Dokument: Analyse des Wnt-Signalweges in Keimzelltumoren des Kindesalters
| Titel: | Analyse des Wnt-Signalweges in Keimzelltumoren des Kindesalters | |||||||
| Weiterer Titel: | Analysis of the Wnt signaling pathway in childhood germ cell tumors | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=20639 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20120302-105853-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. Okpanyi, Vera [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Schneider, Dominik [Betreuer/Doktorvater] Prof. Dr. Wagner, Rolf [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Wnt-Signalweg, Keimzelltumoren, Kindesalter | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Keimzelltumoren des Kindesalters umfassen eine heterogene Gruppe von embryonalen Tumoren. Klinische, histopathologische und molekularbiologische Analysen dieser Tumoren legen nahe, dass maligne (bösartige) Dottersacktumoren im Vergleich zu benignen (gutartigen) Teratomen eine spätere Stufe in der Tumorentwicklung darstellen. Die Progression vom reifen oder unreifen Teratom bis hin zum Dottersacktumor geht mit einem Zugewinn charakteristischer chromosomaler Imbalanzen einher und verschlechtert die Prognose des Patienten entscheidend. Der Verlauf ist mit der Progression von benignen kolorektalen Adenomen zu malignen Karzinomen vergleichbar. Diese geht häufig mit Mutationen des Tumorsuppressorgens APC einher und resultiert in einer aberranten Aktivierung des kanonischen Wnt/ß-Catenin-Signalweges. Zu dessen zentralen biologischen Funktionen zählen unter anderem die Koordination der Embryonalentwicklung sowie die Kontrolle von Zellproliferation und Apoptose. Die aberrante, konstitutive Aktivierung des Wnt-Signalweges stellt einen der Hauptmechanismen in der onkogenen Transformation verschiedener Tumorentitäten, auch embryonaler Tumoren, dar und ist charakterisiert durch einen blockierten Abbau des Schlüsselproteins ß-Catenin. Als Ursache dafür sind Veränderungen auf verschiedenen regulatorischen Ebenen identifiziert worden. Hinsichtlich der Bedeutung des Wnt-Signalweges lagen bei der Pathogenese von Keimzelltumoren des Kindesalters nur wenige, zudem kontroverse Daten vor.
Um die klinisch fassbaren Schritte der Tumorprogression bei Keimzelltumoren molekularbiologisch zu charakterisieren, wurde im Rahmen dieser Arbeit Material von insgesamt 50 Patienten mit Keimzelltumoren unterschiedlicher histologischer Subentitäten analysiert. Die Tumoren wurden auf genetische und epigenetische Aberrationen sowie Expressionsmuster zentraler intra- und extrazellulärer Regulatoren des Wnt-Signalweges untersucht. Die in dieser Arbeit erhobenen Daten demonstrieren eine konstitutive Aktivierung des Wnt-Signalweges in Keimzelltumoren. Der Nachweis einer ß-Catenin-Akkumulation beschränkt sich jedoch auf einzelne Subentitäten und kann in nicht-seminomatösen Teratomen und Dottersacktumoren, nicht aber in Dysgerminomen erfolgen. Mutationen in den relevanten funktionellen Bereichen von ß-Catenin und APC wurden nicht nachgewiesen. Methylierungsspezifische PCR und Bisulfitsequenzierung zeigten eine aberrante APC-Promotorhypermethylierung in Dottersacktumoren, zum Teil assoziiert mit einem Allelverlust. Weiterführende Analysen identifizierten APC jedoch als nicht ursächlich verantwortlich für eine aberrante Aktivierung des Wnt-Signalweges in Keimzelltumoren. Durch den anschließend mittels quantitativer Real-Time PCR durchgeführten molekularbiologischen Vergleich der Tumorsubentitäten wurde eine differentielle Genexpression insbesondere von Wnt-Antagonisten deutlich. Während in Teratomen eine Regulierung der Wnt-Signalwirkung durch negative feed-back-Mechanismen denkbar ist, könnte die gleichzeitige Inhibition von Antagonisten wie WIF1 und DACT3 in Dottersacktumoren zur Malignisierung der Tumoren, und damit zu ihrer Progression beitragen. Die Repression des extrazellulären Wnt-Antagonisten SFRP2 in Dottersacktumoren konnte in funktionellen Analysen auf eine aberrante Hypermethylierung des Promotors zurückgeführt werden. Die immunhistochemische Identifizierung von EpCAM als tumorassoziiertes Antigen in Dottersacktumoren