ontwikkelingen in de moleculaire pathologie. Ed Schuuring. therapie op maat. Classical pathology

Transcriptie

1 Masterclass voor Verpleegkundigen Amersfoort, 11 Arpil 2016 Nieuwe anti-tumor therapie ontwikkelingen in de moleculaire pathologie therapie op maat Histologie (vaak gecombineerd met immunohistochemie) is nog steeds het belangrijkste diagnostische criterium om: het optimale behandelplan van de longkankerpatiënt te bepalen Ed Schuuring Klinisch Moleculair Bioloog in de Pathologie Hoofd Laboratorium Moleculaire Pathologie Hoogleraar Moleculaire Oncologische Pathologie Afdeling Pathologie UMCG Classical pathology Klassieke pathologie: behandelkeuze op basis van histologie 2016 Longkankerpatiënten diagnose Selectie voor behandeling therapie 1648 immunophenotyping histopathology Histopathologische diagnose Adenocarcinoom plaveiselcel carcinoom grootcellig carcinoom kleincellig carcinoom Standaard chirurgie chemo- of radiotherapie Standaard chirurgie chemo- of radiotherapie Standaard chirurgie chemo- of radiotherapie Standaard chirurgie chemo- of radiotherapie normaal maligniteit normaal maligniteit 1

2 Moleculaire Pathologie Histologie (vaak gecombineerd met immunohistochemie) is nog steeds het belangrijkste diagnostische criterium om: het optimale behandelplan van de longkankerpatiënt te bepalen Behoefte aan additionele tumormarkers waarmee we de respons op therapie optimaal kunnen voorspellen 2001: De DNA volgorde van het hele humane genoom is ontrafeld 2

3 Niet de veranderingen in het DNA, maar ook verschillen in RNA/eiwit expressie zijn klinische/biologische relevant Welke genetische veranderingen? DNA: nucleotiden/cel RNA/eiwit: ~ genen Chromosomale deleties DNA amplificaties Puntmutaties Chromosomale translocaties Numerieke chromosoom afwijkingen Functioneel eiwit Expressie-verschillen Polymorfismen Exogene agentia (bv virussen) Anno 2016 beschikken we over veel moleculaire methoden om genetische afwijkingen te detecteren De moleculaire oncologische pathologie t.b.v. targeted therapy (therapie op maat) Personalized medicine, molecular medicine 3

4 Optimal treatment strategies Next-Generation Pathology: molecular oncological pathology Optimal treatment strategies Next-Generation Pathology: molecular oncological pathology Personalized Medicine Genomic Medicine Precision Medicine Targeted cancer therapy Precision therapy Tailored therapy Therapie op maat Molecular tumor profiling Targeted sequencing Genomic tumor profiling Tumor-specific molecular markers Gene-targeted treatment Tumor-specific molecular markers Gene-targeted treatment 4

5 De moleculaire pathologie van borstkanker Mutaties om patiënten te selecteren voor beschikbare gen-gerichte therapie t.b.v. targeted therapy (therapie op maat) Personalized medicine, molecular medicine Dancey Cell 2012 Gen-gerichte therapie in borstkanker therapie op maat als één van de klassieke voorbeelden in de oncologie De moleculaire pathologie van longkanker ER-positief mammacarcinoom: tamoxifen HER2-positief mammacarcinoom: herceptin BRCA1/2-positief mammacarcinoom: olaparib t.b.v. targeted therapy (therapie op maat) Personalized medicine, molecular medicine 5

6 Male, diagnosed with lung cancer (adenocarcinoma) 10 months ago, 47 years, non-smoking Treated with chemotherapy, now developing recurrent disease Lazarus Response to Gefitinib: Chemoresistant EGFR mutant adenocarcinoma What are treatment options? January 2002 October 2004 Johnson 2004 Response to gefitinib in a patient with refractory non-small-cell lung cancer to chemotherapy with EGFR exon 21 mutation De ziekte-vrije-overleving van NSCLC patiënten met/zonder EGFR-mutatie behandeld met gefitinib Improvement in 6 weeks Mok T et al, NEJM

7 Doelgerichte behandeling verlengt de overleving Belangrijkste resultaten van de behandeling van NSCLC met TKI (erlotinib/gefinitib) 1) Verbeterde ziekte-vrije overleving voor patiënten met EGFR-mutatie 2) Verbeterde overleving voor patiënten met EGFR-mutatie (m.n. primair NSCLC) 3) Veel geringere mate van bijwerkingen i.t.t. chemotherapie 4) Verbeterde kwaliteit-van-leven Bepalen van de EGFR-mutatie-status is belangrijk onderdeel van de nieuwe landelijke richtlijn Niet-kleincellig longcarcinoom (dd 23 mei 2011)). Kris MG et al. JAMA 2014 Detectie van mutaties in EGFR Waar zitten de mutaties? hotspots De ziekte-vrije-overleving van NSCLC patiënten met/zonder EGFR-mutatie behandeld met gefitinib Extracellular P- loop 18 G719 (~5%) domain 19 LREA deletions (45-50%) Transmembrane region ATP binding cleft Regulatory domain N-lobe C-lobe TK domain EGFR-EIWIT-MOLECULE Sequist JCO 2007, 25; 587 C- helix A- loop EGFR-GEN en EXONEN duplications/ insertions (~5%) T790M (3-5%) L858R (35-45%) L861 (~2%) Mok T et al, NEJM 2009 Alle longkankerpatiënten behandeld met EGFR-TKI worden uiteindelijk therapie-resistent 7

8 EGFR-mutaties met resistentie tegen EGFR-targeted therapie Small Cell Transformation + MET Amplification (1%) Small cell (1%) MET Amplification (3%) HER2 Amplification (8%) T790M + Small Cell (2%) T790M + MET Amplification (3%) T790M + HER2 Amplification (4%) Mechanisms of EGFR TKI Acquired Resistance Unknown 18% T790M Alone T790M 60% Alone (60%) Yu Clin Cancer Res 2013 Detectie van mutaties in EGFR TKI-sensitieve en TKI-resistente EGFR mutaties (erlotinib/gefitinib) < 5% TKI-resistente EGFR mutaties D761Y L747S duplications/ insertions T790M T854A EGFR-GEN en EXONEN hotspots G719 (~5%) LREA deletions (45-50%) L858R (35-45%) L861 (~2%) voor EGFR-targeted therapie EGFR-mutaties die gevoelig zijn ~90% TKI- sensitieve EGFR- mutaties: del19 en L858R Treatment of NSCLC progressive on first line TKI Tumor regression by T790M mutation status with afatinib + cetuximab PS: alleen in trial-verband verkrijgbaar (2015) Horn L, Groen HJM et al WCLC 2011 PS: alleen in trial-verband verkrijgbaar (2016) 8

9 Treatment of NSCLC progressive on first line TKI Response by T790M mutation status with AZD9291 Resistentie tijdens behandeling AZD9291 resistente mutatie EGFR-C797S Thress Nat Med 2015 EGFR T790M-C797S zijn gevoelig voor eerste generatie EGFR remmers! Janne NEJM 2015 D = discontinued Niederst et al Progression-free survival in EGFR exon 19 deletion and L858R point mutation with EGFR-TKI Nieuwe drugs gericht tegen specifieke EGFR-mutaties voorbeeld PS: alleen in trial-verband verkrijgbaar (2016) Ohashi JCO

10 EGFR-mutaties met resistentie tegen EGFR-targeted therapie < 5% TKI-resistente EGFR mutaties Detectie van mutaties in EGFR TKI-sensitieve en TKI-resistente EGFR mutaties 3305 different EGFR-mutations duplications/ insertions T790M EGFR-GEN en EXONEN hotspots G719 (~5%) 254 EGFR-mutations associated with TKI-response Only 9 D761Y with frequency => 1% Linardou NatRevCancer 2009 LREA deletions L747S 19 (45-50%) T854A L858R (35-45%) L861 (~2%) voor EGFR-targeted therapie EGFR-mutaties die gevoelig zijn ~90% TKI- sensitieve EGFR- mutaties: del19 en L858R EGFR mutaties in longkanker EGFR-mutaties: 32.9% (wereldbreed) EGFR-mutaties: 15% (blanken) EGFR-mutaties: 10% (Nederland) EGFR-mutaties: 30% (aziaten) EGFR-mutaties: 60% (non-smoking aziaten) Dahabreh, meta-analyse Clin Cancer Res 2010 Sasaki Eur J Cancer 2010 Tumor response on crizotinib in FISH ALK positive and IHC ALK positive NSCLC: complete response Andere mutaties die in aanmerking komen voor therapie op maat in longkanker? FISH-ALKpositief IHC-ALKpositief By courtesy of prof Harry Groen, UMCG (ALK-translocations in ~3.5% NSCLC) 10

