Dokument: Molekulare und funktionelle Charakterisierung differentiell methylierter Kandidatengene in IDH1-mutierten Gliomen

Titel:	Molekulare und funktionelle Charakterisierung differentiell methylierter Kandidatengene in IDH1-mutierten Gliomen
Weiterer Titel:	Molecular and functional characterisation of differentially methylated genes in idh1 mutant glioma
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=57250
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20210907-094714-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Weber, Marc Maximilian [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 3,88 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 25.08.2021 / geändert 25.08.2021
Beitragende:	Prof. Dr. Reifenberger, Guido [Gutachter] Dr. med. habil. Beez, Thomas [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Bösartige Gliome sind die häufigsten primären Hirntumoren im Erwachsenenalter. Trotz eines multimodalen Therapieansatzes, ist es bisher nicht gelungen Patienten bösartigen Gliomen zu heilen. Fortschritte in der molekularen Diagnostik hirneigener Tumore erlauben es heutzutage, Gliome anhand molekularer Marker genauer zu differenzieren und Prognose sowie Therapieerfolg für jeden Patienten individuell besser abzuschätzen. Einer der wichtigsten molekularen Marker ist das Vorliegen von Mutationen im Gen für die Isocitratdeyhdrogenase 1 (IDH1). Die Funktionsänderung dieses Enzyms, führt zu einer intrazellulären Veränderung der DNA-Methylierung. Es kommt zu Hypermethylierung der DNA, welche wiederum Einfluss auf die Expression verschiedener Gene hat. Ziel dieser Arbeit ist es, in Abhängigkeit vom IDH1-Mutationstatus in Gliomen differentiell methylierte Kandidatengene zu finden und deren funktionelle Auswirkungen in vitro zu evaluieren. Durch bioinformatische Auswertungen von Datensätzen aus der The Cancer Genome Atlas (TCGA)-Datenbank gelang es, zwölf Kandidatengene zu identifizieren, welche eine differentielle Promotormethylierung in Abhängigkeit vom IDH1-Status aufwiesen. RT-PCR-Analysen in einer Kohorte von Gliomen zeigten eine signifikant höhere Expression der Gene SMOC1, BCAN und GNMT in IDH1-mutierten Gliomen. Das bisher nur wenig erforschte Kandidatengen SMOC1 wurde für weitere molekulare und funktionelle Untersuchungen ausgewählt. Dabei konnten Western Blot-Untersuchungen zeigen, dass eine IDH1-Mutation in vitro ausreichend ist, um eine erhöhte SMOC1-Sekretion zu induzieren. Mit Hilfe einer durch Klonierung neu etablierten SMOC1-überexprimierenden Glioblastomzelllinie wurde der Einfluss von SMOC1 auf die Proliferation von Gliomzellen und deren Sensitivität gegenüber Chemotherapie mit Etoposid und Gemcitabin und eine mögliche Beeinflussung des BMP-2- sowie TGF-β1-Signalweges analysiert. Hierbei zeigte sich weder ein Einfluss der SMOC1-Expression auf den BMP-2 und TGF-β1 Signalweg, noch auf die Zellproliferation. Es ließ sich jedoch eine verminderte Sensitivität gegenüber den Chemotherapeutika Etoposid und Gemcitabin nachweisen. In dieser Dissertationsarbeit wurden neue interessante Kandidatengene identifiziert, die eine differentielle Expression in IDH1-mutierten Gliomen aufweisen. Die differentiell exprimierten Matrixproteine SMOC1 und BCAN werfen die Frage nach Bedeutung der IDH1-Mutation für die Tumormikroumwelt auf, eine bisher kaum erforschte Fragestellung. Insbesondere die herabgesetzte Chemotherapeutikasensibilität durch SMOC1-Expression machen SMOC1 zu einem interessanten Kandidaten für weitergehende Untersuchungen The most common tumors of the central nervous system are gliomas. Despite multimodal therapy, including resection, radiation and chemotherapy, these tumors have an overall poor prognosis. Progress in the field of molecular diagnostics and the discovery of novel biomarkers led to a better understanding and classification of these tumors. Therefore, it is possible to predict life expectancy and effectiveness of certain therapies. In the majority of diffuse and anaplastic gliomas mutations in the isocitratdehydrogenases 1 (IDH1) gene are found. Thus, presenting one of the most important newly found molecular markers. A point mutation of codon 132 in IDH1 leads to a change in the protein function. Instead of catalyzing the reaction of isocitrate to alpha-ketogluterate (aKG), IDH1 turns aKG into 2-hydroxygluterate. This causes changes in DNA methylation of the tumors which can lead to a differential gene expression. Aim of this work is to find differentially methylated genes in IDH1 mutant gliomas and to explore their functional impact on glioma cells. Through bioinformatic analysis using data from The Cancer Genome Atlas (TCGA) we found 12 differentially methylated genes for further research. Real-time PCR revealed a significant higher mRNA expression of the genes SMOC1, BCAN and GNMT in IDH1-mutant gliomas. Furthermore, genes C11orf63, TGIF1, JAG1 und NFKBIZ showed significantly lower mRNA expression in IDH1-mutant glioma. Since there is little known about the extracellular protein Sparc related modular calcium binding 1 (SMOC1), this protein was chosen for further investigations. IDH1 mutation alone was sufficient to cause an in vitro overexpression of SMOC1. Glioma cells overexpressing SMOC1 showed lower vulnerability towards the chemotherapeutics Etoposide and Gemcitabine. Expression of SMOC1 did not alter cell proliferation, BMP-2 (Bone morphogenetic protein 2) or TGF-β1 (Transforming growth factor 1) signaling significantly in vitro. Further investigations are needed to explore the regulation of SMOC1 and how it alters sensitivity towards chemotherapeutic agents like Etoposide and Gemcitabine in glioma.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	07.09.2021
Dateien geändert am:	07.09.2021
Promotionsantrag am:	07.02.2021
Datum der Promotion:	19.08.2021