Kastrationsresistenter Prostatakrebs (CRPC)
AR-V7 als Biomarker für die Therapiewahl bei CRPC-Patienten tauglich?


Zu Beginn der Behandlung von Patienten mit CRPC ist eine weichenstellende Therapieentscheidung zu treffen: Kann mit einer gegen die Androgenrezeptor (AR)-Achse gerichteten Hormontherapie oder mit einer Taxan-basierten Chemotherapie ein besseres Ansprechen erwartet werden? Diesbezüglich wird erwartungsvoll nach verlässlichen Biomarkern gefahndet. Aufgrund ihrer biologischen Eigenschaften erweist sich hierfür die AR-Splicevariante 7 (AR-V7) als veritabler Kandidat. Der C-trunkierten AR-V7 fehlt die Ligandenbindungsdomäne (LBD). Daher ist anzunehmen, dass die Inhibition der AR-Transaktivierungsfunktion mit Substanzen wie Enzalutamid oder Abirateron, deren Fokus auf Interaktionen mit der AR-LBD fixiert ist, bei Vorliegen von AR-V7 beeinträchtigt ist. Im Gegenzug ist der Nachweis zu führen, dass die Effektivität der Taxan-basierten Chemotherapien durch AR-V7 nicht beeinträchtigt ist.

AR-V7 in CTC und Resistenz gegenüber Enzalutamid/Abirateron [1]

In einer Pilotstudie von Antonarakis et al. (2014) wurden bei je 31 mit Abirateron oder Enzalutamid behandelten Patienten der AR-V7-Status in zirkulierenden Tumorzellen (CTC) mittels Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) als negativ versus positiv bestimmt und verschiedenen Überlebensparametern gegenübergestellt. Im Abirateron-Arm wurden bei 19% der Patienten und im Enzalutamid-Arm bei 39% der Patienten AR-V7 in den zirkulierenden Tumorzellen nachgewiesen. PSA-Ansprechen wurde bei 32% der Patienten im Enzalutamid-Arm und bei 55% der Patienten im Abirateron-Arm registriert. In beiden Kohorten war kein Mann darunter, der positiv
Abb. 1: Wasserfallplots des besten PSA-Ansprechens der einzelnen Patienten gemäß AR-V7-Status. (A) Von den 31 mit Enzalutamid und (B) den 31 mit Abirateron behandelten Männern erreichten 10/19 bzw. 17/25 mit nicht detektierbarem AR-V7 ein PSA-Ansprechen (50% PSA-Abfall von Baseline). Markierung mit * weist auf mehr als 100% der PSA-Veränderung hin. ‡ bezeichnen in A Patienten in der Enzalutamid-Kohorte, die zuvor Abirateron erhalten hatten und in B vice versa [1].


auf AR-V7 getestet worden war. Bei Behandlung mit Enzalutamid hatten 10 von 19 Patienten (53%) ein PSA-Ansprechen definiert als 50%iger Abfall des PSA-Spiegels für vier Wochen. Im Abirateron-Arm waren es 17 von 25 Patienten (68%). Die Anzahl der Patienten mit dem besten PSA-Ansprechen auf Enzalutamid und Abi­rateron sind in Abbildung 1A bzw. 1B dargestellt. Das durch PSA definierte wie auch das klinisch oder radiographisch definierte progressionsfrei Überleben (PFS) war in beiden Behandlungsgruppen signifikant kürzer, wenn sich in den CTC die mRNA von AR-V7 nachweisen ließ (jeweils p<0,001) [1].

Positiver AR-V7-Status in CTC nicht mit primärer Resistenz gegenüber Taxan-Chemotherapie assoziiert [2]

In einer nachfolgenden Untersuchung von Antonarakis et al. (2015) war bei 37 mCRPC-Patienten vor einer Taxan-Chemotherapie (Docetaxel oder Cabazitaxel) der AR-V7-Status in den CTC ermittelt worden. In 17 Fällen (46%) war AR-V7-mRNA mittels RT-PCR nachweisbar. Bei 20 Patienten wurde unabhängig vom AR-V7-Status ein PSA-Ansprechen registriert. Auch Unterschiede des PFS ohne PSA-Anstieg, des klinischen und radiographischen PFS und das Gesamtüberleben standen mit dem AR-V7-Status nicht signifikant im Zusammenhang [2].

Zum Vergleich mit den Antihormontherapien der neuen Generation wurden die Ergebnisse der vorausgegangenen Studie mit Enzalutamid und Abirateron [1] her­angezogen: Die AR-V7–positiven Patienten erreichten bei Taxan-Behandlung gegenüber der Behandlung mit Enzalutamid oder Abirateron eine signifikant höhere Rate des PSA-Ansprechens (41% vs. 0%; p<0,001).
  
