Nachweis von MRD und MRD-Negativität

Wie wird MRD bzw. MRD-Negativität nachgewiesen?

Im Prinzip gibt es zwei große Methodenfelder:

• Das eine ist das Methodenfeld des sogenannten Flowzytometrie.
• Das andere sind Methoden, die auf molekularbiologischer Ebene vereinzelte bösartige Zellen nachweisen wollen.

Sie können zum Beispiel an der Oberfläche von Zellen bestimmte, für die Krebszelle typische Strukturen mit unterschiedlichen Farbstoffen markieren. Im Falle einer Bluterkrankung kann man sie dann durch Analysegeräte schicken. Diese können sie durch die Ihnen aus der Gesamtzahl zum Beispiel aller weißen Blutkörperchen durch möglichst präzise und einschlägige Markierung von Krebszellen jene Krebszellen herausfiltern und zählen und im Verhältnis zur Gesamtzahl setzen. Das wäre die sogenannte Flowzytometrie.

Flowzytometrie

Diese Methode hat Ihre Anfänge vor 30-35 Jahren genommen. Sie ist inzwischen unglaublich präzise. Am Beginn waren Färbungen mit ein oder zwei verschiedenen Farbstoffen an ein oder zwei unterschiedlichen Oberflächenstrukturen der Zellen das Maximum, das man sich vorstellen kann.

Deshalb sprechen wir heute von Multicolor-Flow-Analysen. Diese können bis zu vier, sechs, in speziellen Geräten auch bis zu zehn verschiedene Strukturen an den Zellen und in den Zellen gleichzeitig nachweisen. Damit ermöglichen sie eine sehr hohe Präzision in der Unterscheidung zwischen Krebszelle zu gesunder Zelle. Je höher diese Präzision ist, umso besser ist auch die Aussage eines sogenannten MRD-Status. Ob der jetzt negativ ist oder Sie nur eine geringe minimale Resterkrankung haben, hängt dann eben von dem Untersuchungsergebnis ab. Das ist sozusagen das eine große Feld der Nachweismethoden.

Molekularbiologie

Das andere Feld ist dann wirklich die Ebene der Molekularbiologie. Hier kann man feinste Untereinheiten von Chromosomen nachweisen, die oft nur wenige Molekülbereiche umfassen. Dies betrifft z.B. Bruchpunkte von Chromosomen, Verschiebungen, sogenannte genetische Alterationen, und Punktmutationen. Diese kleinsten Veränderungen weist man heute mit sogenannter Polymerase-Kettenreaktion nach, die man schon vor vielen Jahren, genauer: Jahrzehnten entwickelt hat. Inzwischen wurden die Methoden weiterentwickelt hin zur quantitativen Polymerase-Kettenreaktion und hin zu dem sogenannten Next Generation Sequencing. Diese Zweitgeneration, jetzt mitunter die Drittgenerationen weist also erstens in großer Menge und zweitens in hoher Präzision ganz, ganz schwer und nur punktuell zu findende Veränderungen im genetischen Bereich nach.

Was bedeutet Next Generation Flow (NGF) im Zusammenhang mit MRD?

Next Generation Flow ist eine Methode, ich habe es zuerst schon anklingen lassen, die sich eigentlich auf die Flowzytometrie bezieht. Sie läuft also nicht auf molekularbiologischer Ebene ab, sondern macht sich zunutze, dass bestimmte, meistens Oberflächenstrukturen von bösartigen Zellen sich von gutartigen Zellen unterscheiden. Und wenn man mit einer sehr hohen Zahl von Färbemethoden 4, 6 oder bis zu 10 inzwischen unterschiedliche Oberflächenstrukturen auf einmal färbt und auf einmal in einer Zelle nachweist mit hochpräzisen modernen Geräten, bezeichnen Sie das als Next Generation Flow.

Üblicherweise wendet man den Ausdruck für zumindest ab einem sogenannten Multicolorflow von vier verschiedenen Färbemethoden aufwärts an.

Was bedeutet Polymerase-Kettenreaktion (PCR) im Zusammenhang mit MRD?

Polymerase-Kettenreaktion ist eben eine Methode, die zweite große, das zweite große Methodenfeld, wenn Sie so wollen, für den Nachweis minimaler Resterkrankungen. Hier unterscheidet man die bösartige Zellen von gutartigen. Dies geschieht durch eine Methode, die letztlich wie eine Lupe das Vorhandensein einer einzelnen bösartigen Zelle vergrößert, um kleinste punktuelle Veränderungen im genetischen Bereich der Zellen nachweisen.

