Identifizierung von Neoantigenen für die Entwicklung personalisierter Krebsimpfstoffe
Individualisierte, auf den jeweiligen Tumor zugeschnittene, Krebsimpfstoffe sind ein wirksames Mittel, um die Immunantwort des Körpers auf Krebszellen zu verstärken. Solche patientenindividuellen Impfstoffe erfordern ein umfassendes Verständnis aller Mutationen des Tumors sowie ein Verständnis über das Immunsystem des Patienten. CeGaTs CancerNeo liefert das für die Entwicklung von Impfstoffen erforderliche Wissen über die genetischen Veränderungen in den Tumorzellen: Die Analyse der Tumorexomsequenzierdaten von Patientinnen und Patienten erkennt tumorspezifische Mutationen und sagt sogenannte Neoantigene voraus, die wichtige Ziele für die Induzierung von patienteneigenen den Tumor angreifenden Immunzellen (T-Zellen) und damit für eine wirksame Tumorbekämpfung sind. Die Expression dieser Neoantigene im Tumor wird durch eine weitere Sequenzierung der gesamten RNA (Transkriptom) aus demselben FFPE-Gewebe bestätigt.
Neoantigene, auch Neoepitope genannt, sind abnorme Peptide, die kleine Fragmente von Proteinen sind. Körperzellen präsentieren ständig Peptide auf ihrer Oberfläche, die den aktuellen Zustand der Zelle anzeigen – eigen oder fremd. Immunzellen können erkennen, ob eine Zelle normale, und damit körpereigene, oder abnormale, und damit körperfremde, Peptide aufweist und diese Information nutzen, um Zellen zu identifizieren und zu eliminieren. Dies können einerseits Tumorzellen aber z.B. auch von Viren befallene Zellen sein. Bei einer Tumorerkrankung werden Neoepitope durch Tumormutationen erzeugt und stellen wichtige Ziele für die Tumorbekämpfung dar. Die Neoepitop-Erkennung kann durch eine Impfung gestärkt und so die Krebsbehandlung unterstützt werden.
Die behandelnden Ärztinnen und Ärzte erhalten zwei umfassende Berichte von uns. Der eine Bericht beleuchtet die Tumorbiologie auf der Grundlage von Varianten, die in krebsrelevanten Genen identifiziert wurden (Driver Mutationen mit Behandlungsoptionen). Der zweite Bericht enthält eine Auswahl von Neoantigenen, die zur Herstellung einer individualisierten Impfung verwendet werden können (Passenger Mutationen).
Unsere Leistung:
- Bearbeitungszeit: 4-6 Wochen nach Probeneingang
- Höchste Vertraulichkeit und Qualitätsstandards
- Unser Kundendienst begleitet Sie bei jedem einzelnen Schritt
Kontakt
Leistungsumfang
- Exom-Sequenzierung von Tumor- und Normalgewebe mit CeGaT Exome Xtra
- Detaillierte Bewertung der behandlungsrelevanten Varianten, die in 766 tumorrelevanten Genen entdeckt wurden
- Medizinischer Bericht mit
- Validierter Liste von Varianten mit potenzieller therapeutischer Relevanz
- Behandlungsmöglichkeiten auf der Grundlage somatischer Varianten
- TMB-Bestimmung/MSI-Vorhersage
- Umfassende Darstellung krebsrelevanter Signalwege
- Erkennung von Kopienzahl-Varianten (CNVs)
- Sequenzierung der gesamten Tumor-RNA mit rRNA-Depletion
- HLA-Klasse-I-Typisierung
- Vorhersage von Peptidepitopen (Neoepitope) der HLA-Klasse I, die tumorspezifische Varianten überspannen
- Auswahl der relevantesten Neoepitope, die auf den HLA-Klasse I und HLA-Klasse II binden
- Zweiter medizinischer Bericht mit ausgewählten Peptiden für die Impfstoffentwicklung
Optionale Leistungen
- Zusätzliche Panel-Sequenzierung – mehr Informationen
- Der medizinische Bericht wird auf der Grundlage der TUM01-Panel-Sequenzierung erstellt. Die Panel-Sequenzierung beinhaltet 766 tumorrelevante Gene, einschließlich ausgewählter Translokationen in 31 Genen. Die zusätzliche Panel-Sequenzierung ändert den Bericht inhaltlich nicht, ermöglicht aber eine viel höhere Abdeckung, die es erlaubt, subklonale Varianten zu erkennen.
