Nachweis und Charakterisierung von Mutationen des Epidermalen Wachstumsfaktorrezeptorgens (EGFR) und benachbarter Sequenzen auf Chromosom 7p beim Mammakarzinom

Der Epidermale Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGFR) ist ein 170 kDa Plasmamembran-gebundener Rezeptor mit intrinsischer Tyrosinkinaseaktivität, die in der intrazellulären Domäne lokalisiert ist. Er spielt eine wichtige Rolle in der Kontrolle des Wachstums und der Differenzierung vieler Zellarten. Das egfr Gen wurde auf dem Chromosom 7 im Bereich p13®p12 lokalisiert. Die Amplifikation des Gens bildet, neben Deletionen, die das Ableseraster nicht verändern, die häufigste nachgewiesene Aberration des Gens in Tumoren. Eine systematische Untersuchung welche chromosomalen Deletionen des Chromosom 7p mit dem egfr Locus als Zentrum beim Mammakarzinom auftreten und welche Bedeutung diese für die Genregulation des egfr haben ist bisher nicht durchgeführt worden. In klinischen Studien war eine Amplifikation/Überexpression des EGFR mit einer schlechten Prognose oder erhöhter Therapieresistenz des Mammakarzinoms assoziiert. Mutierte EGF-Rezeptoren wurden bisher ausschließlich im Zusammenhang mit amplifizierten Genen bzw. Genabschnitten, also in überexprimierenden Zellen beschrieben. Die Überexpression kann jedoch ebenso durch eine hochregulierte Expression von positiven Transkriptionsfaktoren oder die Deaktivierung von Transkriptionrepressoren verursacht werden. Eine ca. 4 kbp lange, den Promoter, Exon 1 und Intron 1 umfassende Sequenz des egfr enthält regulative Elemente (Enhancer) und G-reiche Sequenzen, die die Sekundärstruktur der DNA und damit ihre Verfügbarkeit für Rekombinasen und Transkriptionsfaktoren bestimmen. Diese Strukturen können zusammen mit einer differentiellen Methylierung und einer Interaktion mit trans-aktivierenden Elementen eine allelspezifische Deletion von egfr Sequenzen hervorrufen oder darüber hinaus als Imprinting-Zentrum für Chromosom 7p wirken. Unsere ersten experimentellen Ergebnisse und Ergebnisse aus klinischen Studien erhärten diese Annahme. Der Einfluß polymorpher Sequenzen im Intron 1 des EGFR auf die Transkriptionsaktivität der Exon1-Region des Gens wurde von uns mittels run-off Assays und Ribonuklease Protection Assay (RPA) bestimmt. Als Voraussetzung dazu haben wir eine "PCR Klonierung" der ca. 4000 Basen umfassenden Region des EGFR etabliert, die alle regulativen Elemente dieser Sequenz enthält. Ferner haben wir für die zellbiologische Charakterisierung von primären Zellen und Zellinien mit erbB Expression ein in vitro Modelle für die Extravasation entwickelt.

Drittmittelgeber:

IMFund Stiftung

Beteiligte Wissenschaftler:

PD Dr. rer. nat. Burkhard Brandt, Dr. med. Horst Bürger, Dr. Krzysztof Bielwaski, Dr.med. Almuth Böcker, Porf. Dr. med. Ralf J. Lelle', Prof. Dr. med. Werner Böcker

Veröffentlichungen:

Gebhardt, F., K.S. Zänker, B. Brandt: Modulation of epidermal growth factor receptor gene transcription by a polymorphic dinucleotide repeat in intron 1. J. Biol. Chem., 274, 13176-13180, 1999

Gebhardt, F., A. Rötger, K.S. Zänker, B. Brandt: Regulation of epidermal growth factor receptor expression in human carcinoma cell lines by structurally different 5'-transcripts. Proc. Amer. Assoc. Cancer Res. 38, 184, 1997

Buerger, H., F. Gebhardt1, H. Schmidt1, A. Beckmann1, K. Hutmacher1, R. Simon, R. Lelle2, W. Boecker, B. Brandt1: Length and loss of heterozygosity of an intron 1 polymorphic sequence of egfr is related to cytogenetic alterations and EGFR-expression, Cancer Res. in revision.