Blutuntersuchungen zeigen vielversprechende Ergebnisse für die Behandlung von Prostatakrebs
Neue Forschung zeigt, wie cfDNA hilft, die Behandlungsergebnisse bei Prostatakrebs vorherzusagen.
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Inhaltsverzeichnis
Prostatakrebs ist die häufigste Krebsart bei Männern und die zweithäufigste Todesursache durch Krebs. Zu Beginn hängen Prostatakrebszellen von Hormonen ab, die Androgene genannt werden und im Blut vorkommen. Die Standardbehandlung für fortgeschrittenen oder metastasierten Prostatakrebs besteht darin, diese Hormone durch einen Prozess zu senken, der Kastration genannt wird, was medizinisch oder chirurgisch erfolgen kann. Diese Behandlung, bekannt als Androgenentzugstherapie (ADT), hilft vielen Männern mit fortgeschrittenem Prostatakrebs. Sie kann bei 80 bis 90 % der Patienten zu einem Remissionszustand führen, was bedeutet, dass sie im Durchschnitt 12 bis 33 Monate ohne Krankheitssymptome leben können.
Aber auch wenn ADT effektiv ist, ist es keine Heilung. Mit der Zeit schreitet der Krebs bei fast allen Patienten voran. Um dieses Problem anzugehen, sind neue Behandlungsoptionen entstanden, die ADT mit anderen Medikamenten kombinieren, wie Docetaxel oder neuen Inhibitoren der Androgenrezeptorsignalisierung. Diese Kombinationen haben vielversprechende Ergebnisse gezeigt, weil sie Krebszellen auf unterschiedliche Weise angreifen und so möglicherweise die Ergebnisse für die Patienten verbessern.
Trotz der Fortschritte in der Behandlung sprechen nicht alle Patienten gleich an. Faktoren wie genetische Unterschiede bei Patienten können einen grossen Unterschied in den Behandlungsergebnissen ausmachen. Das bedeutet, dass es wichtig ist, Wege zu finden, um herauszufinden, welche Patienten am meisten von bestimmten Therapien profitieren. Die Identifizierung von Biomarkern oder biologischen Indikatoren könnte den Ärzten helfen, die besten Behandlungspläne auszuwählen.
Die Rolle von Biomarkern in der Behandlung
Aktuell nutzen Ärzte oft Gewebeproben, um Prostatakrebs zu diagnostizieren. Diese Biopsien können jedoch unangenehm sein und sind nicht immer praktikabel, besonders weil Prostatakrebs oft auf die Knochen übergreift, was den Zugang erschwert. Deshalb schauen Forscher nach einfacheren Methoden, um Biomarker aus Körperflüssigkeiten, insbesondere Blut, zu sammeln.
Ein gängiger Bluttest für Prostatakrebs ist das Messen von prostataspezifischen Antigenen (PSA). Diese Untersuchung hilft sowohl beim Screening als auch bei der Überwachung, wie gut die Behandlung wirkt. Allerdings sagen PSA-Werte allein nicht immer vorher, wie gut ein Patient auf die Behandlung reagiert.
Wissenschaftler haben sich kürzlich darauf konzentriert, zirkulierende zellfreie DNA (CfDNA) im Blut zu analysieren. cfDNA ist genetisches Material, das von Krebszellen stammt, und ihre Untersuchung kann Einblicke in die genetische Zusammensetzung des Krebses geben. Weil Blut einfacher zu entnehmen ist als Gewebe, bietet es eine praktische Methode zur Überwachung der Wirksamkeit von Behandlungen und des Fortschreitens der Krankheit.
DNA-Methylierung und Krebs
Ein bedeutender Forschungsbereich untersucht, wie DNA-Methylierung Krebs beeinflusst. Methylierung bezieht sich auf chemische Veränderungen der DNA, die beeinflussen können, wie Gene exprimiert werden. Bestimmte Muster der Methylierung wurden mit verschiedenen Krebsarten in Verbindung gebracht und könnten als nützliche Biomarker dienen, um Krebs zu erkennen und Ergebnisse vorherzusagen.