- Immunhistochemie-Analyse (IHC) – mehr Informationen
- RNA-basierte Fusionstranskriptanalyse– mehr Informationen
Unsere Standardanforderungen für Proben
Normalgewebe:
- 1-2 ml EDTA-Blut oder
- Genomische DNA (1-2 µg)
Tumorgewebe: (Tumorgehalt mindestens 20%)
- FFPE-Tumorblock (min. Gewebegröße 5x5x5 mm) oder
- FFPE-Tumorgewebe-Objektträger (min. 10 Schnitte 4-10 µm, Gewebegröße 5×5 mm) oder
- Genomische DNA (> 200 ng) oder
- frisch gefrorenes Tumorgewebe oder
- 3x 10 ml cfDNA-Röhrchen für Flüssigbiopsie
Andere Probenmaterialien sind auf Anfrage möglich. Bitte beachten Sie: Bei unzureichender Probenqualität oder Tumorgehalt kann die Analyse fehlschlagen. Wenn Sie mehr als eine Option für die Tumorproben haben, kontaktieren Sie uns bitte (tumor@cegat.de). Gerne unterstützen wir Sie bei der Auswahl der optimalen Probe für Ihre Analyse. Für höchste Genauigkeit unseres somatischen Tumordiagnostik-Panels benötigen wir Tumor- und Normalgewebe.
Ablauf der Diagnostik
Schritt 1:
Auswahl des Tests.
Wir beraten Sie gerne bei der Auswahl einer geeigneten Diagnosestrategie.
Schritt 2:
Beratung.
Die Patientin / der Patient erhält eine genetische Beratung und unterschreibt das Bestellformular und die Einverständniserklärung. Die Patientenproben werden entnommen und zusammen mit dem Bestellformular an die CeGaT geschickt.
Schritt 3:
Untersuchung.
Die CeGaT führt die angeforderte Untersuchung durch und stellt den medizinischen Bericht aus.
Schritt 4:
Beratung.
Die Ergebnisse werden mit der Patientin / dem Patienten besprochen.
Schritt 5:
Implementierung.
Die Ergebnisse der genetischen Untersuchung fließen in die Patientenbetreuung ein.
Wissenschaftlicher Hintergrund: Neoantigen-Vorhersage
Neoepitope können von CD8+ zytotoxischen T-Zellen (CTL) und von CD4+ T-Helferzellen erkannt werden. Neoepitope, die von CD8+ T-Zellen erkannt werden, sind typischerweise 8-10 Aminosäuren lang und werden von HLA-Klasse-I-Molekülen präsentiert. Neoepitope, die von CD4+ T-Helferzellen erkannt werden, sind dagegen üblicherweise länger (13-18 Aminosäuren) und werden von HLA-Klasse-II-Molekülen präsentiert. Für eine erfolgreiche Immuntherapie sollte die Auswahl der Neoantigene kurze und lange Peptide umfassen, um sowohl CD4+- als auch CD8+-T-Zellen zu aktivieren. Die Immunreaktionen der Krebserkrankten können während der Krebsimpfung durch eine auf Durchflusszytometrie basierende Analyse der Neoepitop-spezifischen T-Zell-Aktivierung überwacht werden.
Unsere Krebsimmunologie-Expertinnen und -Experten verwenden in-silico Algorithmen, die auf Exom-Sequenzierung und HLA-Typisierung basieren, um bis zu 12 geeignete Neoantigen-Epitope vorherzusagen und auszuwählen, die für Patientinnen und Patienten individualisiert sind. Die ausgewählten Peptide werden nicht nur zur Aktivierung zytotoxischer T-Zellen, sondern auch von T-Helferzellen vorhergesagt. Daher sind neben kurzen Peptiden (8-10 Aminosäuren), die potenziell an HLA-Klasse-I-Moleküle binden können, auch lange Peptide (13-18 Aminosäuren) enthalten, die potenziell an HLA-Klasse-II-Moleküle binden können. Um die Expression der ausgewählten Neoepitope zu bestätigen, werden parallel dazu Transkriptomdaten durch RNA-Sequenzierung der Tumorprobe erstellt. In Fällen, in denen keine RNA verfügbar ist, werden Informationen über die Expression der Neoepitope aus Proteinexpressionsdatenbanken verwendet.
