansprechen dokumentiert. Als potentielle genetische Resistenzmarker wurden schwere Mutationen in den Genen der Zellzykluskontrolle identifiziert. Insbesondere der MDM-p53-p21Cip1- und p16Ink4a-CDK4/6-Rb1-Signalweg waren bei den Therapieversagern gestört. Des Weiteren konnten durch die umfassende genetische Charakterisierung Mutationen identifiziert werden, die spezifisch für den jeweiligen histopathologischen Subtypen sind.