11 Anno 2015: therapie op maat op basis van 2 gen-mutaties Longkankerpatiënten diagnose Selectie voor behandeling therapie Mutattie profiling Geen mutatie (87%%) EGFR-mutatie (9%) ALK-mutatie (3%) Nog meer mutaties die in aanmerking komen voor therapie op maat in longkanker? Landscape of driver mutations in lung adenocarcinoma using whole-genome-sequencing Driver Druggable Mutation Incidence in Lung Cancers Whole genome/exome sequencing: * >2 (potential) actionable or driver mutations per tumor * >50% of NSCLC: rare mutations only MSK-IMPACT platform, Kris, JAMA

12 De moleculaire diagnostiek van longkanker tbv gen-mutatie-gerichte therapie Verwachtte toepassingen: resistente EGFR mutaties $ (100% AC) > next-generation-tki FGFR1-amplificatie $ (~20% SCC) > BIBF1120 BRAF-mutatie $ (< 2% AC) > PLX4732 KRAS-mutatie $ (~40% AC) > sorafenib, MET-amplificatie & (4-20% AC) > Metmab, Crizotinib, AMG102, XL880 (GSK ) ROS1-translocatie & (1.7% AC) > crizotinib RET/KIF5B-translocatie & (<2% AC) > vandetanib HER2-mutatie & (2% AC) > herceptin EGFR-amplificatie $ (10% AC) > cetuximab, erlotinib, PIK3CA-mutatie & (<5% AC) > mtor inhibitor, aspirine DDR1-mutatie (~4% SCC) > dasatinib Alle testen in kader van klinische trials Anno 2016: therapie op maat op basis van >6 gen-mutaties Longkankerpatiënten diagnose Selectie voor behandeling therapie Mutattie profiling Geen mutatie (60%%) EGFR-mutatie (9%) FGFR1-mutatie (20%) MET-mutatie (3%) ALK-mutatie (3%) ROS-mutatie (1%) UMCG is longkanker-expertcentrum en participeert in vele internationale trials BRAF-mutatie (3%) Molecular diagnostics of lung cancer for treatment planning using gene-targeted therapy in NL dutch guidelines In 2007: starting with EGFR-mutation screening In 2013: Dutch guideline in NSCLC Only EGFR-mutation analysis In 2013: ALK-translocation (Registration crizotinib July 2012) In July 2015: revisited Dutch guideline for NSCLC: (1) EGFR, ALK; (2) HER2, BRAF, RET and ROS1 Molecular diagnostics of lung cancer for treatment planning using gene-targeted therapy in NL international guidelines Dutch Oncoline guideline for NSCLC (July 2015): (1) EGFR, ALK; (2) HER2, BRAF, RET and ROS1 CAP-IASLC-AMP guideline for NSCLC (2013) (Lindeman 2013) (1) EGFR, ALK; (2) HER2, BRAF, RET and ROS1 ESMO guideline for NSCLC (2013) (Kerr, Ann Oncol 2014) EGFR, ALK (recommend KRAS, BRAF, HER2 and ROS1) 12

13 Het in kaart brengen van de mutaties in alle genen in verschillende Longkankerpatiënten m.b.v. genoom-brede sequentie analyse next-generation-sequencing Nog meer mutaties die in aanmerking komen voor therapie op maat in longkanker? Resultaat: * in elke tumor zijn >2 genmutaties aanwezig * mogelijkheid voor specifieke genmutatie-gerichte therapie voor elke individuele patiënt New anticancer drugs becoming available for gene-targeted therapy Anno >2017: Moleculaire Pathologie > tumor mutatie profiel > individuele therapie op maat 2014: 71 FDA-approved anticancer drugs including 52 targeted/ precision medicines Fojo JAMA OtoHN dec 2014 Elke kleur = andere mutatie en ander medicijn op maat Ellke pijl = moleculaire test 13