Abb. 2: Kaplan-Meier-Analyse des progressionsfreien Überlebens bei 37 Taxan- und 62 Enzalutamid- oder Abirateron-behandelten Patienten gesondert nach AR-V7-Status und der Behandlungsform. Die Daten mit Enzalutamid- oder Abirateron-behandelten Patienten wurden aus Antonarakis et al. (2014) [1] übernommen. Es bestand eine positive Wechselwirkung zwischen dem AR-V7-Status und der Behandlungsform (korrigiert, p=0,003) [2].
 
Signifikante Wechselwirkungen zwischen dem AR-V7-Status und dem Therapietyp bestanden auch bezüglich des PFS ohne PSA-Anstieg, des klinischen und radiographischen PFS (Abb. 2). Die Ergebnisse bei den AR-V7-negativen Männern unterschieden sich nicht in Abhängigkeit vom Behandlungstyp [2].

Bemerkenswert ist der Befund, dass einige Patienten mit nachweisbaren AR-V7 zu Baseline im Verlauf der Taxan-Therapie in den AR-V7–negativen Status wechselten. In der vorausgegangenen Analyse mit Enzalutamid oder Abirateron war das nicht der Fall [1].

Die aus Blutplasma gewonnene exosomale RNA ist eine verlässliche Quelle von AR-V7-Transkripten, die sich mit Hilfe digitaler Tröpfchen-basierter Polymerasekettenreaktion sensitiv quantifizieren lassen. Dabei erwies sich AR-V7 erneut als klinisch relevanter Biomarker, der als Prädiktor für Resistenz gegenüber antihormonellen Therapien bei Patienten mit metastasiertem, kastrationsresistentem Prostatakrebs herangezogen werden kann [2].

Aus Blutplasma gewonnene exosomale RNA ist eine Quelle von AR-V7-Transkripten [3]

Aus der exosomalen RNA des Blutplasmas isolierte AR-V7-Trans­kripte, lassen sich mit Hilfe digitaler Tröpfchen-basierter Polymerasekettenreaktion sensitiv quantifizieren. Damit konnte bei Patienten mit metastasiertem CRPC, die im Begriff waren, sich einer antihormonellen Therapie mit Abirateron oder Enzalutamid zu unterzieren, eine beachtliche prädiktive Genauigkeit hinsichtlich des Behandlungsergebnisses erzielt werden [3].

Anhand ihrer Daten und denen von Antonarakis [1] stellten Del Re et al. (2017) einen Vergleich ihrer Methode mit der CTC-Methode an: In beiden Studien war das Gesamtüberleben bei AR-V7-positiven gegenüber AR-V7-negativen Patienten mit 8 Monaten vs. nicht erreicht ermittelt worden. Die progressionsfreie Zeit betrug bei der CTC-Methode 2,2 Monate vs. 6,2 Monate [1] und in der aktuellen Endosom-basierten Studie mit 3 Monate vs. 20 Monate. Die Autoren interpretieren die Differenz bei den AR-V7-negativen Patienten mit falsch negativen Ergebnissen bei der aus CTC extrahierten AR-V7. Das spräche für eine höhere Sensitivität der Exosom- gegenüber der CTC-Methode [3].

Entdeckung von AR-V7-Transkripten im Vollblut mittels TaqMan quantitativer RT-PCR [4]

Der Nachweis von AR-V7 im Vollblut stellt eine weitere methodische Vereinfachung gegenüber der Isolierung von CTC dar. Auf diese Weise ermittelten Todenhöfer et al. (2017) bei Patienten mit CRPC das Vorkommen und den prädiktiven Wert von AR-V7-Transkripten in der RNA des Plasmas. Auch mit den Ergebnissen dieser Methode bestätigte es sich, dass AR-V7-Positivität bei Patienten mit metastasiertem CRPC nach Behandlung mit Abirateron ein vergleichsweise ungünstiges Krankheitsergebnis prognostiziert werden muss. Damit könnte sich auch für den im Vollblut bestimmten AR-V7-Status eine Rolle als prognostischer und prädiktiver Biomarker bei Patienten mit metastasiertem kastrationsresistentem Prostatakrebs anbahnen [4].

Divergierende Folgerungen berichteten Takeuchi et al. (2016), die aus der Entdeckung von AR-V7-mRNA im Vollblut keine Prädiktion ihrer klinischen Ergebnisse bei Behandlung mit Abirateron oder Enzalutamid ableiten konnten [5]. Sie vermuteten, dass von normalen hämatopoetischen Zellen exprimierte AR-V7-mRNA als Störfaktor wirken könne.

Immunhistochemischer Nachweis der AR-V7-Expression bei metastasiertem CRPC [6]

Mit der Entwicklung eines Antikörpers gegen das kryptische Exon von AR-V7 beabsichtigten Welti et al. (2016) den immunhistochemische Nachweis der Expression AR-V7 an Biopsie- oder TURP-Proben sowie an CRPC-Gewebeproben aus Biopsien verschiedener Metastasenorte immunhistochemisch zu erfassen.
  Abb. 3: Der Effekt einer Behandlung mit Abirateronacetat (AA) oder Enzalutamid (EZ) auf die nukleäre AR-V7-Expression wurde an 14 CRPC-Patienten mit Biopsien vor und 21 CRPC-Patienten mit Biopsien nach der AA- oder EZ-Behandlung bestimmt. Im Vergleich mit den immunhistochemischen H- Scores (HS) der hormonsensitiven Prostatakarzinom (HSPC)-Biopsien waren die HS in den Prä-AA- oder Prä-EZ-Biopsien nur insignifikant höher. Zwischen den HSPC-HS wie auch zwischen den HS vor der AA- oder EZ-Behandlung und den Post-AA- oder Post-EZ-Biopsien war der Unterschied hochsignifikant [6].
 
Sie wendeten ihren Antikörper kombiniert mit einem Antikörper gegen die N-terminale Domäne des AR an, um die Möglichkeit falsch positiver Markierungen durch etwaige Kreuzreaktionen mit anderen Proteinen zu minimieren [6]. Ihre longitudinalen Daten jeweils desselben Patienten lassen erkennen, dass die nukleäre Expression der AR-Splicevariante AR-V7 mit dem Übergang des Prostatakarzinoms in das kastrationsresistente Stadium ansteigt und sich bei den meisten CRPC-Patienten unter einer antihormonellen Therapie mit Abirateron oder Enzalutamid weiter erhöht (Abb. 3). Bei 21% der Patienten wurde ein Absinken der AR-V7-Expression mit dem Aufkommen der Kastrationsresistenz ermittelt. Das deutet darauf hin, dass die AR-V7-Expression nicht als alleiniger Faktor der Therapieresistenz beim CRPC zugrunde liegt [6].

   Bei CRPC-Patienten mit AR V7-positiven CTC wurde überwiegend ein vermindertes Ansprechen auf Abirateron oder Enzalutamid mit signifikant verkürzter progressionsfreier Überlebensdauer registriert. Diese Korrelation bestätigte sich mit weiteren Nachweismethoden für AR-V7 unter Verwendung von CRPC-Gewebeproben, Vollblut und exosomaler DNA.

Der AR-V7-Status nach der CTC Methode hatte bei Patienten, die mit Taxanen behandelt wurden, keinen Einfluss auf das onkologische Ergebnis. Mit sich abzeichnenden vereinfachten, weniger kosten- und arbeitsintensiven Verfahren zum quantitativen AR-V7-Nachweis besteht die Aussicht auf breite klinische Anwendung der AR-Splicevariante als Marker für die Therapiewahl bei CRPC-Patienten [7].


[1] Antonarakis AS, Lu C, Wang H, et al. 2014. AR-V7 and resistance to enzalutamide and abiraterone in prostate cancer. N Engl J Med 371:1028-1038.
[2] Del Re M, Biasco E, Crucitta S, et al. 2017. [2] Antonarakis ES, Lu C, PhD, Luber B, et al. 2015. Androgen receptor splice variant 7 and efficacy of taxane chemo­therapy in patients with metastatic castration-resistant prostate cancer. JAMA Oncol 1:582-591.
[3] Del Re M, Biasco E, Crucitta S, et al. 2017. The detection of androgen receptor splice variant 7 in plasma-derived exosomal RNA strongly predicts resistance to hormonal therapy in meta­static prostate cancer patients. Eur Urol 71:680-687.
[4] Todenhöfer T, Azad A, Stewart C, et al. 2016. AR-V7 transcripts in whole blood RNA of patients with metastatic castration resistant prostate cancer correlate with response to abiraterone acetate. J Urol 197135-142.
[5] Takeuchi T, Okuno Y, Hattori-Kato M, et al. 2016. Detection of aR-V7 mRna in whole blood may not predict the effectiveness of novel endocrine drugs for castration-resistant prostate cancer. Res Rep Urol 8:21-25.
[6] Welti J, Rodrigues DN, Sharp A, et al. 2016. Analytical validation and clinical qualification of a new immunohistochemical assay for androgen receptor splice variant-7 protein expression in metastatic castration-resistant prostate cancer. Eur Urol 70:599-608.
[7] Luo J, 2016. Development of AR-V7 as a putative treatment selection marker for metastatic castration-resistant prostate cancer. Asian J Androl 18:580-585.

August  2017

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