BRAF in Melanoma: ESMO Biomarker Factsheet

Definition von BRAF

BRAF (v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1) ist eine Serin/Threonin-Proteinkinase, die eine entscheidende Rolle im RAS-RAF-MEK-ERK mitogen-aktivierten Proteinkinase (MAPK) Zellsignalweg spielt. Die Aktivierung dieses Weges überträgt extrazelluläre Signale über eine Kaskade von Phosphorylierungsereignissen durch die Zelle, was zu einer veränderten Genexpression, Zellwachstum, Überleben und Differenzierung in normalen und transformierten Zellen führt.

BRAF ist ein starkes Onkogen, das bei etwa 8 % aller Krebsarten aktiviert wird. BRAF-Punktmutationen wurden bei einer Vielzahl von soliden Tumoren und einer Untergruppe von hämatologischen Malignomen identifiziert und sind besonders häufig bei Melanomen anzutreffen. Die meisten BRAF-Mutationen treten innerhalb der Aktivierungsdomäne der Kinase auf, was zu einer konstitutiven Aktivierung von BRAF und einer Phosphorylierung von MEK führt, unabhängig von einer vorgeschalteten Aktivierung durch Rezeptortyrosinkinasen oder RAS. Dies führt zu einer unkontrollierten, konstitutiven Aktivierung von ERK, die das Zellwachstum fördert, die Apoptose umgeht und schließlich zu einer neoplastischen Transformation führt. Die häufigste BRAF-Mutation, die in mehr als 90 % der BRAF-mutierten Tumoren gefunden wird, ist eine Substitution eines Valins durch eine Glutaminsäure an der Aminosäure 600 (V600E) in der Kinaseaktivierungsdomäne. Diese Substitution ahmt die Phosphorylierung der Aktivierungsschleife nach und führt so zu einer konstitutiven BRAF-Proteinkinaseaktivität.

BRAF-Mutationen in Melanomen

Aktivierende BRAF-Mutationen sind in etwa 50% aller Melanome vorhanden. Etwa 90 % dieser Mutationen treten an der Aminosäure 600 auf, wobei es sich in den meisten Fällen um BRAF-V600E-Mutationen handelt. Weitere Mutationen wurden am Codon 600 festgestellt, darunter BRAF V600K, V600D und V600M.

Die hohe Häufigkeit von BRAF-Mutationen beim Melanom deutet darauf hin, dass dieses Onkogen ein attraktives therapeutisches Ziel sein könnte, und hat zu einer neuen Ära der gezielten Therapie des fortgeschrittenen Melanoms geführt.

BRAF als prognostischer Biomarker beim Melanom

Vor der Zulassung von BRAF-Inhibitoren hatten Patienten mit BRAF-mutiertem Melanom eine schlechtere Prognose als Patienten, deren Krankheit BRAF-Wildtyp exprimierte. Eine Reihe von Studien hat bei Patienten mit metastasiertem Melanom einen Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein einer BRAF-Mutation und einer schlechteren Prognose ab der Diagnose der ersten Metastase oder der Resektion der Metastase nachgewiesen. Allerdings scheint das Vorhandensein einer BRAF-Mutation keinen Einfluss auf das krankheitsfreie Intervall zwischen der Diagnose des ersten Melanoms und der ersten Fernmetastase zu haben. Patienten mit BRAF-positivem Melanom sind tendenziell jünger und haben ein schlechteres Überleben als Patienten mit Wildtyp-Melanom zum Zeitpunkt der Diagnose. Während bisher keine spezifischen klinischen Merkmale der metastasierten Erkrankung mit dem BRAF-Mutationsstatus korreliert wurden, wurde das primäre Melanom von BRAF-Mutanten mit spezifischen klinisch-pathologischen Merkmalen in Verbindung gebracht, einschließlich des Ortes (Stamm), des früheren Alters des Auftretens und des Fehlens chronischer Sonnenschäden in der umgebenden Haut .