14 Molecular profiling of lung cancer in 2016 Molecular Pathology Molecular Tumor Profiling: the new wave in cancer care molecular medicine in 2016 Molecular status of key analytes in several diseases is already standard of care: Melanoma: BRAF, NRAS, KIT Lung cancer: EGFR, ALK, ROS, RET, KRAS, BRAF, PIK3CA, MET, FGFR1 Colon cancer: KRAS, NRAS, BRAF (PIK3CA) GIST: KIT, PDGFRA (NRAS) Li JCO 2013 To define which patients for what drug benefit most (personalised therapy) Molecular Oncological Pathology at UMCG: Next Generation Sequencing: Ion Torrent Personal Genome Machine (PGM) >30 hotspot regions in 11 genes (29 amplicon) (UMCG-PGM-v01 panel) for mutation screening in lung cancer, melanoom, colon carcinoma, GIST TAT: ~4-5 days (2 runs per week) ALK codon 1174 GNA11 codon 209 KRAS codon 61 ALK codon 1275 GNAQ codon 209 NRAS codon 117/146 BRAF exon 15 KIT exon 11 NRAS codon 12/13 EGFR exon 18 KIT exon 13 NRAS codon 61 EGFR exon 19 KIT exon 14 PDGFRA exon 12 EGFR exon 20 KIT exon 17 PDGFRA exon 14 EGFR exon 21 KIT exon 8 PDGFRA exon 18 ERBB2 exon 19 KIT exon 9 PIK3CA exon 20 ERBB2 exon 20 KRAS codon 117/146 PIK3CA exon 9 ERBB2 exon 21 KRAS codon 12/13 BRAF exon 11 Q3-2016: NGS-UMCG-PGM-v02 panel: extra IDH1/2, ESR1, ROS, HRAS, H3F3A/B, MAP2K1, MEK, MET, JAK2 (under validation) Next Generation Sequencing: Ion Torrent Personal Genome Machine (PGM) New guidelines/trials: NGS-UMCG-PGM-v02 panel (Q3-2016): v01 plus mutation-hotspots in IDH1/2, ESR1, ROS, HRAS, H3F3A/B, MAP2K1, MEK, MET, JAK2 NGS-FFPE-BRCA1/2-panel (in progress) NGS-FFPE disease-specific panel (hematopath, neuro,?) in future FISH: ALK, ROS, RET, MET, FGFR1 (all current routine) IHC: ALK (Q1/Q2) FISH: NTRK1 (in validation) RTPCR: MET exon skipping (in validation) Molecular Oncological Pathology at UMCG: Molecular Oncological Pathology at UMCG: 14

