Molekulare Diagnostik des Melanoms

Die molekulare Diagnostik des Melanoms gewinnt immer mehr an Bedeutung. Neben der Detektion therapeutischer Targets spielt sie eine Rolle in der Abgrenzung unklarer melanozytärer Läsionen, sie hilft in der prognostischen Einschätzung und im Therapie-Monitoring.

Aufgrund der hohen Metastasierungstendenz ist das Melanom einer der letalsten Hauttumoren. Während sich die Inzidenz des invasiven Melanoms (derzeit 25/100000 in Europa und 60/100000 in Australien) zwischen 1982 und 2011 vervierfacht hat, beobachtet man seit 2000 einen Rückgang, der wahrscheinlich auf erfolgreiche primäre Präventionsprogramme zurückzuführen ist (Verringerung der UV-Exposition, Sonnenschutz).¹ Bis zu 75% der kutanen Melanome entstehen durch UV-Strahlung-induzierte DNA-Schädigung.²

Die Prognose des Melanoms verbesserte sich drastisch mit der Einführung der Immuncheckpoint-Inhibitoren (ICI) in das Therapieschema fortgeschrittener Melanome.¹ Diese Verbesserung ist vor allem darauf zurückzuführen, dass kutane Melanome, vor allem jene, die mit kumulativer Sonnenschädigung assoziiert sind, eine sehr hohe Tumormutationslast aufweisen.

Die molekulare Diagnostik mit Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH), komparativer genomischer Hybridisierung (CGH), Gensequenzierung und Genexpressionsprofilen (GEP) gewinnt einen immer höheren Stellenwert. Eingesetzt wird sie in der Abgrenzung unklarer melanozytärer Läsionen, zur Detektion therapeutischer Zieltargets, zur prognostischen Einschätzung des Metastasierungspotenzials und um mehr Informationen zum genetischen Hintergrund hereditärer Melanome zu gewinnen.¹ Seit 2018 sind molekulare Veränderungen auch ein integraler Bestandteil der neun Melanomsubtypen der WHO-Klassifikation.⁷

Genetische Alterationen des Melanoms

In hereditären Melanomen finden sich häufig Mutationen in Zellzyklus-regulierenden Genen wie CDKN2A und CDK4, Mutationen in DNA-Reparatur-assoziierten Genen wie BAP1, TERT oder in mit Pigmentierung assoziierten Genen wie MITF oder MC1R.³

Sporadische Melanome weisen in 75% Mutationen im MAPK(„mitogen-activated protein kinase“)-Signalweg auf, der Zellwachstum, Proliferation, Differenzierung und Apoptose reguliert. Die Aktivierung des Signalwegs erfolgt durch Bindung eines Wachstumsfaktors an eine Rezeptortyrosinkinase, die die GTPase-Aktivität von RAS stimuliert. Es folgt eine kaskadenartige Aktivierung von RAF, MEK und ERK. Alterationen innerhalb dieses Signalweges führen zu unkontrolliertem Zellwachstum (Abb.1).^2,4

Die BRAF-Mutation ist hier die häufigste genetische Aberration in sporadischen Melanomen und kommt vor allem bei jüngeren Erwachsenen mit weniger sonnengeschädigter Haut, z.B. in superfiziell spreitenden Melanomen (SSM) an Extremitäten, Rumpf oder Rücken, vor. Als integraler Bestandteil des MAPK-Signalwegs führt die BRAF-Hotspot-Mutation (in etwa 80% V600E, 20% V600K) zu einer konstitutiven Aktivierung von RAF.²

NRAS-Mutationen werden bei 15% der Melanome beobachtet, vor allem in nodalen Melanomen (NM) stark sonnengeschädigter Haut der Kopf-/Halsregion. NRAS- Hotspot-Mutationen (G12, G13, Q61) führen zu einer Aktivierung sowohl des MAPK- als auch des PI3K-Signalweges.²

KIT-Alterationen treten häufiger in lentiginösen (LMM), akralen (ALM) und mukosalen Melanomen auf, nicht jedoch in SSM. KIT codiert die Stammzellfaktor-Rezeptor-Tyrosinkinase, durch Bindung kommt es zu einer Aktivierung des MAPK-, PI3- und des JAK-STAT-Signalweges. Zusätzlich zu Missense-Mutationen im Bereich der juxtamembranösen autoinhibitorischen Domäne (Exon 11) und der Tyrosinkinase-Domäne (Exon 12–21) beobachtet man auch KIT-Amplifikationen.⁵

Neben Mutationen in Onkogenen finden sich häufig Alterationen in den Tumorsuppressorgenen TP53, NF1, CDKN2A und PTEN. Genkopienveränderungen wie Amplifikationen von CCND1, MITF, Verlust der Heterozygotie oder ein vollständiger Verlust von CDKN2A oder PTEN spielen neben chromosomalen Rearrangements von ALK, RET und NTRK ebenso eine Rolle in der Melanomentstehung.³