Option auf zusätzliche Panel-Sequenzierung
Die im Rahmen von CancerNeo durchgeführte Analysie basiert auf einer Exom-Sequenzierung, da für die Vorhersage von Neoantigenen ein Verständnis aller somatischen Mutationen notwendig ist. Unsere spezialisierte Anreicherung des somatischen Tumorpanels, auf welchem unser diagnostischer Service CancerPrecision basiert, ermöglicht die fokussierte Analyse tumorassoziierter Gene und ausgewählter Translokationen. Diese werden daher in viel höherer Auflösung sequenziert. Die zusätzliche Panel-Sequenzierungsoption stützt den medizinischen Bericht zur Unterstützung der Behandlungsentscheidung (CancerPrecision) auf die Sequenzierungsdaten aus der spezialisierten Panel-Anreicherung. Auf der anderen Seite basiert der medizinische Bericht für vorhergesagte Neoantigene zur Entwicklung personalisierter Impfstoffe auf den gesamten Exom-Sequenzierungsdaten. Der CancerPrecision-Bericht profitiert von der höheren Sequenzierungsauflösung und der Möglichkeit, die ausgewählten, durch die Panel-Sequenzierung angereicherten Translokationen nachzuweisen.
Immunhistochemie-Analyse (IHC)
Zur Vervollständigung unserer genetischen Diagnostik bieten wir an, in Zusammenarbeit mit Partnerlaboren immunhistochemische Analysen der Tumorprobe zu organisieren. Die pathologischen Untersuchungsberichte leiten wir nach Fertigstellung weiter.
PD-L1
Der Nachweis der Expression des Programmed death-ligand 1 (PD-L1) im Tumorgewebe ist wichtig für die Auswahl von Patienten, die (am meisten) von einer Immuntherapie wie Pembrolizumab profitieren können.
Analyse der Methylierung des MGMT-Promotors
Der Nachweis der Methylierung des MGMT-Promotors im Tumorgewebe ist für Gliom-Patienten wichtig, da er ein potenzieller Biomarker für die Empfindlichkeit gegenüber alkylierender Chemotherapie, einschließlich Temozolomid (TMZ), ist.
HLA Klasse I und II
HLA-Moleküle präsentieren den T-Zellen Tumorantigene. Die Expressionsanalyse von HLA-Molekülen ist ein hilfreiches Werkzeug, um Ihre immuntherapeutische Strategie maßzuschneidern.
CAR T-Zell-Panel (GD2, EGFR, IL13Ralpha, CD276, HER2, PSMA, ROR1, CD47)
Das CAR-T-Zell-Panel detektiert acht verschiedene Zielantigene von CAR-T-Zell-Therapien in der klinischen oder präklinischen Entwicklung.
Next Generation Fusions-Transkriptanalyse – RNA-basiert
Chromosomale Rearrangements treten häufig bei allen Krebsentitäten auf. Infolgedessen kann es zu Genfusionen im Krebsgenom kommen. Fusionen sind oftmals starke Treiber der Krebserkrankung und daher für Behandlungsentscheidungen von größter Bedeutung. Herkömmliche, auf PCR-Technik basierende, Methoden, können eine Fusion nicht nachweisen, wenn der Fusionspartner nicht bekannt ist (bei NTRK-Fusionen häufig relevant). Selbst Analysen des gesamten Transkriptoms sind nicht sensitiv genug, insbesondere wenn der Tumorgehalt niedrig ist. Um alle bekannten und zuvor beschriebenen, sowie Genfusionen mit unbekanntem Partner, mit einer therapeutischen Konsequenz nachzuweisen, haben wir eine gezielte Anreicherung auf RNA-Basis entwickelt. Das Design umfasst 103 Gene für den Nachweis Fusionen mit unbekanntem Partner, 85 zuvor beschriebene Fusionen und 5 spezifische Transkript-Varianten. Diese Methode ist den DNA-basierten Methoden und auch Ansätzen auf ganzer RNA-Basis überlegen. Wir empfehlen dringend, die genetische Tumordiagnostik durch RNA-Anreicherung für Fusionen zu ergänzen, um ein möglichst vollständiges Verständnis der Tumorbiologie zu erhalten.
