Dokument: Establishment of a Novel Technique Termed GIPFEL to Determine the Frequency of ETV6-RUNX1 Fusions in Healthy Newborns and Analysis of Cooperating Oncogenic Lesions Leading to ETV6-RUNX1 Positive Childhood Leukemia

Titel:	Establishment of a Novel Technique Termed GIPFEL to Determine the Frequency of ETV6-RUNX1 Fusions in Healthy Newborns and Analysis of Cooperating Oncogenic Lesions Leading to ETV6-RUNX1 Positive Childhood Leukemia
Weiterer Titel:	Etablierung einer neuen Methode namens GIPFEL zur Bestimmung der Frequenz von ETV6-RUNX1-Fusionen in gesunden Neugeborenen und Analyse kooperierender onkogener Läsionen, die zu ETV6-RUNX1-positiver pädiatrischer Leukämie führen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=44612
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20180111-134946-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Schäfer, Daniel [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 6,61 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 10.01.2018 / geändert 10.01.2018
Beitragende:	Univ. Prof. Dr. med Arndt Borkhardt [Betreuer/Doktorvater] Univ. Prof. Dr. med Arndt Borkhardt [Gutachter] Prof. Dr. Martin, William [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is often defined by genetic susceptibility factors and subsequently acquired somatic mutations. One of the most common genetic susceptibility factors is the presence of a chromosomal translocation. The most frequent one in pediatric ALL is the t(12;21)(p13;q22) translocation, resulting in the ETV6-RUNX1 fusion gene. This translocation predominantly arises in utero and requires secondary mutations for leukemia development. Even though the rates of pediatric ETV6-RUNX1 positive leukemia are known, the frequency of this fusion among healthy newborns is disputed. Therefore, in this study a new screening method to identify chromosomal translocations was developed. This method, termed “Genomic Inverse PCR for Exploration of Ligated Breakpoints” (GIPFEL), was established with the help of the most common translocations in pediatric ALL. It could be shown that GIPFEL is sensitive and specific to the investigated translocations. With the help of GIPFEL, it was possible to determine the frequency of the ETV6-RUNX1 fusion in 1,000 umbilical cord bloods of healthy Danish newborns. It was found that 5% of the cord blood samples harbored the ETV6-RUNX1 fusion. Not only did this support previous findings, the frequency in this study even exceeded the ones described by these works. Additionally, ETV6-RUNX1 positive ALL was further characterized using a mouse model and a human cohort. Histone related genes, especially members of the KDM histone demethylase family, were affected in many tumor samples. Additionally, the leukemic ETV6-RUNX1 positive mice showed higher levels of DNA methylation, potentially leading to misregulation of transcription. Taken together, a new powerful screening method for chromosomal translocations was established, and it could be shown that the frequency of the t(12;21)(p13;q22) translocation, leading to the ETV6-RUNX1 fusion, is 500 times higher in the investigated cohort than the respective leukemia incidence. This finding has a major impact on how to proceed after detection of the ETV6-RUNX1 fusion in healthy children, because the better part of them is going to stay leukemia free. Akute lymphoblastische Leukämie (ALL) ist oftmals durch eine genetische Prädisposition und später erworbene somatische Mutationen gekennzeichnet. Eine der häufigsten genetischen Prädispositionen ist dabei das Vorhandensein einer chromosomalen Translokation, wobei die t(12;21)(p13;q22)-Translokation, welche zur Entstehung des ETV6-RUNX1-Fusiongens führt, in pädiatrischer ALL am häufigsten vorkommt. Sie entsteht überwiegend in utero und führt erst in Kombination mit sekundären Mutationen zu Leukämie. Während die Häufigkeit der ETV6-RUNX1-positiven Leukämie bekannt ist, ist die Frequenz dieser Fusion bei gesunden Neugeborenen umstritten. Aus diesem Grund wurde im Rahmen dieser Studie eine neue Screening-Methode zur Identifizierung chromosomaler Translokationen entwickelt: „Genomic Inverse PCR for Exploration of Ligated Breakpoints“, kurz GIPFEL. Diese Methode wurde mit Hilfe der häufigsten Translokationen in pädiatrischer ALL etabliert und erwies sich als sensitiv und spezifisch für die untersuchten Translokationen. Durch die Anwendung von GIPFEL war es möglich, die Frequenz der ETV6-RUNX1-Fusion im Nabelschnur-Blut von 1.000 gesunden dänischen Neugeborenen zu bestimmen. Dabei zeigte sich, dass 5% der Blutproben die Fusion trugen. Dieser Befund stützt nicht nur die bisher beschriebenen Häufigkeiten, vielmehr übertrifft er diese sogar. Des Weiteren konnte die ETV6-RUNX1-positive ALL unter Verwendung eines Mausmodells sowie einer menschlichen Kohorte weitergehend charakterisiert werden. So erwiesen sich Histon-betreffende Gene, insbesondere solche der KDM-Histon-Demethylase-Familie, in zahlreichen Tumorproben als von Mutationen betroffen. Darüber hinaus zeigten die leukämischen ETV6-RUNX1-positiven Mäuse eine höhere DNA-Methylierungsrate, durch welche es möglicherweise zu einer transkriptionellen Fehlregulation kommt. Zusammenfassend wurde mit GIPFEL eine neue leistungsstarke Screening-Methode für chromosomale Translokationen etabliert. Durch ihre Verwendung konnte gezeigt werden, dass die Häufigkeit der t(12;21)(p13;q22)-Translokation, welche zur ETV6-RUNX1-Fusion führt, in der untersuchten Kohorte 500-mal höher als die entsprechende Leukämie-Inzidenz ist. Diese Erkenntnis hat einen großen Einfluss auf die Vorgehensweise nach Feststellung einer ETV6-RUNX1-Fusion bei gesunden Kindern, da der Großteil von ihnen im Laufe ihres Lebens nicht an Leukämie erkranken wird.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	11.01.2018
Dateien geändert am:	11.01.2018
Promotionsantrag am:	09.06.2017
Datum der Promotion:	07.08.2017