Das „The Cancer Genome Atlas“(TCGA)-Netzwerk unterteilt kutane Melanome in vier genetische Subgruppen:³

• Melanome mit BRAF-Mutation (50%: 80% davon V600E, 15% V600K, 5% V600R/M/D)

• Melanome mit NRAS-, KRAS- oder HRAS-Mutationen (25%)

• Melanome mit NF-1-Mutationen (15%)

• tripelnegative Melanome (10%)

Die Treibermutationen (BRAF, NF-1 und RAS) schließen sich meist gegenseitig aus. Für die Entstehung eines Melanoms sind sie nicht ausreichend. BRAF-Mutationen finden sich z.B. auch in benignen Nävi.⁶ Für die maligne Entartung bedarf es zusätzlicher genetischer Alterationen, z.B. einer Inaktivierung der Zellzyklusproteine CDKN2A oder CDK4 oder einer Inaktivierung von TP53. Diese sekundären Veränderungen variieren in den vier genetischen Subgruppen. So finden sich TP53-Mutationen häufig in NF-1-mutierten Melanomen und nur selten in BRAF-mutierten, in denen vor allem MITF- und PD-L1-Amplifikationen beobachtet werden.³

Prädiktiver Biomarker BRAF^V600 und molekulare Testung

Im fortgeschrittenen Tumorstadium (metastasiert oder primär inoperabel) bedarf es einer systemischen Therapie. Für Melanome mit BRAF^V600-Mutation ist eine zielgerichtete Therapie mit BRAF-Inhibitoren (Vemurafenib, Dabrafenib, Encorafenib) zugelassen, meist in Kombination mit einem MEK-Inhibitor (Trametinib, Binimetinib, Cobimetinib).⁷ Lang anhaltende Remissionen können dennoch nur bei 20% der Patient:innen erreicht werden. Ursächlich dafür können unter Therapie akquirierte Resistenzmutationen sein, beispielsweise im BRAF-Gen außerhalb des Kodons 600 oder auch Mutationen in MEK1/2, AKT1, PIK3CA, PIK3R1/2 sowie Genamplifikationen von BRAF oder MITF oder ein Verlust von PTEN.^3,7 Die BRAF^V600-Testung hat somit enorme Bedeutung, ist entsprechend den NCCN- und ESMO-Leitlinien ab Stadium III empfohlen und sollte bei Hochrisikopatient:innen bereits ab Stadium IIB–C in Betracht gezogen werden.⁸ Hierfür stehen mehrere validierte und von der FDA approbierte Tests zur Verfügung, die sich in Sensitivität, Spezifität, Rate des Detektionslimits und Ausgangsmaterial unterscheiden.

Neben genetischen Tests kann die BRAF^V600E-Mutation auch immunhistochemisch mit dem monoklonalen VE1-Antikörper detektiert werden. Die Sequenzierung mittels Next-Generation-Sequencing bringt neben der höheren Sensitivität den Vorteil der gleichzeitigen Testung auf mehrere potenzielle Biomarker (Tab.1).

Auch die Untersuchung zellfreier Tumor-DNA (ctDNA) gewinnt immer mehr an Bedeutung und findet ihren Einsatz vor allem in der Evaluierung des Therapieansprechens und in der Abschätzung der Rezidivneigung. So ist ctDNA-Positivität nach kompletter Resektion im Stadium II und III mit erhöhter Rezidivrate und kürzerem Überleben assoziiert.¹

Der Einsatz von Genexpressionstests wird in der Routine für die Therapieentscheidung (noch) nicht empfohlen. Es sind aber bereits mehrere Plattformen im Umlauf, die in der Risikokalkulation (Auftreten eines Rezidivs, Wahrscheinlichkeit einer Lymphknotenmetastasierung) und als diagnostische Hilfestellung bei unklaren melanozytären Läsionen eingesetzt werden können.^2,3,8

Die therapeutische Blockade von NRAS ist schwierig und wurde über die Inhibierung der Farnesylierung versucht, eine Wirksamkeit konnte in klinischen Studien nicht gezeigt werden.²

Derzeit laufen für NRAS-mutierte Melanome klinische Studien mit MEK-Inhibitoren, teils auch in Kombination mit PI3K-, RAF- und Zellzyklus-Inhibitoren.² Eine entsprechende Zulassung gibt es derzeit noch nicht.

Für KIT-mutierte Melanome gilt es, die KIT-Inhibitor-Sensitivität zu testen. Die KIT-Inhibitoren Imatininb und Nilotinib zeigten in klinischen Phase-II-Studien Wirksamkeit in Melanomen mit KIT-Mutationen in Exon 11 und 13.²

Literatur: