Dokument: Mutationsanalysen zirkulierender Tumorzellen bei Mammakarzinom-Patientinnen
| Titel: | Mutationsanalysen zirkulierender Tumorzellen bei Mammakarzinom-Patientinnen | |||||||
| Weiterer Titel: | Mutational analysis of CTC in metastatic breast cancer patients | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=49506 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20190508-130350-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Schömer, Susanne [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. rer. nat. Neubauer, Hans [Gutachter] Prof. Dr. Homey, Bernhard [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | CTC, Mammakarzinom, PIK3-Signalweg | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Das Mammakarzinom ist mit 71 640 Neuerkrankungen jährlich die häufigste Tumorerkrankung von Frauen in Deutschland. Der Großteil der Todesfälle wird nicht durch den Primärtumor, sondern durch dessen Metastasierung in andere Organe verursacht. Die nach Ablösung vom Primärtumor im Blut zirkulierenden Tumor- zellen (CTC) erfahren derzeit große Aufmerksamkeit in Klinik und Forschung. Aktuell wurde die hohe Relevanz der CTC als prognostischer Marker in Bezug auf das Gesamtüberleben, die Länge des progressionsfreien Intervalls, sowie als Indikator für Therapieerfolg gezeigt. Primärtumor, metastatische Läsionen sowie CTC zeigen häufig eine Divergenz bezüglich der Expression molekularer Marker. Bisher beruht die Therapieentscheidung in den meisten Fällen ausschließlich auf den molekularen Merkmalen des Primärtumors. Die intratumorale Heterogenität und die Heterogenität zwischen Primärtumor, Metastasen und CTC kann aus kli- nischen Gründen oft nicht berücksichtigt werden. Die Analyse spezifischer Mar- ker von CTC ist im Hinblick auf diese Fragestellung von großer Bedeutung und könnte als „liquid biopsy“ Verwendung finden. Sie ist jederzeit einfach durchführ- bar und spiegelt den Status der Erkrankung zum Zeitpunkt der Blutentnahme wi- der.
Im Mittelpunkt dieser Arbeit stehen die Analyse und die Charakterisierung von CTC aus dem Blut von Patientinnen der DETECT III/IV-Studien mit metastasier- tem Mammakarzinom. Der Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf einer Muta- tion des Phosphatidylinositol-3-Kinase-(PIK3) Signalwegs. Dieser Signalweg ist wichtig für die Zelldifferenzierung und –proliferation. Aufgrund der Mutation des PIK3CA-Gens liegt der PI3K-Signalweg in vielen Tumorentitäten dysreguliert vor. Diese Dysregulation hat möglicherweise eine Resistenz gegen anti-Her-2/neu gerichtete Therapeutika zur Folge. In der vorliegenden Arbeit wird die Etablierung eines Arbeitsablaufes vorgestellt, der mittels CellSearch, CellCelector, Whole Genome Amplification (WGA), genspezifischer PCR und Sanger-Sequenzierung eine Charakterisierung von CTC in Bezug auf vier mögliche Hotspot-Mutationen im PIK3CA-Gen ermöglicht. Es wurden 55 CTC aus 9 Patientinnen analysiert. Patientin 8 zeigte auf 2 von 8 CTC eine Mutation des Hotspots E545K (Exon 9) und auf 3 von 8 CTC wildtypische DNA. Patientin 3 wies auf 5 von 22 CTC die Hotspot-Mutation E545A, auf 2 von 22 CTC die Mutation E545K (Exon 9) und auf 4 von 22 CTC wildtypische DNA auf. Es wurde eine Detektionsrate von 16,4% (9/55 CTC) erreicht, was dem ak- tuellen Standard anderer Arbeiten entspricht. Ebenfalls wurde der Nachweis er- bracht, dass Heterogenität bezüglich des Vorliegens der Hotspotmutationen innerhalb einer CTC-Population derselben Patientin bestehen kann. Diese Heterogenität bestätigt die Relevanz der Charakterisierung von CTC im Hinblick auf eine individualisierte Therapieentscheidung. Die Analyse der DNA Sequenz könnte in Zukunft neben dem PIK3CA-Gen auf andere therapeutisch relevante Gene wie PTEN oder ER ausgedehnt werden. Einen weiteren Schwerpunkt die- ser Arbeit bildet die Korrelation der Morphologie von CTC mit der Qualität der PCR-Produkte nach WGA. So kann in Zukunft früher abgeschätzt werden, welche Zellen eine hohe Qualität im weiteren Prozess zeigen werden, was die Effizienz des Arbeitsablaufes steigern wird. Die vorliegende Arbeit bildet die Grundlage zur Charakterisierung und Analyse von CTC auf Einzelzellebene am Beispiel des PIK3CA-Gens.With 71,460 new cases every year, breast cancer is the most common malignancy among women in Germany. Currently, circulating tumor cells (CTC) that shed from the primary tumor into the blood stream, are receiving great attention in clinical research. The high relevance of CTC as a prognostic marker in terms of progression-free and overall survival and as an indicator of treatment response has been already demonstrated in several studies. Primary tumor, metastatic lesions and CTC often show a divergence in the expression of molecular markers. However, the treatment decision is based mostly on the molecular characteristics of the primary tumor so far. The intratumoral heterogeneity and the heterogeneity between the primary tumor, metastases and CTC can often not be considered in this decision. Thus, direct analysis of molecular markers of CTC could be used as "liquid biopsy". This new biopsy would be easy to perform at any time and reflects the status of the disease in real-time. This work focuses on the analysis of CTC of metastatic breast cancer patients from the DETECT III / IV studies, in particular on the detection of mutations of the phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) pathway. The PI3K- /Akt pathway plays an important role in cellular processes such as cell differentiation and proliferation. Due to the mutation of the PIK3CA gene, especially mutations of the hotspot re- gions E545A / E545K / E542K and H1047R, on exons 9 and 20, the PI3K signal- ing pathway is often dysregulated. This may cause drug resistance, e.g. against human epidermal growth factor receptor 2 (HER2)-targeted therapy of breast cancer patients. The establishment of a workflow is presented in this work, which enables the detection of four possible hotspot mutations in the PIK3CA gene using Cell- Search®, CellCelector, Whole Genome Amplification (WGA), gene-specific PCR and Sanger sequencing. A total of 55 CTC from 9 patients were analyzed. In patient 8, a mutation of the E545K hotspot (exon 9) was detected on 2 out of 8 CTC, 3 out of 8 CTC showed wild-type DNA. On patient 3, the hotspot mutation E545A (exon 9) was found on 5 out of 22 CTC, the mutation E545K (exon 9) on 2 out of 22 CTC and wild-type DNA on 4 out of 22 CTC. Overall, a detection rate of 16.4% (9/55 CTC) was achieved, which corresponds to the current standard of other work. Also, the present work demonstrated that heterogeneity may exist within a CTC population of the same patient. This heterogeneity emphasizes the relevance of characterizing CTC for an individualized treatment decision that reflects the heterogeneous characteristics of CTC and the primary tumor. In the future, this analysis could be extended to other therapeutically relevant genes such as PTEN or ER. An additional focus of this work is the correlation of the morphology of CTC with the quality of PCR products after WGA. This correlation enables to estimate in advance which cells will show a high quality in the further process. The efficiency of the workflow can be significantly increased. By means of this work, the technical basis for the characterization and analysis of CTC at the sin- gle cell level could be established using the example of the PIK3CA gene. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 08.05.2019 | |||||||
| Dateien geändert am: | 08.05.2019 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 15.05.2018 | |||||||
| Datum der Promotion: | 07.05.2019 |