BRAF als prädiktiver Biomarker beim Melanom

BRAF-gerichtete Therapien zeigen eine bemerkenswerte Wirksamkeit bei BRAF-mutiertem Melanom, wobei das Vorhandensein einer BRAF-V600-Mutation als prädiktiver Biomarker für das Ansprechen dient. Zwei BRAF-Inhibitoren, Vemurafenib und Dabrafenib, und ein MEK-Inhibitor, Trametinib, sind in Europa für die Behandlung erwachsener Patienten mit inoperablem oder metastasiertem Melanom mit einer BRAF-V600-Mutation zugelassen worden. Die Behandlung von Patienten mit BRAF-mutiertem Melanom mit diesen zielgerichteten Therapien hat die mit dieser molekularen Veränderung verbundene schlechte Prognose umgekehrt. Diese Patienten haben jetzt ein längeres medianes Überleben als Patienten mit einem BRAF-Wildtyp-Melanom.

Die BRAF-Inhibitoren Vemurafenib und Dabrafenib binden spezifisch an BRAF und unterdrücken die BRAF-Aktivität und die nachgeschaltete Signalübertragung in Zellen mit einer BRAF-V600-Mutation. In klinischen Studien haben diese beiden Wirkstoffe bei Patienten mit Melanomen mit BRAF-V600-Mutationen ein tiefgreifendes klinisches Ansprechen gezeigt, mit einer signifikanten Verlängerung des progressionsfreien und des Gesamtüberlebens im Vergleich zur Standard-Chemotherapie.

Der MEK-Inhibitor Trametinib bindet an unphosphorylierte MEK und verhindert so die RAF-abhängige MEK-Phosphorylierung und Aktivierung. In klinischen Studien war die Gesamtansprechrate zwar nicht so hoch wie bei Vemurafenib oder Dabrafenib, aber Trametinib verbesserte das progressionsfreie und das Gesamtüberleben im Vergleich zur Standard-Chemotherapie. Es gibt Hinweise darauf, dass Trametinib bei Patienten, bei denen die Behandlung mit einem früheren BRAF-Inhibitor fortgeschritten ist, keine klinische Aktivität aufweist. Jüngste klinische Studiendaten zeigen jedoch, dass die kombinierte Behandlung mit Dabrafenib und Trametinib die Wirksamkeit verbessert, ohne dass sich die Nebenwirkungen im Vergleich zu einem der beiden Wirkstoffe allein verschlechtern. Diese Kombination wurde von der FDA für die Behandlung von Melanompatienten mit BRAF-V600-Mutationen zugelassen.

Der Erfolg dieser zielgerichteten Therapien bei Patienten mit BRAF-mutiertem Melanom führt zu der Empfehlung, dass Patienten mit metastasiertem oder inoperablem Melanom entweder in einer metastatischen Läsion (vorzugsweise) oder im Primärtumor auf BRAF-V600-Mutationen untersucht werden sollten, um die therapeutische Entscheidungsfindung zu unterstützen.

Resistenz gegen BRAF-Hemmung

Eine kleine Untergruppe von Patienten mit BRAF-mutiertem Melanom spricht aufgrund intrinsischer Resistenzmechanismen nicht auf die Behandlung mit BRAF- oder MEK-Inhibitoren an, und die meisten Patienten, die zunächst auf diese Therapien ansprechen, entwickeln schließlich einen Mechanismus der erworbenen Resistenz, der zu einem Fortschreiten der Krankheit führt. Es gibt mehrere mögliche Resistenzmechanismen, und die meisten bisher beschriebenen Mechanismen beinhalten eine Reaktivierung des MAPK-Signalwegs. NRAS-Mutationen und Spleißvarianten der BRAF-V600E-mRNA sind bisher häufig identifizierte Mechanismen. Auch die Aktivierung des PI3K-PTEN-AKT-Stoffwechsels spielt nachweislich eine Rolle bei der erworbenen Resistenz gegen BRAF-Inhibitoren.

Es gibt eine Reihe von RAF-Inhibitoren, die sich derzeit in der präklinischen und klinischen Entwicklung befinden und jeweils unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, die darauf abzielen, die Resistenzmechanismen zu überwinden, die die Wirksamkeit dieser Medikamente begrenzen können.

BRAF-Test-Empfehlungen bei Melanom

Vemurafenib, Dabrafenib und Trametinib sind für Patienten mit inoperablem oder metastasiertem Melanom indiziert, die einen BRAF V600-Mutation-positiven Tumor haben, der durch einen validierten Test bestätigt wurde, der in einem akkreditierten (zertifizierten) Institut durchgeführt wurde und geeignete Qualitätskontrollen umfasst.