Eine Art der Methylierung, die als 5-Hydroxymethylcytosin (5hmC) bekannt ist, entsteht aus einer anderen Form der Methylierung durch spezifische Enzyme. Studien haben gezeigt, dass 5hmC oft in DNA-Regionen vorkommt, die aktiv an der Genexpression sind, und könnte eine Rolle bei der Regulierung von Genen spielen, die mit Krebs in Verbindung stehen.
Jüngste Forschungen zeigen, dass die Messung von 5hmC in cfDNA einen neuen Weg bieten könnte, um die Prognose von Patienten mit metastatischem Prostatakrebs vorherzusagen. Allerdings sind weitere Studien nötig, um zu bestimmen, wie zuverlässig 5hmC als prädiktiver Biomarker für die Reaktion auf die Behandlung sein kann.
Die Studie
Um das Potenzial von 5hmC in cfDNA als Marker für die Reaktion auf die Behandlung bei Prostatakrebspatienten zu untersuchen, die ADT erhalten, wurde eine Studie mit 55 Männern durchgeführt, die mit fortgeschrittenem Prostatakrebs diagnostiziert wurden. Patienten wurden aus zwei medizinischen Zentren rekrutiert. Blutproben wurden vor Beginn der ADT, drei Monate nach Beginn der Behandlung und wieder entweder bei Fortschreiten der Krankheit oder 24 Monate nach Beginn der Behandlung, falls keine Fortschritte zu verzeichnen waren, entnommen.
Handhabung der Blutproben
Nachdem Blut entnommen wurde, wurde das Plasma zur Analyse getrennt. Die Forscher extrahierten cfDNA aus dem Plasma, um deren Eigenschaften zu untersuchen. Sie richteten auch Kontrollen ein, um sicherzustellen, dass ihre Testmethoden präzise und sensitiv waren.
Sequenzierung von cfDNA
Um die 5hmC-Werte in cfDNA zu analysieren, konstruierten die Forscher Bibliotheken der extrahierten DNA und bereiteten sie für die Sequenzierung vor. Dieser Prozess beinhaltete das Kennzeichnen der 5hmC in der DNA, um ihre Präsenz bei späteren Analysen zu erkennen.
Datenanalyse
Die Rohdaten aus der Sequenzierung wurden bereinigt und dann analysiert, um Regionen mit hohen 5hmC-Werten zu finden. Dieser Prozess erlaubte es den Forschern, signifikante Muster in der DNA zu identifizieren, die zwischen den Patienten variierten.
Klinische Ergebnisse
Die Studie zeigte, dass Patienten mit unterschiedlichen klinischen Ergebnissen verschiedene Muster von 5hmC in ihrer cfDNA aufwiesen. Insbesondere hatten Personen, die eine Krankheitsprogression erlebten, höhere Werte bestimmter Gensets, die mit der Androgensignalisierung in Verbindung stehen, die wichtig für das Wachstum von Prostatakrebs ist. Währenddessen wiesen Patienten, die keine Progression erlebten, unterschiedliche Methylierungsmuster auf.
Identifizierung von Patientengruppen
Eine weitere Analyse ergab, dass Patienten in drei verschiedene epigenomische Gruppen basierend auf ihren 5hmC-Profilen kategorisiert werden konnten. Die erste Gruppe bestand aus Patienten mit frühem Widerstand gegen ADT und zeigte einzigartige Merkmale in ihrem epigenomischen Profil. Die zweite und dritte Gruppe umfassten Patienten, die besser auf die Behandlung reagierten.
Die Forschung zeigte, dass die erste epigenomische Gruppe, charakterisiert durch hohe 5hmC-Werte in Androgen-Antwort-Gensets, eine deutlich kürzere Zeit hatte, bevor ihr Krebs fortschritt. Diese Erkenntnis legt nahe, dass die Erkennung dieser unterschiedlichen Patientengruppen helfen könnte, Behandlungspläne zu entwickeln, die effektiver sind.