15 Uitdagingen en belangrijke ontwikkelingen in de Moleculaire Pathologie Aanbod nieuwe drugs > steeds nieuwe testen Duurder en langere doorlooptijden Vele verschillende methoden Technologie wordt steeds complexer Geen goede info mbt lopende trials Niet alle patienten worden op de zelfde manier getest (niet de zelfde kans op juiste therapie) Project PATH (Predictive Analysis for THerapy) Optimizing access to personalized cancer therapy in the Netherlands; from tissue to therapy. national consortium of >38 pathology-labs, medical oncologists, pulmonologists, NVALT, NVMO, NVVP, PALGA Goal: To introduce a NGS assay to create optimal and equal access to targeted therapies for all (lung, melanoma, GIST, CRC) cancer patients in the Netherlands : ~53 predictive and diagnostic genes based on current guidelines and ongoing clinical trial CALL ZONMW GGG: PERSONALISED MEDICINE ONCOLOGY Evolution of Multiplexed Testing Platforms at UMCG (collaboration Pathology with Genetics) Molecular results might as well be hieroglyphs Now-Gen PGM-Ion Torrent PGM-11 gene-panel Point mutations, small deletions, small insertions only Next-Gen Next Seq 500 (Illumina) 53 gene-panel (MIP) Point mutations,deletions, insertions, amplifications and translocations Comparable time and cost ALK, APC, ASXL1, ATM, BAP1, BCR-ABL, BRAF, BRCA1, BRCA2, CEBPA, CRAF (RAF1), CSF1R, CTLA4,CTNNB1, DDR1, DNMT3A, ERBB1 (EGFR), ERBB2 (HER2), ESR1, FGFR4, FLT3, IDH1, IDH2, JAK2, KIT, KRAS, MAP2K1 (MEK1), MAP2K2 (MEK2), MAPK3 (ERK1), MET, MLL (KMT2A), MPL (TPOR), MYC, MYD88, NOTCH1, NPM1, NRAS, PARP1, PDGFRA, PDGFRB, PIK3CA, PML, PTEN, PTPN11, RARA, RB1, RET (MEN2), RUNX1, TET2, TP53, VEGFA, VEGFR1 (FLT1), VEGFR2 (KDR), VEGFR3 (FLT4), VHL, WT1, mtor List of actionable cancer biomarkers, 2015 AD Hieroglyphs on stone tablet, 5000 BC Consortium (Dutch University Laboratories of Molecular Pathology) Consensus on NGS mutation panel > each patient in NL receives same opportunities for therapy University of Alabama Comprehensive Cancer Center Research Retreat, Birmingham, AL, October 6, 2014 Courtesy of Mark Bogulski, MD, Genome Health Solutions 15

16 Standarization of molecular data (NGS) reporting > launching first molecular-module (KRAS, EGFR, BRAF) (dec 2015) > linking to clinical databases and registries (2016) Reporting Mutation Analysis data Handling of unexpected, difficult, rare mutations? Example: NSCLC with EGFR: c.2281g>a; p.(d761n) Example: NSCLC with PIK3CA: c.3140a>g; p.(h1047r) Example: NSCLC with PIK3CA: c.3140a>g; p.(h1047r) 80% and p(l858r) 35% Example: AKT3 amplificatie 80%, EGFR amplificatie 50%, KRAS amplificatie 20%, TSC1 A944T mutatie 10%, MDM2 amplificatie 7%, MCL1 amplificatie 3%, TP53 Y234C mutatie 2%, EPHA5 A454N mutaties 1%, MYST3 amplificatie 1% NVVP/PALGA-taakgroep Module NGS : Willems, Tops, Schuuring, van Dijk, Steeghs, Seegers Every Friday from hrs we discuss requests for advice (since Nov 2014) Molecular Tumor Board Groningen (in dutch) Prof dr Ed Schuuring, KMBP Dr Arja ter Elst, KMBP Prof. dr. Anke van den Berg, KMBP Dr Nils t Hart, lungpathologist Prof dr Wim Timens, lungpathologist Prof dr Harry Groen, pulmonologist Dr Jeroen Hiltermann, pulmonologist Drs Anthonie van der Wekken, pulmonologist Prof dr Geke Hospers, medisch oncologist This expert forum combines the expertise of clinical molecular biologists in pathology, pathologists, medical oncologists and pulmonologists (in the near future clinical geneticists, genetic counselor, bio-informaticus and cell biologist). 16