Für den Nachweis von BRAF-V600-Mutationen stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, darunter mutationsspezifische Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR), Sanger-Sequenzierung, Pyrosequenzierung, Konformationsanalyse und hochauflösende Schmelzanalyse.

Neben Vemurafenib und Dabrafenib wurden zwei RT-PCR-Begleitdiagnosetests entwickelt, um die Eignung der Patienten für die Aufnahme in die klinischen Studien zu beurteilen: der cobas® 4800 BRAF V600 Mutationstest bzw. der bioMerieux (bMx) THxID®-BRAF Assay. Beide Tests verfügen über eine FDA- und CE-IVD-Zulassung für den Nachweis von BRAF-Mutationen und umfassen die Extraktion genomischer DNA aus formalinfixierten, paraffineingebetteten (FFPE) Tumorproben sowie einen RT-PCR-Test, der sowohl Wildtyp als auch mutiertes BRAF nachweist. Der cobas® 4800 Test ist so konzipiert, dass er die vorherrschende BRAF V600E-Mutation mit hoher Sensitivität nachweist (bis zu 5% V600E-Sequenz in einem Hintergrund von Wildtyp-Sequenz aus FFPE-DNA) und auch die selteneren BRAF V600D- und V600K-Mutationen mit geringerer Sensitivität nachweist. Der THxID®-BRAF-Assay wurde entwickelt, um die BRAF V600E- und V600K-Mutationen mit hoher Sensitivität nachzuweisen (bis zu 5 % V600E- und V600K-Sequenz vor dem Hintergrund der Wildtyp-Sequenz unter Verwendung von aus FFPE-Gewebe extrahierter DNA) und weist auch die weniger häufigen BRAF V600D-Mutationen und V600E/K601E-Mutationen mit geringerer Sensitivität nach. In Europa stehen jedoch verschiedene CE-IVD-Methoden für BRAF-Tests zur Verfügung.

Qualität und rechtzeitige Ergebnisse von BRAF-Mutationstests sicherstellen

Es ist wichtig, dass alle Melanompatienten, die für BRAF-Inhibitor-Therapien in Frage kommen, genau, zuverlässig und rechtzeitig auf BRAF-Mutationen untersucht werden, damit die Ergebnisse bei der klinischen Behandlung des Patienten angemessen berücksichtigt werden können.

Die Verfügbarkeit von BRAF-Mutationsergebnissen für Kliniker kann beeinflusst werden durch:

• den Zeitpunkt, zu dem der Test angefordert wird,
• das Stadium und die klinische Dringlichkeit der Patienten, die für den BRAF-Mutationstest ausgewählt wurden,
• die Durchlaufzeit des BRAF-Mutationstests selbst,
• und die Art und Weise, wie die Ergebnisse an die behandelnden Kliniker übermittelt werden.

Welche Technik und welcher Algorithmus sollten für die Analyse des BRAF-Status beim Melanom verwendet werden?

Alle Methoden zum Nachweis von BRAF-Mutationen haben Vor- und Nachteile, und die Entscheidung für eine Methode hängt in der Regel von den aktuellen lokalen Praktiken und Erfahrungen in den verschiedenen klinischen Labors ab.

Zu den Parametern, die bei der Auswahl eines geeigneten diagnostischen Begleittests berücksichtigt werden sollten, gehören Sensitivität, Spezifität, Grenze der analytischen Sensitivität und Ausfallraten .

Methoden zur Erhöhung der Sensitivität und Spezifität und zur Verringerung der Ausfallraten umfassen:

• Gründliche Validierung der gewählten Methode durch Vergleich mit „Goldstandard“-Methoden,
• Durchführung einer Makrodissektion von Proben, um die Empfindlichkeit der Technik zu erhöhen,
• Auswahl kleiner Amplikons für die PCR-Amplifikation, um die Ausfallrate aufgrund von DNA-Abbau zu verringern,
• kontinuierliche Validierung der Methode durch Anwendung bewährter Verfahren und Teilnahme an externen Qualitätskontrollen .

Patientenauswahl

In Übereinstimmung mit der europäischen Zulassung für Vemurafenib, Dabrafenib und Trametinib wird ein BRAF-Mutationstest bei Patienten empfohlen, bei denen ein inoperables oder metastasierendes Melanom diagnostiziert wurde. In den europäischen Leitlinien heißt es, dass BRAF-Mutationstests bei Primärtumoren von Patienten ohne Metastasen nicht empfohlen werden.

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