untermauert schließlich die Bedeutung des Wnt-Signalweges in Keimzelltumoren. Aus den Daten dieser Arbeit ergibt sich eine weiterführende und genauere tumorbiologische Differenzierung der Subentitäten von Keimzelltumoren bei Kindern und Jugendlichen. Die Ergebnisse bieten damit zum einen ein besseres Verständnis der Progressionsschritte vom Teratom zum Dottersacktumor und liefern zum anderen die Grundlage für weiterführende Analysen, die in biologischen Therapieansätzen insbesondere bei therapieresistenten Tumoren resultieren könnten.Childhood germ cell tumors constitute a heterogenous group of rare embryonal tumors. Clinical, histopathological as well as molecular biological analyses indicate that malignant yolk sac tumors represent a later stage in tumor development compared to benign teratomas. Clinical progression from teratoma to yolk sac tumor is genetically associated with a gain of characteristic chromosomal imbalances and determines patient’s prognosis. This pattern is highly similar to the clinical evolution from benign adenomatous polyps to malignant invasive and metastatic adenocarcinomas in the colon. In the latter, underlying alterations of the tumorsuppressor APC may result in an aberrant activation of the canonical Wnt/ß-catenin signaling pathway. Wnt signaling is required in embryonic development as well as in cell proliferation, differentiation and apoptosis. Aberrant, constitutive activation is a frequent event in the development and progression of multiple tumor entities, including embryonal tumors. Caused by changes at different regulatory levels, the Wnt signaling cascade is characterized by a blocked degradation of ß-catenin. So far, merely preliminary and controversial data have been reported on the potential impact of Wnt signaling on the pathogenesis of childhood germ cell tumors. To extend the hitherto existing data, we aimed to further characterize the clinical progression events in germ cell tumors. Therefore, we performed a comprehensive genetic, epigenetic and expression analysis of central intra- and extracellular Wnt regulators on different histological tumor entities of 50 patients. The results demonstrate a constitutive Wnt activation in specific germ cell tumor subentities. Nuclear ß-catenin translocation could be detected in non-seminomatous teratomas and yolk sac tumors, but not in germinomas, respectively dysgerminomas. Mutations in the relevant functional areas of ß-catenin and APC were not observed. Methylation sensitive PCR and bisulfite genomic sequencing revealed aberrant APC promotor hypermethylation in yolk sac tumors, to some extend associated with allelic loss. Nevertheless, additional analyses let us suggest that APC is unlikely to be solely responsible for activation of the Wnt pathway. Subsequent comparison of different tumor entities by quantitative real-time PCR revealed differential gene expression levels in particular of Wnt antagonists. Negative feedback control mechanisms in teratomas possibly regulate Wnt signaling, while simultaneous inhibitions of Wnt antagonists as WIF1 and DACT3 in yolk sac tumors potentially contribute to the malignant transformation of the tumors. In functional analyses we identified aberrant methylation of the SFRP2 promotor to be responsible for the repression in yolk sac tumors. Immunohistochemical identification of EpCAM as tumor-associated antigen in yolk sac tumors finally highlights the significance of the Wnt pathway in germ cell tumors. In summary, the results offer a more precise tumorbiological distinction of specific subentities of childhood germ cell tumors. This analysis may contribute to a better understanding of the progression steps from teratoma to yolk sac tumor. Moreover, the results also establish a basis for further molecular biological and functional analyses which could potentially result in therapy strategies in particular for therapy-resistant tumors. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 02.03.2012 | |||||||
| Dateien geändert am: | 06.03.2012 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 13.05.2011 | |||||||
| Datum der Promotion: | 22.06.2011 |
