Forschung identifiziert Biomarker im Blut, um Interventionen bei Brustkrebs gezielt anzupassen.

Neue Forschung könnte aggressive Behandlungen von Brustkrebs überflüssig machen

Ärzte könnten Frauen, die an Brustkrebs leiden, eine unnötig aggressive Behandlung ersparen, indem sie Krebszellen im Blut der Patientinnen sammeln und testen. Dies legt eine Untersuchung der Universität von Michigan und der Universität von Kansas nahe.

Von den 2,3 Millionen Frauen, die heute an Brustkrebs leiden, wird etwa einem Viertel in einem frühen Stadium, in dem sich der Krebs noch nicht ausgebreitet hat, etwa ein ductales Carcinom in situ (DCIS), diagnostiziert. Obwohl diese Patientinnen in der Regel eine gute Prognose haben, kann der Krebs in 10 % bis 53 % der unbehandelten Fälle invasiv werden.

Was bedeutet DCIS?

DCIS ist eine nicht-invasive Form von Brustkrebs, bei der die Krebszellen in den Milchgängen der Brust bleiben und sich nicht auf umgebendes Gewebe ausbreiten. Die frühzeitige Diagnose kann helfen, die richtige Behandlung zu finden und schwere Eingriffe zu vermeiden.

Angesichts dieser hohen Risiken und ohne genaue Vorhersagemöglichkeiten für individuelle Patientinnen empfehlen Ärzte, dass alle Frauen mit DCIS eine Behandlung erhalten, die eine Lumpektomie oder Mastektomie umfassen kann. Eine Strahlentherapie wird für Patientinnen empfohlen, die sich einer Lumpektomie unterziehen, und Patientinnen mit hormonrezeptor-positivem DCIS können auch eine antihormonelle Therapie erhalten.

„Da die frühzeitige Erkennung Leben retten kann, empfehlen Ärzte jetzt Mammographien in jüngeren Jahren, sodass immer mehr junge Frauen schwierige Entscheidungen treffen müssen,“ sagte Sunitha Nagrath, Professorin für Chemieingenieurwesen an der Hochschule und Mitautorin der Studie, die in Science Advances veröffentlicht wurde.

Sunitha Nagrath, Professorin für Chemieingenieurwesen, Universität von Michigan

Einige Patientinnen erhalten aggressive Behandlungen, obwohl sich ihr Krebs möglicherweise nicht ausgebreitet hat. Bei anderen könnte die Behandlung nicht ausreichend sein. Studien zeigen, dass sich der Krebs innerhalb von 10 Jahren bei etwa 10 % der Fälle, die nur operiert wurden, wiederholt.

Ziel der Studie

„Unser Ziel ist es, Biomarker zu identifizieren, die Patientinnen unterscheiden, die von aggressiven Eingriffen wie Operation, Strahlentherapie und antihormoneller Therapie profitieren könnten, von denen, die möglicherweise nur eine Operation benötigen oder auf eine Behandlung verzichten können,“ berichtete Fariba Behbod, Professorin für Pathologie und Labormedizin an der Universität von Kansas und Mitautorin der Studie.

Die Bedeutung von Blutuntersuchungen

Im Blut der Patientinnen können sich Marker für eine fortschreitende Krankheit befinden – Krebszellen, die von Tumoren stammen und unter den Nachweisgrenzen gängiger Labortechniken zirkulieren. Solche Zellen können neue Tumoren bilden. Um diese zu finden, entwickelte Nagrath im Jahr 2017 einen „Labyrinth-Chip“ zusammen mit Max Wicha, Professor für Onkologie an der U-M Medical School. Durch das Drücken einer Blutprobe durch die labyrinthartigen Kanäle des Chips werden die größeren Krebs- und weißen Blutkörperchen von den kleineren Blutkörperchen getrennt. Nach der Bearbeitung von wenigen Millilitern können Forscher genug Krebszellen für diagnostische Tests gewinnen.

In der neuen Studie verwendeten die Forscher den Labyrinth-Chip, um Krebszellen aus dem Blut von 34 Patientinnen mit ductalem Carcinom in situ am Universidad von Kansas Medical Center zu sammeln. Anschließend bestimmen sie, welche Gene in den einzelnen Krebszellen, die im Blut zirkulieren, sowie in den aus Brustgewebe derselben Patientinnen gewonnenen Krebszellen aktiv waren.

Analyse der Krebszellen

Die Krebszellen aus den Gewebeproben konnten entsprechend ihrer aktiven Gene in vier Subtypen klassifiziert werden, von denen zwei in Blutproben signifikante Mengen aufwiesen. Diese Typen hatten aktive Gene, die mit Krankheitsprogression, Chemotherapie-Resistenz und der Bindung von Blutplättchen assoziiert waren. Einige Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass dies eine Möglichkeit für Krebszellen sein könnte, dem Immunsystem zu entkommen.

Die sechs schwarzen Patientinnen, die an der Studie teilnahmen, wiesen tendenziell mehr Krebszellen in ihrem Blut auf als weiße Patientinnen sowie eine stärkere Immunsuppression, was mit einer höheren Sterblichkeit bei Brustkrebs in der schwarzen Bevölkerung übereinstimmt. Da Rasse keine biologisch bedeutende Klassifizierung darstellt, sind die überproportionalen Krebsmerkmale wahrscheinlich auf Umweltfaktoren zurückzuführen.

„In Zukunft planen wir zu identifizieren, welche dieser Zelltypen und Biomarker zu einem sekundären Standort gelangen und dort bleiben können,“ erklärte Nagpal.

Die Forscher sammeln diese Daten, indem sie Krebszellen von ihren Patientinnen in Mäuse transplantieren. Nach vier Monaten hatten die Mäuse erhöhte Krebszellen in ihrem Blut, die die Forscher zur Gen-Sequenzierung sammelten. Sie planen auch, den Krankheitsverlauf bei den Mäusen und menschlichen Patientinnen zu verfolgen.

Finanzierung und Entwicklung

Die Forschung wurde vom U-M Forbes Institute for Cancer Discovery, dem Kansas University Cancer Center, dem Kansas Institute for Precision Medicine und dem National Center for Advancing Translational Sciences finanziert.

Der Labyrinth-Chip wurde in der Lurie Nanofabrication Facility hergestellt, die mit Unterstützung aus indirekten Kosten aus Bundeszuschüssen betrieben und unterhalten wird. Die RNA-Sequenzierung wurde am U-M Advanced Genomics Core durchgeführt.

Das U-M-Start-up Bloodscan Biotech, das mit Hilfe von Innovation Partnerships gegründet wurde, hat den Labyrinth-Chip lizenziert. Nagrath und die Universität von Michigan haben ein finanzielles Interesse an Bloodscan Biotech.

Nagrath ist außerdem Professorin für biomedizinische Ingenieurwissenschaften, Co-Direktorin der Liquid Biopsy Shared Resources des Rogel Cancer Centers der U-M und Mitglied des U-M Biointerfaces Institute.

Quellen: