Dokument: Mutational analysis of high-risk pediatric tumors

Titel:	Mutational analysis of high-risk pediatric tumors
Weiterer Titel:	Mutationsanalyse von pädiatrischen Hochrisikotumoren
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=59111
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20220323-094934-8
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Chiu, Celine [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,55 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 16.03.2022 / geändert 16.03.2022
Beitragende:	Prof. Dr. Borkhardt, Arndt [Gutachter] Prof. Dr. Wieczorek, Dagmar [Gutachter]
Stichwörter:	Pädiatrie, Onkologie, Genetisches Mutationsspektrum, ALL
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die akute lymphatische Leukämie ist eine der häufigsten Krebserkrankungen im Kindesalter mit einer prinzipiell sehr guten Prognose. Jedoch gibt es Patienten, die beispielsweise aufgrund von schlechtem Ansprechen auf die initiale Therapie oder aufgrund eines aggressiven Subtyps der Erkrankung einen progredienten, therapierefraktären Krankheitsverlauf erleiden. Zusätzlich kann es nach initialer Remission zu einem Rezidiv der Erkrankung kommen, sodass eine allogene Stammzelltransplantation (allo-SCT) indiziert sein kann. Wenn ein weiteres Rezidiv nach allogener Stammzelltransplantation auftritt, ist das Gesamtüberleben mit nur etwa 8% sehr unbefriedigend. Diese multi-rezidivierenden Leukämien sind sehr aggressiv und aufgrund von dann limitierten Therapieoptionen schwierig zu behandeln. Bisher gibt es in solchen Fällen noch kein etabliertes Therapieregime. Eine zweite allogene Stammzelltransplantation kann durchgeführt werden, jedoch sollte vorher zumindest eine morphologische, besser eine molekulare Remission erreicht werden. Auch wenn diese multi-rezidivierenden Leukämien sehr selten sind, ist es von essentieller Bedeutung, ihre Biologie zu verstehen und ihre genetischen Veränderungen zeitnah nach Diagnosestellung zu identifizieren, um individuelle Therapieansätze zu ermöglichen. Um sich dieser Fragestellung zu nähern, wurde eine Gesamtexomsequenzierung der leukämischen Blasten von drei Kindern mit Rezidiv nach zweimaliger allogener Stammzelltransplantation durchgeführt, um das Mutationsspektrum zu jedem Stadium der Erkrankung (initiale Diagnose, erstes Rezidiv, Rezidiv nach allogener Stammzelltransplantation, Rezidiv nach zweiter Stammzelltransplantation) zu charakterisieren und um genetische Veränderungen zu identifizieren, die potentiell therapierbare Angriffspunkte darstellen. Es konnte gezeigt werden, dass ALL-Rezidive nach zweiter allogener Stammzelltransplantationen sehr individuell sind und ein großer Unterschied auf Mutationsebene zwischen den Patienten besteht. Viele Mutationen sind nur individuell auf einen Patienten beschränkt oder exklusiv für jede Stufe der Erkrankung, was die Plastizität der genetischen Veränderungen während der Leukämie-Progression betont. Dies hebt die Notwendigkeit hervor, bei jedem Patienten immer das aktuellste Leukämierezidiv für eine entsprechend angepasste Therapie zu untersuchen. Zusätzlich konnte festgestellt werden, dass sogar im zweiten Rezidiv nach Stammzelltransplantation genetische Veränderungen gefunden werden konnten, die potentiell therapierbar sind. Wir validierten diese Mutationen mittels Sanger-Sequenzierung. Wir klonierten diese mutierten Gene in den Expressionsvektor PMC3, um zukünftige funktionelle Assays in BA/F3-Zellen zu ermöglichen. Der folgende Abschnitt wurde publiziert in Chiu et. al 2019 [1] Wie bereits erwähnt, ist die akute lymphatische Leukämie die häufigste Krebserkrankung im Kindesalter. Das Medulloblastom wiederum ist der häufigste bösartige Hirntumor im Kindesalter. Diese hochmaligne Neubildung tritt meist vor dem 10. Lebensjahr und häufiger bei Jungen auf. Die ereignisfreie 5-Jahres-Überlebensrate beim Medulloblastom mit hohem Risiko ist mit 62% trotz einer multimodalen Therapie mit chirurgischer Resektion, Bestrahlung und Chemotherapie unbefriedigend. Wir berichten über den Fall eines Jungen, der von konsanguinen Eltern geboren wurde. Auffallend war, dass er