Was bedeutet Next Generation Sequencing (NGS) im Zusammenhang mit MRD?

Es haben sich aus Polymerase-Kettenreaktionen dann Zweit- und Drittgenerationsmethoden entwickelt und durchgesetzt. Diese unterscheiden sich vor allem in der Möglichkeit des sogenannten Durchsatzvolumens und auch in der Möglichkeit, mehrere verschiedene Veränderungen nebeneinander nachzuweisen. Und Next Generation Sequencing umfasst an sich eine Palette verschiedener, hoch effektiver, sowohl in Zahl als auch in Präzision hoch effektiver neuester molekularbiologischen Nachweismethoden.

Unter Durchsatzvolumen meine ich sowohl die Möglichkeit, dass man verschiedenste genetische Veränderungen, die gleichzeitig in einer bösartigen Zelle vorkommen, als auch in einer viel größeren Zahl von Zellen als früher nachweisen kann.

Welche Proben werden für diese modernen Nachweismethoden verwendet?

In der Regel verwendet man Zellproben. Es genügt aber inzwischen auch, wenn man nur mehr Fragmente von Zellen aus dem Blut oder gegebenenfalls aus dem Gewebe für die Analyse solcher Methoden heranzieht.

Wie lange dauert es bis die Testergebnisse bekannt sind?

Dass ist unterschiedlich.

• Aber Sie können davon ausgehen, dass flowzytometrische Verfahren spätestens nach 48 Stunden, meistens nach 24 Stunden, oft schon am gleichen Tag vorliegen.
• Molekularbiologische Methoden sind in ihrer Schnelligkeit ebenfalls sehr, sehr toll geworden und hängen eher davon, ab wo sie verfügbar sind. Das heißt: Vielleicht müssen Sie eine Probe von einem Spital in ein anderes oder von einem Zentrum in ein anderes bringen müssen, weil es natürlich nicht Sinn macht, in jedem Zentrum diese hochteuren, auch sehr personalintensiven Geräte zu etablieren für wenige Untersuchungen vielleicht pro Woche, sondern das zu konzentrieren. Dann können Sie natürlich durch Transportwege und auch durch Befundübermittlung ein bisschen an Zeit verlieren. Aber auch da können Sie zunehmend in Tagen und nicht mehr in Wochen wie früher rechnen.

Was beeinflusst die Aussagekraft der Ergebnisse?

Die Aussagekraft ist letztlich abhängig von der angewandten Methode: Je präziser und vielfältiger die Methode ist, umso besser ist die Aussagekraft. Das setzt natürlich voraus, dass auch die eingesandte Probe von einer guten Qualität ist und auch Tumorzellen, potenziell Tumorzellen enthält, also sprich: repräsentativ ist.

Was sind die Vor- und Nachteile der modernen Nachweismethoden?

Ich würde jetzt im Sinne der Erkenntnis, dass der Fortschritt unglaublich viele Vorteile gebracht hat, kaum von Nachteilen sprechen. Auch das oft angesprochene Kostenargument muss man relativieren, weil sie aufgrund der Aussage und Ergebnisse dieser hochpräzisen Methoden natürlich auch wesentlich präziser und in vielen Situationen zielgerichteter therapieren können als früher. Somit kann man auch durchaus Therapien effizienter und ökonomischer gestalten. Und damit haben Sie oft ein Vielfaches an Kostenersparnis.

Wie wird entschieden ob Next Generation Sequencing (NGS) oder Next Generation Flow (NGF) verwendet wird?

Also, ob man eine Next Generation Flow oder eine Next Generation Sequencing Methode anwendet, hängt einfach davon ab, welche Methoden für  entweder schon nachgewiesene oder vermutete Erkrankung bestehen. Sehr oft verwenden wir auch beide Methoden parallel. Damit kann man noch eine höhere Präzision und Aussagekraft erreichen.

Auf den Punkt gebracht

Nachweis von MRD und MRD-Negativität

• • Mithilfe von Immunphänotypisierung und Next Generation Flow können Krebszellen anhand einzigartiger Merkmale auf ihrer Oberfläche farblich markiert und identifiziert werden.
  • Mithilfe von molekularbiologischen Methoden wie PCR und Next Generation Sequencing können Krebszellen anhand ihres genetischen Profils identifiziert werden.