Ein bahnbrechender Bluttest zur Erkennung von Herzschäden durch Krebstherapie

Die Behandlung von Krebserkrankungen wird zwar ständig verbessert, kann aber immer noch zu schwächenden, sogar tödlichen Nebenwirkungen führen. Immun-Checkpoint-Inhibitoren (ICIs) haben die Krebstherapie revolutioniert, doch ihr Einsatz kann eine seltene, aber tödliche Nebenwirkung auslösen, die das Herz betrifft: Myokarditis. ICI-bedingte Myokarditis hat eine Mortalität von bis zu 40 %.

Die durch ICIs verursachten unerwünschten Nebenwirkungen sind immunbedingt. Das Immunsystem wird hyperaktiv und greift gesundes, nicht krebsartiges Gewebe an. Bei einer ICI-bedingten Myokarditis infiltrieren Immunzellen wie weiße Blutkörperchen das Herz. Es ist äußerst wichtig, eine ICI-bedingte Myokarditis frühzeitig zu diagnostizieren, damit die Behandlung angepasst und das Mortalitätsrisiko gesenkt werden kann. Eine frühzeitige Diagnose war jedoch schwierig. Eine ICI-bedingte Myokarditis kann durch Bildgebung des Herzens nicht einfach erkannt werden, und die Entnahme von Herzgewebeproben zur Biopsie birgt ihre eigenen Risiken.

Um die Herausforderung der Diagnose einer ICI-bedingten Myokarditis anzugehen, entwickelte ein Team von Stanford-Forschern unter der Leitung von Dr. Alireza Raissadati und Dr. Sean Wu ein vielversprechendes neues Werkzeug: eine Flüssigbiopsie unter Verwendung zellfreier mRNA. Ihre Studie wurde kürzlich in der veröffentlicht Zeitschrift für klinische Untersuchung. Das Besondere an zellfreier mRNA als Biomarker ist, dass sie im Gegensatz zu anderen Methoden der Flüssigbiopsie eine gewebe- und sogar zelltypspezifische Profilierung der Genexpression ermöglicht. Dies ist mit anderen auf Blutabnahmen basierenden Diagnostika wie Proteinmarkern, cfDNA und miRNA nicht möglich. Durch die Analyse von Blut aus einer routinemäßigen Blutabnahme ist es möglich, zellfreie mRNA von Immunzellen, die das Herz angreifen, sowie zellfreie mRNA aus Herzmuskelgewebe, das aufgrund einer Schädigung freigesetzt wurde, nachzuweisen. Die Fähigkeit, herz- und immunzellspezifische Veränderungen in der Genexpression zu beurteilen, kann die Früherkennung einer ICI-bedingten Myokarditis ermöglichen.

Die Forscher validierten diese neue zellfreie mRNA-Technik in einer Kohorte von 22 Patienten mit ICI-therapiebedingter Myokarditis. Die Forscher waren nicht nur durchweg in der Lage, ausreichend mRNA aus Blutentnahmen zu entnehmen, um die Analyse durchzuführen, was die Machbarkeit beweist, sondern sie konnten auch eine Reihe von Genen identifizieren, die bei Patienten mit ICI-bedingter Myokarditis im Vergleich zu Kontrollen hochreguliert waren. Die Forscher verwendeten Ansätze des maschinellen Lernens, um ihre Fähigkeit zur Unterscheidung von Veränderungen in der Genexpression aufgrund einer ICI-bedingten Myokarditis weiter zu verfeinern. Viele dieser Gene standen, wie vorhergesagt, mit der Immunantwort in Zusammenhang.

Durch die Nutzung der Leistungsfähigkeit zellfreier mRNA und maschinellen Lernens zur Identifizierung der am stärksten von der Krebsbehandlung betroffenen Gene konnten die Forscher mithilfe einer Flüssigbiopsie sowohl eine behandlungsspezifische Immunantwort als auch eine Schädigung des Herzgewebes erkennen. Diese Studie zeigt das immense Potenzial mRNA-basierter Flüssigbiopsien für die Diagnose und frühere Behandlung von krebstherapiebedingter Myokarditis.

Zu den weiteren mit dem Stanford Cardiocular Institute verbundenen Forschern, die zu dieser Studie beigetragen haben, gehören Xuanyu Zhou, Harrison Chou, Yuhsin Vivian Huang, Shaheen Khatua, Yin Sun, Anne Xu, Sharon Loa, Arturo Hernandez und Han Zhu.

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