Untersuchungen zur DNaseX- und TKTL1 Expression bei Patienten mit oralem Plattenepithelkarzinom

Abstract

Die Etablierung nicht-invasiver, labordiagnostischer Tests zum Nachweis und zur Charakterisierung von Tumorerkrankungen mittels Biomarker für Neoplasien, Malignität und Therapieresistenzen stellt einen der entscheidenden Schritte auf dem Weg zur Krebsfrüherkennung und einer personalisierten Krebstherapie dar. Das Apo10-Epitop der Endonuklease DNaseX markiert gutartige oder bösartige Tumorzellen mit Proliferations- und Apoptosestörung und wird als hochspezifischer Biomarker verschiedenster solider und nichtsolider Tumorentitäten verwendet, der gleichzeitig mit einer reduzierten Überlebenswahrscheinlichkeit korreliert. Das Transketolase-like 1 (TKTL1) Enzym markiert hingegen Tumorzellen, die einen metabolischen Wechsel von einer Mitochondrien-basierten Energiefreisetzung (Oxidative Phosphorylierung) hin zu einer Glukosevergärung durchgeführt haben, wodurch ein Wachstum ohne Sauerstoff möglich ist, die umgebende Gewebematrix aufgelöst wird (invasives Wachstum und Metastasierung), der Angriff des körpereigenen Immunsystems supprimiert wird (Blockade der NK-Zellen) als auch eine Radikal- und Apoptoseauslösung unterdrückt werden kann (Resistenz gegenüber Strahlen- und Chemotherapien). Aufgrund dessen nimmt der Malignitätsgrad der Tumorzellen zu, wodurch das Versterben von Patienten mit solchen TKTL1 positiven Tumoren massiv zunimmt. Diese klinische Bedeutung beider Biomarker wurde auch in der vorliegenden Studie mit einer retrospektiven Untersuchung an Tumorgewebeschnitten erneut untermauert – sowohl DNaseX/Apo10 als auch TKTL1 stellen unabhängige Marker für schlechtes tumorbedingtes Überleben von Patienten mit Mundhöhlenkarzinom (n=161) dar. In der vorliegenden Studie wurde darüber hinaus prospektiv die Realisierbarkeit eines personalisierten Diagnose- und Therapiekonzeptes als Proof of Concept durch den Nachweis der beiden Marker DNaseX/Apo10 und TKTL1 mittels der „Epitop-Detektion In Makrophagen“-Bluttest (EDIM-Technologie) demonstriert. Hierbei wurden Immunzellen (aktivierte Monozyten/Makrophagen) in Blutproben von Tumorpatienten (Mundhöhlenkarzinom, n=50) und gesunden Kontrollen (Blutspendern, n=74) mit Hilfe eines Laser-basierten, durchflusszytometrischen Verfahrens durch den Nachweis von Oberflächenmarkern (CD 14 und CD16) identifiziert und gleichzeitig intrazellulär die Präsenz prognoserelevanter Epitope der beiden Biomarker DNaseX/Apo10 und TKTL1 bestimmt. Die Sensitivität des EDIM-DNaseX- als auch des EDIM-TKTL1-Bluttests, Tu- morpatienten von gesunden Kontrollen zu unterscheiden, lag jeweils zwischen 90% und 92%, die Spezifität betrug dabei zwischen 94% und 95%. Die Kombination von EDIM-Apo10- und EDIM-TKTL1-Scores erhöhte die Sensitivität auf 95% und die Spezifität auf 97%, Tumorpatienten von gesunden Kontrollen zu unterscheiden. Postoperativ gemessene EDIM-Apo10- und EDIM-TKTL1-Blutwerte von Tu- morpatienten (n=3) zeigten einen Rückgang präoperativ erhöhter Werte in den Normalbereich nach vollständiger (R0) Tumorresektion. Diese Vorergebnisse liefern den Hinweis auf eine chirurgische Qualitätskontrolle im Sinne einer vollständigen Tumorentfernung durch den EDIM-Bluttest. Die vorliegenden Daten zeigen erstmalig die Möglichkeit eines personalisierten Monitorings von Tumorpatienten durch eine Blutanalyse zweier standardisierter Biomarker (DNaseX/Apo10-TKTL1). Der Nachweis der beiden Biomarker in Tumorgeweben als auch der nichtinvasive Nachweis in Blutproben vor, während und nach der Therapie mittels der EDIM-Technologie eröffnet neue Optionen für eine individualisierte Prognose- und Therapiestratifikation. Der EDIM- Bluttest erlaubt damit auch eine effiziente Therapieüberwachung in der klinischen Routine bei Verlaufskontrolle (z.B. bei Verdacht auf ein Tumorrezidiv). Zukünftig kann hierdurch Patienten eine zusätzliche und kosteneffiziente Diagnostik (im Sinne einer nicht-invasiven Biopsie / „liquid biopsy“) sowie Therapieüberwachung nach chirurgischer Tumorentfernung durch den EDIM-Bluttest angeboten werden.