Nalezení dostatečně citlivé metody pro detekci a monitorování onkologických onemocnění, která by zároveň nepředstavovala zbytečnou zátěž pro pacienta, je dlouholetou výzvou v nádorové diagnostice. Ideálním cílem jsou neinvazivní biomarkery – biologické molekuly, které by bylo možné detekovat z krve, a které by podaly co nejpřesnější obraz o stavu a vývoji onemocnění. V podstatě všechny typy nádorových buněk obsahují somatické mutace, které jim umožňují neregulovaně růst a vyvíjet se. Tyto mutace jsou přítomny pouze v DNA nádorových buněk a představují tedy vhodný biomarker. Genotypizace nádorových tkání se stává v klinické onkologii běžným postupem, má však své limity. Biopsie tkáně podává informaci jen o velmi malé lokalitě nádoru v konkrétním čase odběru a v některých případech je obtížné nebo téměř nemožné vzorek vůbec odebrat. Navíc, jako každá invazivní metoda, představuje zátěž pro pacienty. Řešením by se mohla stát analýza cirkulující nádorové DNA odebrané přímo z krve – tzv. tekuté biopsie. Umírající nádorové buňky uvolňují fragmenty své DNA do krevního oběhu, odkud mohou být izolovány, a díky novým citlivým a přesným metodám podrobeny analýze genomových změn. Tyto změny se navíc v čase vyvíjejí, protože nádorové onemocnění je charakterizováno postupnou evolucí a schopností selektovat nové mutace přinášející růstové výhody či rezistenci k aplikované léčbě. Nezachycení těchto změn je přitom častou příčinou neúspěchu léčby. Současné technologické pokroky v detekci a charakterizaci cirkulující nádorové DNA by mohly umožnit monitorování vývoje nádoru v reálném čase a stát se vodítkem pro včasné a přesné rozhodnutí o nejvhodnější léčbě.

Pursuing sensitive methods for detection and monitoring of oncologic diseases, that would limit the stress for patients, represents a long‑standing challenge in cancer diagnostics. As an ideal non‑invasive bio­markers may be considered‑ bio­logical molecules that can be detected in blood and that provide most relevant picture about the state and development of disease. In fact, all types of cancer cells carry somatic mutations that enable the cells to escape from regulation and to grow and progress. These mutations are only present in the DNA of tumor cells and thus are hallmarks of cancer cells. Genotyping of tumor tissues becomes a common technique in clinical oncology, but it has its limits. Tissue biopsy only yields information about a very small area of tumor at the time of extraction and in some cases it is difficult or impossible to obtain the tissue sample. Furthermore, it is an invasive method that can stress patients. Analysis of circulating tumor DNA from blood – the so‑called liquid biopsy – represents one possible solution. Dying tumor cells release fragments of their DNA into the blood stream. From blood, they can be isolated and subjected to analysis using new, sensitive and precise methods that detect genomic changes. These changes are evolving over time because cancer disease is characterized by evolution and ability to select new mutations that bring growth advantages or resistance to treatment. Our inability to capture the heterogeneity during tumor development is one of the major reasons responsible for failure of cancer treatment. Recent technological progress in detection and characterization of circulating DNA could enable tumor evolution monitoring in real time and become a guideline for an accurate and prompt treatment choice. Key words: circulating tumor DNA – tumor biomarkers – biopsy – liquid biopsy – blood – mutation This study was supported by the European Regional Development Fund and the State Budget of the Czech Republic – RECAMO, CZ.1.05./2.1.00/03.0101, by the project MEYS – NPS I – LO1413, GACR 13-00956S, MH CZ – DRO (MMCI, 00209805) and BBMRI_CZ (LM2010004). The authors declare they have no potential conflicts of interest concerning drugs, products, or services used in the study. The Editorial Board declares that the manuscript met the ICMJE “uniform requirements” for biomedical papers. Submitted: 7. 4. 2015 Accepted: 3. 7. 2015

Regionální centrum aplikované molekulární onkologie Masarykův onkologický ústav Brno

Circulating tumor DNA in blood and its utilization as a potential biomarker for cancer