17 Verslaglegging mutatieanalyse moleculaire interpretatie Materiaal (FFPE-blokje) ontvangen voor consult van MZH (MZH:T II1). Moleculaire interpretatie (UMCG): Er is een mutatie aangetoond in EGFR: c.2573t>g; p.(l858r). Er zijn geen mutaties waargenomen in de andere mutatie-hotspots in EGFR, BRAF, KRAS, ERBB2 (HER2), KIT, ALK, NRAS, PDGFRA en PIK3CA. Klinische interpretatie: Longcarcinomen (met name NSCLC) met een activerende mutatie in EGFR reageren in het algemeen goed op therapie gericht tegen EGFR. Indien u een behandeladvies of informatie wenst over lopende trials, kunt u contact opnemen met onze Moleculaire Tumor Board via info@moloncopath.nl (zie Verslaglegging mutatieanalyse moleculaire interpretatie Uitslag moleculaire diagnostiek: long mutatie analyse Reden en datum van de aanvraag: mutatie analyse longcarcinoom i.v.m. therapiekeuze. Gebruikte methode: Schatting tumorcelpercentage in gebied geselecteerd voor macrodissectie. Macrodissectie van tumorrijk FFPE materiaal. DNA extractie m.b.v. de Cobas extractie-kit (Roche), multiplex PCR en PGM/Ion-Torrent sequentie-analyse van het PGM-UMCGoncopanel (IonPGMv01; zie Bij een tumorcelpercentage van >40% (dit is ~20% mutant allel) en minimaal 200 reads heeft deze techniek een hoge gevoeligheid voor het aantonen van mutaties: echter bij een negatieve uitslag is de aanwezigheid van een mutatie in een minor subpopulatie van de tumor niet geheel uitgesloten. Bij een tumorcelpercentage van 20-40% is een positieve uitslag ook betrouwbaar, echter bij een negatieve uitslag is niet uit te sluiten dat er toch een mutatie aanwezig is. Het laboratorium Moleculaire Pathologie van UMCG is CCKL-geaccrediteerd. De gebruikte methode detecteert alle bekende mutaties die van belang kunnegeteste exonen/genen: EGFR (NM_ ): exon 18, 19, 20 en 21; BRAF (NM_ ): codon 594, 599 en 600; KRAS (NM_ ): codon 12/13, 59/61, 117 en 146 Panel bevat ook: ERBB2 (HER2) (NM_ ), KIT (NM_ ), ALK (NM_ ), NRAS (NM_ ),PDGFRA (NM_ ) en PIK3CA (NM_ ) (zie ). Resultaat van mutatieanalyse: DNA isolatie na macrodissectie van FFPE materiaal (percentage neoplastische cellen:50 x%) Moleculaire interpretatie : Mutatie in het EGFR: c.2573t>g ; p.(l858r): 42% mutant allel Geen mutaties in de andere bekende hotspots van EGFR, BRAF, KRAS, ERBB2 (HER2), KIT, ALK, NRAS, PDGFRA en PIK3CA PA UMCG Groningen Moleculaire Pathologie in de regio Noord Nieuwe ontwikkelingen PA Friesland Leeuwarden PA TREANT Hoogeveen Netwerk voor Moleculaire Pathologie SSZOG Winschoten PA Martini Groningen PA Isala Zwolle Noordelijk Netwerk voor Moleculaire Pathologie: Afstemming met pathologen en oncologen Zelfde pakket aan MD-testen Vergelijkbare zorg voor elke patient Centrale MD-testen (complexe assays) Lokale testen (voor lage TAT) Kosten-effectiviteit Kwaliteit Regionaal overleg, bijscholing met oncologen Scholing voor AIOS Bij-/nascholing pathologen/oncologen Moleculaire bloedtest 17

18 Liquid biopsy: bloed als bron om longkanker te diagnostiseren D A small biopsy B core-needle biopsy C surgical specimen D cytology E biopsy with very few tumor cells E Invasieve methoden zijn nodig om de tumor te biopteren om diagnose te kunnen stellen Biopteren niet altijd mogelijk (erg belastend en risicovol neveneffecten) Biopteren vaak niet toegestaan Risico op iatrogene metastasering Geen representatief weefsel (kleine tumoren, non-vitaal weefsel, image-negatief (bij goede respons) bloed bevat circulerend DNA, RNA, eiwit en cellen afkomstig van de tumor Can peripheral blood be used to determine the presence of the tumor? Plasma: * DNA and circulating tumor DNA (ctdna) * RNA and circulating tumor RNA (ctrna) * Proteomic/immunological tumor markers * Pharmacokinetics ([drug]) Leukocytes and circulating tumor cells (CTC) Platelets and tumor RNA Schwarzenbach Nat Rev Cancer

