Profilierung von extrachromosomaler zirkulärer DNA (ecDNA) bei Krebs mittels Next-Generation-Sequencing: Eine neue Grenze in Tumor-Evolution und Therapieresistenz

Einleitung: Extrachromosomale zirkuläre DNA (ecDNA) hat sich als ein kritischer Faktor in der Krebsbiologie herausgestellt. Im Gegensatz zur chromosomalen DNA existiert ecDNA als zirkuläre, nicht-zentromerische Moleküle, die Onkogene tragen können und so das Tumorwachstum, die genetische Vielfalt und die Resistenz gegen Therapien fördern. Methoden: In diesem Review haben wir aktuelle Erkenntnisse über ecDNA bei menschlichen Krebserkrankungen untersucht, wobei wir deren strukturelle Eigenschaften, Entstehungsmechanismen und funktionellen Rollen hervorgehoben haben. Wir haben analysiert, wie Next-Generation-Sequencing-(NGS)-Technologien – wie Ganzgenom-Sequenzierung, Circle-Seq und Einzelzellmethoden – die Identifikation und Charakterisierung von ecDNA und exosomaler DNA (exoDNA) verbessert haben. Ebenso wurde die Multi-Omics-Integration betrachtet, um ecDNA-Dynamiken besser zu verstehen. Ergebnisse: Studien zeigen, dass ecDNA zur Onkogenamplifikation beiträgt, die Chromatinzugänglichkeit erhöht und die Tumorheterogenität fördert. NGS-basierte Techniken ermöglichen eine präzisere Profilierung von ecDNA bei verschiedenen Krebsarten. ExoDNA, freigesetzt durch tumorabgeleitete Exosomen, wurde in Körperflüssigkeiten nachgewiesen und spiegelt die genetische Landschaft der Ursprungstumorzellen wider. Diskussion: Die flexible und mobile Natur von ecDNA erlaubt es Krebszellen, sich rasch anzupassen und Behandlungen zu widerstehen. Ihre Fähigkeit, Hubs zu bilden und mit Enhancer-Regionen zu interagieren, spielt eine zentrale Rolle bei der Veränderung der Genexpression. Zielgerichtete therapeutische Strategien gegen ecDNA werden derzeit untersucht und könnten neue Wege in der personalisierten Krebstherapie eröffnen. Fazit: EcDNA stellt einen vielversprechenden Biomarker und therapeutischen Angriffspunkt in der Onkologie dar. Fortschritte in der Sequenzierung und integrativen Analyse bieten neue Möglichkeiten, die Tumorevolution zu verstehen und wirksamere, maßgeschneiderte Interventionen zu entwickeln.