Onderzoekers in Israël hebben een bloedtest ontwikkeld die DNA-methylatiepatronen kan herkennen die samenhangen met longkanker, zonder dat daarvoor DNA-sequencing nodig is. In een eerste studie behaalde de methode bij patiënten met stadium 2 tot 4 longkanker een sensitiviteit en specificiteit van meer dan 90 procent. De relatief eenvoudige en goedkope techniek zou op termijn CT-onderzoek kunnen aanvullen en mogelijk ook gebruikt kunnen worden om het effect van behandelingen te volgen.
Longkanker is wereldwijd nog altijd de belangrijkste oorzaak van kankergerelateerde sterfte. Met een lage-dosis-CT (LDCT) kan de ziekte eerder worden opgespoord, maar bij dergelijke onderzoeken worden ook regelmatig longknobbeltjes gevonden die uiteindelijk goedaardig blijken te zijn. Dat kan leiden tot aanvullend diagnostisch onderzoek en soms onnodige biopsieën of operaties.
Een mogelijke aanvulling daarop is de liquid biopsy, waarbij in bloed wordt gezocht naar biologische sporen van kanker. Verschillende nieuwe tests analyseren daarvoor methylatiepatronen in celvrij DNA (cfDNA). Veel van deze technieken maken echter gebruik van DNA-sequencing. De voorbereiding van monsters, de benodigde sequencingcapaciteit en de daaropvolgende computeranalyses maken deze methoden relatief complex en kostbaar.
Fluorescerend patroon
Onderzoekers van de Tel Aviv University en verschillende Israëlische medische centra onderzochten daarom een alternatief waarvoor geen sequencing nodig is. Aan de proof-of-conceptstudie deden 103 mensen mee: 51 patiënten met stadium 2 tot 4 longkanker en 52 gezonde mensen van vergelijkbare leeftijd.
De techniek kijkt naar verschillen in DNA-methylatie. Dit zijn chemische veranderingen van DNA die kunnen verschillen tussen gezonde cellen en kankercellen. Uit bloedplasma wordt celvrij DNA gehaald en vervolgens zo bewerkt dat oorspronkelijk gemethyleerde CpG-locaties kunnen worden voorzien van een fluorescerende marker.
Het gemarkeerde DNA wordt daarna op een conventionele microarray aangebracht. De intensiteit van de fluorescentie op verschillende plaatsen op de array weerspiegelt de methylatieniveaus in bepaalde delen van het genoom. Zo ontstaat als het ware een patroon dat tussen bloedmonsters kan worden vergeleken.
Blind getest
De onderzoekers analyseerden eerst monsters van 22 patiënten met longkanker en 21 gezonde proefpersonen. Daarmee identificeerden zij 170 gebieden in het genoom waarvan de methylatiepatronen sterk verschilden. Vervolgens werd de methode blind getest op een aparte groep met 29 kankermonsters en 31 gezonde controles.
Daarbij werd een sensitiviteit van 93,1 procent en een specificiteit van 90,3 procent bereikt. De AUC, een maat voor het onderscheidend vermogen van een diagnostische test, bedroeg 0,947.
Nog geen screeningstest
De onderzoekers plaatsen daarbij wel een belangrijke kanttekening. De controlegroep bestond uit gezonde mensen. In de dagelijkse praktijk moet een bloedtest ook onderscheid kunnen maken tussen longkanker en goedaardige longaandoeningen. De werkelijke specificiteit kan daardoor lager uitvallen.
De methylatiepatronen bevatten bovendien informatie over het type tumor. Een afzonderlijke set van 168 markers kon onderscheid maken tussen longadenocarcinoom en plaveiselcelcarcinoom, met een AUC van 0,881. De methode classificeerde 86,4 procent van de plaveiselcelcarcinomen en 88,2 procent van de adenocarcinomen correct.
Er zijn daarnaast eerste aanwijzingen dat de techniek kan worden gebruikt om het effect van een behandeling te volgen. De onderzoekers volgden twee patiënten die chemo-immunotherapie kregen. Bij de patiënt die op de behandeling reageerde, verschoof het methylatieprofiel richting dat van gezonde controles. Dat kwam overeen met de bevindingen op PET-CT. Bij de patiënt die niet op de behandeling reageerde, trad die verandering niet op. Met slechts twee patiënten zijn daarover echter nog geen conclusies te trekken.
Grotere studie
De analyse duurt momenteel twee tot drie dagen en kost met commercieel beschikbare microarrays ongeveer 60 dollar per monster. De onderzoekers werken inmiddels aan een speciale microarray voor longkanker.
Ook wordt een grotere prospectieve klinische studie voorbereid om te onderzoeken of de bloedtest kan voorspellen hoe patiënten reageren op systemische behandeling. Daarnaast moet de methode nog worden gevalideerd bij patiënten met longkanker in een vroeg stadium voordat duidelijk wordt of zij daadwerkelijk kan worden ingezet voor vroege opsporing.
Het onderzoek past binnen een bredere ontwikkeling waarbij nieuwe moleculaire technieken worden ingezet om kanker eerder en nauwkeuriger op te sporen. Naast liquid biopsies worden bijvoorbeeld tumor-on-a-chipmodellen, organoïden en 3D-geprint weefsel gebruikt om het ontstaan van kanker en de respons op behandelingen beter te onderzoeken.
