Rivoluzionare i test sul cancro con ddPCR / Revolutionizing Cancer Testing With ddPCR
Rivoluzionare i test sul cancro con ddPCR / Revolutionizing Cancer Testing With ddPCR
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Scopri perché la ddPCR sta diventando uno strumento fondamentale per la rilevazione della malattia residua minima.
Negli ultimi anni, gli approcci basati sulla biopsia liquida si sono affermati come potenti strumenti in oncologia, consentendo analisi non invasive ed in tempo reale delle dinamiche tumorali. Tra queste tecnologie, la PCR digitale a goccia (ddPCR) sta guadagnando terreno per la rilevazione della malattia minima residua (MRD) ed il monitoraggio del trattamento. Con la crescente domanda di test clinicamente utilizzabili per guidare le decisioni terapeutiche e monitorare l'evoluzione della malattia, le soluzioni basate sulla ddPCR si stanno spostando dai laboratori di ricerca all'uso clinico di routine.
Technology Networks ha recentemente parlato con il dott. Gary Pestano, responsabile dello sviluppo presso Biodesix, e con il dott. Prithwish Pal, direttore del marketing globale dei prodotti presso Bio‑Rad, per saperne di più sui vantaggi offerti dalla ddPCR nella rilevazione della malattia minima residua (MRD), sullo sviluppo di un test ESR1 basato sulla ddPCR e sul ruolo in evoluzione della biopsia liquida nella diagnosi del cancro.
Quali vantaggi offre la ddPCR per la rilevazione della MRD rispetto ad altri metodi molecolari?
La tecnologia più probabile per il confronto nell'ambito della MRD è la NGS. La ddPCR offre alcuni vantaggi chiave rispetto alla NGS in quanto:
- Velocità di progettazione e convalida per test mirati specifici: per il monitoraggio di target molecolari specifici noti e scoperti [ad esempio, una variante strutturale (SV) o varianti di singoli nucleotidi, comprese inserzioni e delezioni (SNV/INDEL)], i test ddPCR sono più rapidi da progettare e convalidare, risparmiando così tempo nella valutazione delle varianti circolanti.
- Semplicità del flusso di lavoro e rapporto costi-efficacia: i flussi di lavoro di laboratorio sono anche più semplici e meno costosi da implementare rispetto alla maggior parte delle piattaforme NGS, ad esempio, ddPCR ha un flusso di lavoro semplificato con opzioni automatizzate per l'estrazione e la generazione di goccioline che aiuta il personale di laboratorio ad implementare facilmente nuovi test personalizzati.
- Analisi dei dati: ddPCR offre funzionalità di multiplexing senza richiedere complesse organizzazioni bioinformatiche, supporto tecnico e moduli di knowledge curation, come nella maggior parte delle piattaforme NGS. Questo può renderla più accessibile per la diagnostica clinica di routine in molti laboratori in tutto il mondo.
In che modo il test ESR1 supporterà lo sviluppo di terapie mirate ed il monitoraggio del trattamento del cancro?
Un test ddPCR per il DNA tumorale circolante (ctDNA) di ESR1 supporterà le terapie mirate ed il monitoraggio del trattamento, fornendo un rilevamento sensibile e quantitativo delle mutazioni di ESR1 nelle biopsie liquide (plasma). Un test che incorpori una molteplicità delle varianti prevalenti potrebbe predire la resistenza alla terapia endocrina e guidare la selezione dei farmaci mirati.
Un test di biopsia liquida altamente multiplex come questo sul sistema QX600 ddPCR* consentirebbe il monitoraggio non invasivo e quasi in tempo reale dell'evoluzione del tumore e potenzialmente guiderebbe il passaggio a opzioni di trattamento più efficaci, migliorando così i risultati per i pazienti.
*Solo per uso di ricerca. Non per scopi diagnostici.
Come prevede l'evoluzione della biopsia liquida e dei test del ctDNA nei prossimi anni?
È probabile che gli acidi nucleici circolanti/biopsie liquide continuino a crescere in ambito diagnostico. Abbiamo assistito ad enormi progressi negli ultimi 10 anni e non possiamo che aspettarci un'accelerazione delle applicazioni.
Ci aspettiamo inoltre che la complessità del rilevamento molecolare si espanda dalla SNV iniziale a mutazioni più complesse, tra cui l'amplificazione del numero di copie e le delezioni, nonché le fusioni (incluse le varianti di RNA).
Le applicazioni includeranno un approccio "multiomico" più completo che combina il ctDNA con altri marcatori come cellule tumorali circolanti (CTC), esosomi, frammenti e marcatori di metilazione. Biomarcatori proteici e di RNA (ad esempio, fusioni, miRNA) saranno inclusi in queste firme multiomiche.
Anche il ventaglio di analisi e tecnologie diventerà più sensibile ed economico grazie ai progressi nella tecnologia di scalabilità, tra cui la miniaturizzazione (microfluidica e nanotecnologia).
