Dokument: Detection and characterization of DNA structural variants in pediatric brain tumors using optical genome mapping

Titel:	Detection and characterization of DNA structural variants in pediatric brain tumors using optical genome mapping
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=72927
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20260416-132836-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Kubon, Nadezhda [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 24,67 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 13.04.2026 / geändert 13.04.2026
Beitragende:	Prof. Dr. Guido Reifenberger [Gutachter] Gunnar Klau [Gutachter]
Stichwörter:	Pediatric brain tumors, DNA copy number profile, Medulloblastoma, ATRT, Optical genome mapping, OGM, Structural variants
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Atypische teratoide und rhabdoide Tumoren (ATRT) und Medulloblastome (MB) sind maligne pädiatrische Hirntumoren, die nach unterschiedlichen und charakteristischen genetischen und epigenetischen Veränderungsmustern in verschiedene Subgruppen unterteilt werden. Neben Einzelnukleotidvarianten können größere strukturelle Genomvarianten (SVs), einschließlich Deletionen, Duplikationen, fokaler Genamplifikationen, Translokationen und Inversionen, zur Pathogenese von ATRT und MB beitragen. Während kleinere Variationen, die beispielsweise nur einzelne Nukleotide betreffen, durch Gen-Panel-basierte oder Exom- bzw. Genom-weite Next-Generation-Sequenzierung (NGS) mit hoher Präzision detektiert werden können, stellt die Erfassung größerer struktureller Variationen mittels „shortread“-basierter Sequenziertechnologien eine methodische Herausforderung dar. Hingegen weisen die klassischen, etablierten zytogenetischen Verfahren wie Karyotypisierung und Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) entweder eine geringe Sensitivität auf oder sind auf die Detektion vorab definierter SVs beschränkt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde zur Charakterisierung von SVs in ATRT und MB eine innovative und hochauflösende Methode zur genomweiten SV-Detektion, die optische Genomkartierung (OGM) von Bionano Genomics®, angewandt. Der Vergleich mit mikroarray-basierten DNA-Kopienzahlanalysen bestätigte, dass OGM zuverlässig genomweite Kopienzahlveränderungen in ATRT und MB detektiert. Darüber hinaus ermöglichte OGM die Identifizierung neuartiger genomischer Veränderungen, einschließlich chromosomaler Translokationen, potenzieller Genfusionen sowie weiterer SVs, die sowohl onkogene Treiber als auch nicht-kodierende genomische Regionen betrafen. Die erzielten Befunde lieferten neue Erkenntnisse zu den molekularen Mechanismen des Wachstums und der malignen Progression von ATRT und MB. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass OGM einen vielversprechenden und innovativen Ansatz zum umfassenden und spezifischen Nachweis struktureller Genomvarianten in pädiatrischen Hirntumoren darstellt. Medulloblastoma (MB) and atypical teratoid/rhabdoid tumor (ATRT), both malignant pediatric brain tumors, are classified into distinct subgroups/subtypes characterized by specific patterns of genetic and epigenetic alterations. In addition to single nucleotide variants (SNVs), larger structural variants (SVs) of DNA, including deletions, duplications, focal gene amplifications, translocations and inversions may contribute to ATRT and MB pathogenesis. However, comprehensive profiling for SVs is challenging, as established cytogenetic methods such as karyotyping and fluorescence in situ hybridization are limited by low sensitivity or restriction to detection of predefined SVs. Moreover, commonly used short-read gene panel or exome-wide next-generation sequencing may not reveal larger and complex SVs. To comprehensively characterize SVs in ATRT and MB, a novel technique for genome-wide SV detection was applied, namely optical genome mapping (OGM, Bionano Genomics®). OGM reliably detected genome-wide DNA copy number (CN) changes in ATRT and MB, as demonstrated by comparison to microarray-based DNA CN profiling. In addition, OGM allowed for the characterization of novel genomic alterations including chromosomal translocations, putative gene fusions and other SVs affecting cancer-associated genes as well as non-coding DNA segments, and revealed novel molecular alterations involved in ATRT and MB pathogenesis and tumor progression. Thus, OGM represents a promising novel approach for large-scale profiling of SVs in pediatric malignant brain tumors.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	16.04.2026
Dateien geändert am:	16.04.2026
Promotionsantrag am:	20.11.2025
Datum der Promotion:	30.03.2026