Der Begriff "Flüssigbiopsie" wurde 20101 als das Vorhandensein von Molekülen (z. B. Protein, Desoxyribonukleinsäure (DNA), Ribonukleinsäure (RNA)), Zellen oder extrazellulären Vesikeln (z. B. Exosomen) im Blut und anderen Körperflüssigkeiten definiert, die aus dem Primärtumor stammen. Die Verwendung von Flüssigbiopsieproben hat die translationale onkologische Forschung revolutioniert, da Gewebebiopsien, die zu einem bestimmten Zeitpunkt auf eine bestimmte Region beschränkt sind, aufgrund der Tumorheterogenität relevante Klone übersehen können. Darüber hinaus spielt die Flüssigbiopsie eine relevante Rolle bei Tumorarten, bei denen Primärgewebe knapp oder nicht zugänglich ist, da sie eine invasive Biopsie vermeiden kann, wodurch Kosten und Risiken für Patienten reduziert werden. Darüber hinaus entwickeln sich die molekularen Eigenschaften des Tumors hauptsächlich aufgrund des Therapiedrucks ständig weiter, und Flüssigbiopsieproben können die klonale Dynamik des Tumors erfassen, da sie longitudinal, in verschiedenen klinischen und therapeutischen Zeiten der Krankheit wie Ausgangswert, bei der Behandlung, beim besten Ansprechen und beim Fortschreiten der Krankheit oder sogar davor entnommen werden können. Das Konzept der "Echtzeit-Flüssigbiopsie" bedeutet, dass dynamische Veränderungen im Tumor in Echtzeit überwacht werden können, was eine Präzisionsmedizin bei dieser Krankheit ermöglicht. Die Flüssigbiopsie hat zahlreiche potenzielle Anwendungen in der Klinik, darunter Screening und Früherkennung von Krebs, Echtzeitüberwachung von Krankheiten, Erkennung von minimalen Resterkrankungen, Untersuchung von Mechanismen zur Behandlungsresistenz und Stratifizierung von Patienten auf der therapeutischen Ebene1. Die Früherkennung von Krankheitsrezidiven und -progression ist bei vielen Tumorarten ein ungedeckter klinischer Bedarf und ein Schlüsselfaktor für die Steigerung des Überlebens und der Lebensqualität von Krebspatienten. Routinemäßigen Bildgebungsmodalitäten und löslichen Tumormarkern fehlt möglicherweise die für diese Aufgabe erforderliche Sensitivität und / oder Spezifität. Daher werden in der Klinik dringend neuartige prädiktive Marker benötigt, etwa auf Basis zirkulierender freier Nukleinsäuren.
Die Arten von Proben, die für Flüssigbiopsiestudien verwendet werden, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Blut-, Urin-, Speichel- und Stuhlproben. Andere tumorspezifische Proben können Zellaspirate, Zerebrospinalflüssigkeit, Pleuraflüssigkeit, Zysten- und Aszitesflüssigkeit, Sputum und Pankreassaft2 sein. Die ehemaligen Flüssigkeiten können verschiedene Arten von krebsabgeleiteten Materialien, zirkulierende Tumorzellen (CTC) oder Fragmente wie Exosomen und zellfreie zirkulierende Tumor-DNA (ctDNA) enthalten. Nukleinsäuren können in extrazellulären Vesikeln (EVs) verkapselt oder aufgrund von Zelltod und -schäden in Körperflüssigkeiten freigesetzt werden. Zirkulierende freie DNA (cfDNA) wird hauptsächlich aus apoptotischen oder nekrotischen Zellen in den Blutkreislauf freigesetzt und ist bei allen Individuen vorhanden, wobei sie bei entzündlichen oder onkologischen Erkrankungen erhöhte Spiegel aufweist3. Exosomen sind kleine extrazelluläre Vesikel (~ 30-150 nm), die von Zellen mit Nukleinsäuren, Proteinen und Lipiden sezerniert werden. Diese Vesikel sind Teil des interzellulären Kommunikationsnetzwerks und kommen häufig in vielen Arten von Körperflüssigkeitenvor 2. Die Nukleinsäuren, die in EVs eingeschlossen sind, sind vor der rauen Umgebung in Körperflüssigkeiten geschützt und bieten somit eine robustere Möglichkeit, diese Moleküle in der Flüssigbiopsieumgebung zu untersuchen.
Insgesamt sind die Konzentrationen zirkulierender Nukleinsäuren in Flüssigbiopsieproben sehr niedrig, weshalb für den Nachweis empfindliche Methoden wie digitale PCR oder Next-Generation-Sequencing (NGS) erforderlich sind. Das präanalytische Management der Probe ist entscheidend, um die Blutzelllyse und die Freisetzung intakter DNA zu verhindern, was zu einer Kontamination der cfDNA mit der genomischen DNA führt. Darüber hinaus ist bei der Probenentnahme darauf zu achten, dass Inhibitoren enzymbasierter Analysemethoden nicht vorhanden sind.
Hier stellen wir eine standardisierte Methode zur Entnahme und Lagerung von Plasma- und Serumproben vor, die ein entscheidender erster Schritt für flüssigbiopsiebasierte Downstream-Anwendungen einschließlich zirkulierender Nukleinsäureanalysen ist.