In definitiva, crediamo di essere sulla buona strada per consentire ai nuovi biomarcatori circolatori (come il ctDNA) di lavorare in sinergia con i produttori di sangue e tessuti esistenti, per consentire una diagnosi precoce del cancro ed un monitoraggio quasi in tempo reale della risposta al trattamento.
Quali sono i principali ostacoli nel passaggio dalla convalida all'impiego clinico di test molecolari ad alta complessità?
I principali ostacoli nel passaggio di un test dalla convalida alla diffusione clinica su larga scala consistono nell'allineare le esigenze degli sviluppatori di test con i requisiti normativi, incluso il supporto delle aziende farmaceutiche e biotecnologiche che conducono sperimentazioni cliniche, e poi con la conduzione dell'utilità clinica nel dimostrare il cambiamento nelle decisioni di trattamento, spesso necessario per ottenere il rimborso.
L'accesso al canale commerciale tecnologico, la formazione dei clienti (competenza tecnica) ed il costo della tecnologia e del supporto possono rappresentare altri ostacoli all'implementazione nei laboratori clinici.
Come stabilirai le priorità sui marcatori genomici su cui concentrarti per i futuri test ddPCR?
Discover why ddPCR is becoming a key tool for minimal residual disease detection.
In recent years, liquid biopsy approaches have emerged as powerful tools in oncology, enabling non‑invasive, real‑time insights into tumor dynamics. Among these technologies, droplet digital PCR (ddPCR) is gaining traction for minimal residual disease (MRD) detection and treatment monitoring. As the demand grows for clinically deployable assays to guide therapy decisions and track disease evolution, ddPCR-based solutions are shifting from research labs toward routine clinical use.
Technology Networks recently spoke with Dr. Gary Pestano, chief development officer at Biodesix, and Dr. Prithwish Pal, director of global product marketing at Bio‑Rad, to learn more about the advantages ddPCR offers in MRD detection, the development of a ddPCR-based ESR1 assay and the evolving role of liquid biopsy in cancer diagnostics.
What advantages does ddPCR offer for detecting MRD compared to other molecular methods?
The most likely technology for comparison in the MRD setting is NGS. ddPCR offers a few key advantages over NGS in:
- Design and validation speed for specific targeted assays: For monitoring known and discovered specific molecular targets [e.g., a structural variant (SV) or single nucleotide variants including insertions and deletions (SNV/INDEL)], ddPCR assays are faster to design and validate, thus saving time to evaluate circulating variants.
- Workflow simplicity cost-effectiveness: the laboratory workflows are also simpler and less expensive to implement than for most NGS platforms, e.g., ddPCR has a streamlined workflow with automated options for extraction and droplet generation that aids lab personnel in easily implementing new bespoke assays.
- Data analysis: ddPCR offers multiplexing capabilities without requiring complex bioinformatics pipelines and technical support and knowledge curation modules as in most NGS platforms. This can make it more accessible for routine clinical diagnostics in many labs around the world.
How will the ESR1 assay support the development of targeted therapeutics and cancer treatment monitoring?
A ddPCR ESR1 circulating tumor DNA (ctDNA) assay will support targeted therapies and treatment monitoring by providing sensitive and quantitative detection of ESR1 mutations in liquid biopsies (plasma). An assay that incorporates a multiplicity of the prevalent variants could predict resistance to endocrine therapy and guide the selection of targeted drugs.
A highly multiplexed liquid biopsy assay like this one on the QX600 ddPCR system* would allow for the non-invasive, near real-time monitoring of tumor evolution, and potentially guide treatment switches to more effective options, thus improving patient outcomes.
*For Research Use Only. Not for diagnostic purposes.
How do you see liquid biopsy and ctDNA testing evolving over the next few years?
Circulating nucleic acids/liquid biopsies are likely to continue to grow in the diagnostic space. We have seen tremendous gains in the last 10 years and only expect that the applications will accelerate.
We also expect that the complexity of molecular detection will expand from the initial SNV to more complex mutations including copy number amplification and deletions, and fusions (including RNA variants).
The applications will include a more comprehensive 'multiomic' approach that combines ctDNA with other markers like circulating tumor cells (CTCs), exosomes, fragments and methylation markers. Protein and RNA biomarkers (e.g., fusions, miRNA) will be included in these multiomic signatures.
The menu of assays and technologies will also become more sensitive and cost-effective due to advances in scaling technology, including miniaturization (microfluidics and nanotechnology).
Ultimately, we believe we are on track for enabling newer circulatory biomarkers (like ctDNA) to work in concert with the existing blood and tissue makers to enable earlier cancer detection and near real-time monitoring of treatment response.
What are the main hurdles in taking high-complexity molecular assays from validation to clinical deployment?
The major hurdles in moving a test from validation to widespread clinical deployment are in aligning the needs of assay developers with regulatory requirements, including support from pharma and biotech companies conducting clinical trials, and then with the conduct of clinical utility in demonstrating change in treatment decisions often necessary for gaining reimbursement.
Technology commercial channel access, customer training (technical expertise), and cost of technology and support can be other hurdles in deployment to clinical labs.
How will you prioritize which genomic markers to focus on for future ddPCR assays?
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