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Titel:Charakterisierung molekulargenetischer Prognosefaktoren auf dem kurzen Arm des Chromosoms 1 in humanen Meningeomen.
Autor:Lindner, Christine
Weitere Beteiligte: Bertalanffy, Helmut (Prof. Dr. med.)
Erscheinungsjahr:2004
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2004/0693
DOI: https://doi.org/10.17192/z2004.0693
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2004-06930
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):Characterisation of molecular prognostic markers on the short arm of chromosome 1p in human maningiomas.

Dokument

Schlagwörter:
Prognostic marker, Prognosefaktor, Deletion <Genetik>, Meningeom, Progression, ALPL, 1p deletion, 1-p-Deletion, ALPL, Meningioma

Zusammenfassung:
Meningeome, zumeist benigne Neoplasien des ZNS, stellen bis heute in manchen Fällen eine diagnostische und therapeutische Herausforderung dar: Zum einen ist für die kleine Gruppe der atypischen und anaplastischen Tumoren das Grading aufgrund histopathologischer Marker trotz revidierter WHO-Klassifikation schwierig. Zum anderen ist die Rezidivhäufigkeit auch benigner Tumorvarianten ein Problem. Sichere klinische und histopathologische Diagnosekriterien von prädiktivem Wert für Rezidivhäufigkeit und maligne Transformation sind bisher nicht bekannt. Deshalb haben Prognosefaktoren auf molekularer Ebene in letzter Zeit zunehmend an Bedeutung gewonnen. Als häufigste chromosomale Veränderung bei Meningeomen wurde die Monosomie 22 oder Teildeletion eines Chromosoms 22 entdeckt. Dabei scheint es sich um den primären Schritt zur Tumorentstehung zu handeln. Der zusätzliche Verlust genomischer Sequenzen auf 1p (LOH) scheint sich signifikant häufiger in atypischen und anaplastischen Meningeomen zu finden und wird deshalb als Prognosefaktor für malignes Wachstumsverhalten diskutiert. Ziel der vorliegenden Studie war die Expressionsanalyse 1p-spezifischer Transkripte, um funktionelle Konsequenzen von 1p-Deletionen in der Tumorprogression zu untersuchen und daraus diagnostische Marker zur besseren prognostischen Einschätzung zu gewinnen. Zur Validierung der m-RNA-Expression ergänzten eine Analyse der genomischen Ebene mit ausgewählten Mikrosatelliten-Markern und eine Proteinexpressionsanalyse die Untersuchung. Eine zusätzliche immunhistochemische Untersuchung der ALPL-Aktivität diente dazu, die molekulargenetischen Ergebnisse mit Hilfe einer leicht zugänglichen praktisch-diagnostischen Methode zu überprüfen. Die Ergebnisse der Transkriptionsanalyse zeigten Expressionsdefizite als Hinweis auf genomische Veränderungen gehäuft im Bereich der Gene ALPL, RAB3B und GADD45. Es konnten Zielbereiche der Deletion, aber kein einzelnes Zielgen definiert werden. Die deutliche Konzentration der Transkriptionsdefizite in den WHO II- und III-Tumoren bestätigte die von anderen Autoren beschriebene Progressionsassoziation der 1p-Alterationen in Meningeomen. Die Mikrosatellitenanalyse mit 1p-spezifischen Markern unterstützte den Verlust genomischer Sequenzen in diesem Bereich mit zunehmendem Malignitätsgrad. Die gute Korrelation der ALPL-Expression mit der Transkriptionsanalyse bestärkte die Hypothese genomischer Veränderungen des für ALPL kodierenden Gens im Rahmen der Tumorprogression. Die immunhistochemische Bestätigung eines progressionsassoziierten ALPL-Verlustes unterstützt die Erfassung eines molekulargenetischen Prognosefaktors mit Hilfe einer der Routinediagnostik leicht zugänglichen Methode. Dagegen ergaben sich für RAB3B divergente Ergebnisse, die auf komplexe Regulationsmechanismen hinweisen könnten. Die in der Studie nachgewiesenen 1p-spezifischen Transkriptionsdefizite werfen bei Annahme eines intakten Allels die Frage auf, welche molekularen Mechanismen zur vollständigen funktionellen Inaktivierung des Gens führen könnten. Eine mögliche Erklärung liefert Knudson s two-hit -Modell, die jedoch in Meningeomen bisher nicht bewiesen werden konnte. Wahrscheinlicher ist ein komplexer Prozess, der morphologische, funktionelle und regulatorische Alterationen auf mehreren Ebenen beinhaltet. Die prädiktive Bedeutung von 1p-Deletionen bei Meningeomen konnte in dieser Studie bestätigt werden. Wenn es gelänge, diese Erkenntnis im klinischen Alltag nutzbar zu machen, könnten insbesondere rezidivgefährdete Meningeompatienten davon profitieren.

Summary:
Meningiomas are slowly growing benign tumors of the central nervous system. In some cases they represent a diagnostic and therapeutic challenge: grading of atypical and anaplastic tumors by histopathological patterns can be difficult in spite of the modified WHO-classification. On the other hand the high recurrence rate of benign meningiomas can be a problem. Histological and clinical criteria predicting recurrence rate and malignant transformation are not well defined yet. For this reason molecular predictors became more important. Partial or complete loss of one chromosome 22 is known as the most common chromosome aberration in meningiomas and represents the decisive step to induce tumoral growth. Secondary loss of genomic sequences (LOH) on the short arm of chromosome 1 (1p) seems to be more frequent in atypical and anaplastic tumors and is discussed as a prognostic marker of malignancy in meningiomas. Aim of the present study was to evaluate molecular predictors of aggressive clinical behaviour by performing a transcriptional analysis of 1p specific genes. To confirm the results gained on mRNA level a LOH study and analysis of protein expression (western blot) was performed. In addition, immunohistochemical expression of tissue unspecific alkaline phosphatase (ALPL) was analysed to confirm the molecular genetic results by a rapid and practicable method. On transcriptional level accumulation of expression deficits was discovered in the genomic region of the genes ALPL, RAB3B and GADD45. A region of frequent genomic alterations could be defined, but no single candidate gene. Accumulation of transcriptional deficits on chromosome 1p in atypical and anaplastic tumors supported the biological meaning of 1p loss in meningioma progression as reported in the literature. The detected high correlation between loss of sequences on 1p and tumor progression in meningiomas was confirmed by the results of the LOH study. Correlation between ALPL-mRNA-expression and ALPL-protein-expression emphasised the hypothesis of genetic alterations in coding sequences during tumor progression. Immunohistochemistry for ALPL supplied evidence that the progression associated ALPL loss is well detectable by this practicable technique. Concerning RAB3B there were divergent results indicating complex regulatory mechanisms. Because of one intact allele heterozygous loss (LOH) of TSG is not expected to result in complete loss of mRNA expression. In the present study the second allele is assumed to be inactivated, the mechanism of inactivation is not yet explained. A possible explanation is Knudson s two-hit model that could be postulated but not proven in meningiomas. Probably the complete inactivation is not effect of microdeletion or mutation, but a complex regulatory effect. The predictive value of 1p-deletions for aggressive clinical behaviour in meningiomas could be confirmed in the present study. If it would be possible to use this prognostic relevant parameter in clinical routine, particular patients with recurrent or malignant meningiomas could profit.


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