mehrere Café-au-lait-Flecken hatte. Im Alter von 3 Jahren wurde bei ihm ein metastasiertes Medulloblastom diagnostiziert. Der Patient starb nur 11 Monate nach der Diagnose eines fulminanten Rezidivs, das sich als meningeale und spinale Ausbreitung darstellte. Eine Ganzexom-Sequenzierung der Keimbahn-DNA wurde eingesetzt, um die diesem mutmaßlichen Krebssyndrom mit der Kombination von Medulloblastom und Hautveränderungen zugrunde liegende Mutation zu erkennen. Nachdem wir alle homozygoten Gen-SNVs gescreent hatten, identifizierten wir eine Mutation des Gens SON, eines essentiellen Proteins in der Zellzyklusregulation und der Zellproliferation, als wahrscheinlichste genetische Ursache. Acute lymphoblastic leukemia (ALL) represents the most frequent childhood cancer with a usually very favorable prognosis. However, there are patients, who suffer from treatment refractory disease of an aggressive subtype. In addition, a relapse of the disease can occur, so that an allogenic stem cell transplantation (allo-SCT) is indicated. If another relapse occurs after first allo-SCT, the overall survival rate is very poor (around 8 %). These multi-relapsed leukemias are very aggressive and difficult to treat with fairly limited therapeutic options. There are currently no established therapies available in this scenario. A second allo-SCT can be performed but only after at least a morphologic, better a molecular remission has been achieved. Even though these multi-relapsed leukemias are very rare, it is of crucial importance to understand their biology and to detect leukemic mutations fast to enable individualized therapeutic approaches. To address this clinical need, whole exome sequencing (WES) of leukemic blasts of three children with relapses following second allo-SCTs was performed to characterize the mutational spectrum at each step of the disease (initial diagnosis, first relapse, relapse after first allo-SCT, and relapse after second allo-SCT) and to identify genetic alterations that represent potentially druggable targets. We can show that ALL relapses after two allo-SCTs are highly individual displaying a high diversity between patients. Many mutations are patient-individual and/or exclusive to each step of the disease, which underlines the plasticity of genetic lesions during leukemia progression. That emphasizes the need to always analyze the most current relapse sample in every patient to find an appropriate therapy. Additionally, even in the final relapses, alterations were identified, that are potentially treatable and described as malignant. These mutations were validated by Sanger sequencing. We cloned these mutated genes into the expression vector PMC3 to enable future functional assays in BA/F3 cells. The following paragraph was published in Chiu et al., 2019 [1]: As mentioned earlier, ALL represents the most frequent childhood cancer. As far as solid tumors are concerned, medulloblastoma is the most frequent malignant brain tumor in childhood. This highly malignant neoplasm occurs usually before ten years of age and more frequently in boys. The 5-year event-free survival rate for high-risk medulloblastoma is low at 62% despite multimodal therapy including surgical resection, radiation therapy and chemotherapy. We report the case of a boy, who was born to consanguineous parents. Prominently, he had multiple café-au-lait spots. At the age of three years, he was diagnosed with a high-risk metastatic medulloblastoma. The patient died only eleven months after diagnosis of a fulminant relapse presenting as meningeal and spinal dissemination. Whole-exome sequencing of germline DNA was employed to detect the underlying mutation for this putative cancer syndrome presenting with the combination of medulloblastoma and skin alterations. After screening all possible homozygous SNVs, we identified a mutation in SON, an essential protein in cell cycle regulation and cell proliferation, as the most likely genetic cause.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	23.03.2022
Dateien geändert am:	23.03.2022
Promotionsantrag am:	17.09.2021
Datum der Promotion:	15.03.2022