Die neue Art der molekularen Diagnostik stützt sich auf zirkulierende Tumorzellen (CTC) und zirkulierende Tumor-DNA (ctDNA) im Blut. Beide Biomarker können aus einer Blutprobe gleichzeitig isoliert werden. Im zellfreien Plasma wird die Tumor-DNA quantitativ detektiert, wobei mittels Gensequenzierung tumorspezifische Genaberrationen oder epigenetische Markierungen identifiziert werden. Aus der Zellfraktion werden zirkulierende Tumorzellen angereichert, isoliert und identifiziert. Das geschieht mithilfe von immunzytologischen, molekularen oder funktionellen Analysen. Dann werden Genom, Transkriptom und Proteom analysiert. Da die Biomarker nur in sehr geringen Konzentrationen im Blut vorliegen, gewöhnlich unter 0,1%, ist eine hohe Sensitivität der analytischen Systeme nötig.

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Risiken bewerten und zwischen Therapieoptionen entscheiden

Klinisch sind die Biomarker von Nutzen bei der Risikobewertung und für den therapeutischen Entscheidungsprozess. So ist es möglich, im Zuge der Krebsfrüherkennung Staging-Bestimmungen durchzuführen, um Patienten mit niedrigem oder hohem Risiko zu unterscheiden. Während der Follow-up-Untersuchungen können Rezidive frühzeitig erkannt werden. Im Hinblick auf „postadjuvante Therapien“ könnte untersucht werden, ob eine frühere Intervention bei einem positiven CTC/ctDNA-Resultat zu einem verbesserten krankheitsfreien Überleben oder Gesamtüberleben führt. Bei Patienten mit fortgeschrittenem Brust- oder Prostatakrebs bieten CTC frühe und zuverlässige prognostische Informationen bezüglich systemischer Therapien. Schließlich ermöglicht diese Biopsie die Identifizierung von Therapiezielen und Resistenzmechanismen bei fortgeschrittenen Tumoren. Beispielsweise der Lunge: Hier konnten niedrig frequente Mutationen (ROS1) oder Translokationen (ALK) auf CTC und ctDNA erkannt werden, die eine effektive personalisierte Behandlung des nicht kleinzelligen Bronchialkarzinoms (NSCLC) ermöglichen. Bei Patienten mit kolorektalem Karzinom unter Anti-EGFR(epidermal growth factor receptor)-Therapie zeigte die ctDNA eine Resistenzentwicklung an, die durch Unterbrechung der Medikation umgekehrt werden konnte. In klinischen Studien zu Brustkrebs wird untersucht, ob Patienten mit HER2-Primärtumoren, aber HER-positiven CTC von Therapien profitieren, die gegen den HER2/neu-Rezeptor gerichtet sind. Beim Melanom kann die Tumorentwicklung unter Immuntherapie durch CTC-Analyse in Echtzeit überwacht werden. In Zukunft könnten CTC und ctDNA mit anderen Liquid-Biopsy-Markern (zirkulierende Proteine, extrazelluläre Vesikel, nicht codierende RNA und vom Tumor gebildete Blutplättchen) die diagnostische Beurteilung bei Krebspatienten ergänzen. Das Konzept der Flüssigbiopsie kann auch auf andere Körperflüssigkeiten ausgedehnt werden, beispielsweise auf Urin, Zerebrospinalflüssigkeit, Knochenmark, Saliva oder Sputum.