Die hämatologische Ganzgenom- und Transkriptom-Sequenzierung als neues diagnostisches Tool bei akuten Leukämien

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In verschiedenen Forschungsprojekten hat sich gezeigt, dass neue Technologien, wie Ganzgenom-Sequenzierung (Whole genome sequencing – WGS) und Transkriptomanalysen (Whole transcriptome sequencing – WTS) einen Mehrwert für Patienten mit akuten Leukämien darstellen. Im kommenden Jahr bietet das MLL die parallele Diagnostik mit den klassischen Methoden und der WGS/WTS Analyse für akute Leukämien an. Wir wollen diesen klinischen Mehrwert an unsere Patienten weitergeben und parallel aus diesen gewonnen Erkenntnissen lernen. Wir wollen das WGS/WTS auf den Prüfstand stellen, um dessen klinischen Nutzen zu validieren.

Das hämatologische Genom und Transkriptom in der Routinediagnostik

In einer Publikation von Duncavage und Kollegen im New England Journal of Medicine wurde gezeigt (NEJM. 2021;384(10):924-935), dass durch die Ganzgenom-Sequenzierung verlässlich die Informationen erhoben werden können, die aktuell von der Chromosomenanalyse und molekulargenetischen Methoden erhoben werden, und zusätzlich weitere prognostisch und therapeutische relevante Veränderungen identifiziert werden können. Auch in eigenen Projekten im MLL zur akuten lymphatischen Leukämie (ALL; Walter et al. BMC Cancer. 2021;21(1):886) konnten wir eine noch detailliertere Klassifizierung der PatientInnen unter Einbezug der Transkriptomanalyse erreichen. Dies zeigt den Mehrwert, der durch diese neuen Technologien in Zukunft dem Patienten zugutekommen könnte.

Für uns steht dieser zusätzliche diagnostische Nutzen für den Patienten im Vordergrund. Es ist uns bewusst ist, dass es sowohl für den Arzt als auch für den Patienten eine Umstellung bedeutet, eine Ganzgenom-Sequenzierung für die Leukämiediagnostik einzusetzen, da hier eine spezielle Aufklärung des Patienten und eine entsprechende Einverständniserklärung erforderlich ist. Es ist uns hier wichtig zu verdeutlichen, dass wir in unserem Ansatz eine Analyse des „hämatologischen/klinischen Genoms“ vornehmen. Als Ausgangsmaterial verwenden wir Knochenmark, wie es auch für die übliche Molekulargenetik verwendet wird, parallel nutzen wir peripheres Blut (bzw. separierte T-Zellen) für die Diagnostik akuter myeloischer Leukämien, um Keimbahnveränderungen aus den Sequenzierdaten zu eliminieren, da die Untersuchung auf somatische Veränderungen in den Leukämiezellen abzielt. Etwaige, von der akuten Leukämie unabhängige Keimbahnprädispositionen werden somit nicht untersucht, da sie in unserer Auswerte-Pipeline bewusst aussortiert werden. Die Vorbereitung für eine WGS/WTS-Diagnostik erfolgt aus DNA und RNA der entsprechenden Probe. Nach der Sequenzierung werden die Daten gezielt auf verschiedene diagnostisch und prognostisch relevante Veränderungen untersucht. Zum einen untersuchen wir die Kopienzahlveränderungen, die klassischerweise durch die Chromosomenanalyse abgedeckt werden. Hier zeigt die WGS-Analyse eine höhere Auflösung, sodass auch kleinere Veränderungen entdeckt werden können, für die die Auflösung der normalen Bänderungsanalyse nicht ausreicht. Darüber hinaus sehen wir kopienneutrale Verluste der Heterozygotie (CN-LOH) und Translokationen, die meist zu Fusionstranskripten führen. Diese detektieren wir parallel durch die Transkriptomanalyse, sodass wir hier eine interne Bestätigung durch beide Methoden bekommen. Für die kleineren Veränderungen, wie Mutationen in den einzelnen Genen, untersuchen wir ein für die hämatologischen Neoplasien relevantes Gen-Set, sodass wir alle für die Diagnostik und Risikostratifizierung notwendigen Mutationsinformationen einbeziehen können. Die Transkriptomanalyse erlaubt neben der Detektion von Fusionsgenen und Überexpressionen von darin involvierten Genen die Erstellung eines Expressionsprofils.

Dieses zeigt gerade bei der ALL je nach Subtyp ein unterschiedliches Muster, sodass hier eine Klassifizierung in spezifische Gruppen ermöglicht wird. Aus unseren Forschungsprojekten wissen wir, dass ein größerer Anteil von Patienten einer spezifischen Gruppe zugeteilt werden kann, als das durch die klassischen Diagnostik-Methoden möglich ist. Sollten Sie, als behandelnder Arzt, Interesse an einer Teilnahme an unserer Studie haben, schicken Sie gerne die von Ihrem Patienten unterschriebene Einverständniserklärung bei der Abklärung einer AML oder ALL mit, basierend darauf kann der Patient eingeschlossen und mittels WGS/WTS parallel zur aktuellen Goldstandarddiagnostik untersucht werden.

Natürlich erhalten Sie in diesem Falle auch einen entsprechenden Ergänzungsbefund über die Ergebnisse der WGS/WTS Analyse. Die Kosten für die WGS/WTS Analysen übernehmen selbstverständlich wir.