Überwachung der Reaktion auf die Behandlung
Die Studie untersuchte auch, wie sich die Werte von 5hmC in Blutproben im Laufe der Zeit änderten, während die Patienten ADT erhielten. Die Ergebnisse zeigten, dass 5hmC-Werte in bestimmten Gensets als Indikatoren dafür dienen könnten, wie gut die Patienten auf die Behandlung reagierten. Zum Beispiel zeigten diejenigen, die eine Krankheitsprogression erlebten, eine Rückkehr zu höheren Aktivitätsniveaus in Androgensignalisierungswegen, nachdem diese zunächst nach der Behandlung gesenkt wurden.
Diese dynamische Überwachung könnte es Ärzten ermöglichen, die Wirksamkeit der Behandlung in Echtzeit zu bewerten und möglicherweise schnellere Anpassungen in der Therapie vorzunehmen, um die Ergebnisse für die Patienten zu verbessern.
Fazit
Insgesamt zeigt die Studie das Potenzial, cfDNA und 5hmC als Werkzeuge zu nutzen, um vorherzusagen, wie einzelne Patienten auf ADT bei Prostatakrebs reagieren werden. Indem Patienten identifiziert werden, die wahrscheinlich frühzeitig Widerstand gegen die Behandlung entwickeln, können personalisierte Ansätze entwickelt werden, um die Versorgung zu verbessern.
Durch diese nicht-invasive Methode zur Analyse von Blutproben könnten Ärzte in der Lage sein, das Fortschreiten des Krebses effektiver zu überwachen und Behandlungsstrategien zeitnah anzupassen. Während die Forschung fortschreitet, wird eine weitere Validierung in grösseren Patientengruppen entscheidend sein, um diese Erkenntnisse zu bestätigen und verbesserte Biomarker für die Behandlung von Prostatakrebs zu entwickeln.
Titel: 5-hydroxymethylcytosine sequencing in plasma cell-free DNA identifies unique epigenomic features in prostate cancer patients resistant to androgen deprivation therapy
Zusammenfassung: BackgroundCurrently there are no biomarkers to identify resistance to androgen-deprivation therapy (ADT) in men with hormone-naive prostate cancer. 5-hydroxymethylcytosines (5hmC) in the gene body are associated with gene activation and are critical for epigenomic regulation of cancer progression. ObjectiveTo evaluate whether 5hmC signature in cell-free DNA (cfDNA) predicts early ADT resistance. Design, Setting, and ParticipantsSerial plasma samples from 55 prostate cancer patients receiving ADT were collected at three timepoints including baseline (prior to initiating ADT, N=55), 3-month (after initiating ADT, N=55), and disease progression (N=15) within 24 months or 24-month if no progression was detected (N=14). 20 of the 55 patients showed disease progression during the 24-month follow-up. The remaining 35 patients showed no progression in the same follow-up period. Outcome Measurements and Statistical AnalysiscfDNA (5-10ng) was used for selective chemical labeling (hMe-Seal) sequencing to map 5hmC abundance across the genome. Read counts in gene bodies were normalized with DESeq2. Differential methylation and gene set enrichment analyses were performed to identify the 5hmC-enriched genes and biological processes that were associated with disease progression. Kaplan-Meir analysis was utilized to determine the association of 5hmC signatures with progression-free survival. Results and Limitations5hmC-sequencing generated an average of 18.6 (range 6.03 to 42.43) million reads per sample with 98% (95-99%) mappable rate. Baseline sample comparisons identified significant 5hmC difference in 1,642 of 23,433 genes between 20 patients with progression and 35 patients without progression (false discovery rate, FDR
Autoren: Liang Wang, Q. Li, C.-C. Huang, S. Huang, Y. Tian, J. Huang, A. Bitaraf, X. Dong, M. T. Nevalanen, J. Zhang, B. J. Manley, J. Y. Park, M. Kohli, E. M. Gore, D. Kilari
Letzte Aktualisierung: 2023-10-16 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.13.23296758
Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.13.23296758.full.pdf
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