19 Molecular diagnostics of lung cancer for treatment planning using gene-targeted therapy in NL dutch guidelines In 2007: starting with EGFR-mutation screening In 2013: Dutch guideline in NSCLC Only EGFR-mutation analysis In 2013: ALK-translocation (Registration crizotinib July 2012) In July 2015: revisited Dutch guideline for NSCLC: (1) EGFR, ALK; (2) HER2, BRAF, RET and ROS1 The clinical utility of ctdna Diagnosis and prediction > testing ctdna from plasma if no appropriate biopsy is available De detectie van EGFR-mutaties in circulerend tumor DNA in plasma komt heel goed overeen met DNA uit het pretreatment tumor biopt The clinical utility of ctdna Specifiteit: 99.8% Vals-positiviteit: 1/546 Meta-analysis of 20 studies comparing tumor with baseline ctdna for EGFR mutations Pooled specificity: 92.2% Pooled sensitivity: 69.1% Monitoring treatment response Sensitiviteit: 34% niet gedetecteerd in plasma Luo, Sc Reports 2014 Douillard JTO

20 Mutatie detectie in cell-free circulerend tumor DNA als maatstaaf voor tumor load Procedure of plasma cfdna mutation testing Tumor volume Resistant mutations tumor plasma Druggable mutation Druggable mutation Tumor volume DNA DNA sequencing Detection of mutation before treatment (high tumor load): diagnosis/prognosis Define tumor specific mutation cfdna quantification ctdna ddpcr Monitoring of treatment respons Early detection of therapy-resistent mutation levels (prior to clinical manifestation) Adapted from Diaz, J Clin Oncol 2014 Adapted from Diehl Nat Med 2008 Mutant DNA concentration GALLOP-study: Assessment of mutations in tumors and circulating tumor DNA and measurement of TKI plasma exposure to optimize treatment Example of workflow of GIST-patient during KIT-mutation targeted therapy KWF-Alpe d Huez: Pieter Boonstra, Marco Tibbesma, Arja ter Elst, Ed Schuuring, An Reyners (GIST-consortium UMCG, Radboud, LUMC, ErasmasMC and NKI/AvL) (KIT) Tumor volume Resistant mutations Operatie Imatinib 400mg Sunitinib 37.5mg Druggable Druggabl mutation e mutation Tumor volum e Recidief Partiële respons Progressie Adapted from Diaz, J Clin Oncol 2014 Boonstra Tibbesma Elst Schuuring Reyners Gallop 20

21 mutation detection using ddpcr during imatinib-treatment of GIST patient Tumor FA: 35% Baseline FA: 0.7% Methods to detect low copy mutations in plasma ctdna at UMCG (main project 2015) Digital droplet PCR (BioRad): our standard assay Cobas EGFR mutation plasma test (launched nov 2015) (reflab) 2 week FA: 5.5% 6 week FA: 0% Tumor : 20x14cm Biocartis (in development; reflab) for EGFR, BRAF, KRAS mutation NGS (IonTorrent-in house-panel) and with Maier (Leipzig), Bubnoff (Freiburg), Dinjens (ErasmusMC) and Ligtenberg (RadboudMC) We need to collect optimal plasma samples from cancer patients (now only lung and GIST) KWF-Alpe d Huez: Boonstra, Tibbesma, ter Elst, Schuuring, Reyners (GIST-consortium UMCG, Radboud, LUMC, ErasmasMC and NKI/AvL) Tumor : 7.5x12cm Molecular Pathologie UMCGteam Dank voor uw aandacht MD-technicians: Ingrid de Boer-Huitema Annelies ten Caat Erik Nijboer Paskal van Norel Rianne Pelgrim Inge Platteel Martin Schipper Jantine Sietzema Klaas Kooistra KMBP: Elise van der Logt Arja ter Elst Anke van den Berg Ed Schuuring Maarten Niemandsverdriet (KMBPio ) Leon van Kempen (KMBPio ) Pathologists: Wim Timens Nils t Hart Arjan Diepstra e.schuuring@umcg.nl Molecular Tumor Board UMCG Gallop-studie: Pieter Boonstra, Marco Tibbesma, Arja ter Elst, Ed Schuuring, An Reyners PATH-consortium NVALT-plasma-studies: Lisestte Bosman, Arja ter Elst, Harry Groen, Ed Schuuring Recente literatuur te lezen in oratie van prof dr Ed Schuuring: 21