Molekulare Genetik von Knochentumoren und kindlichen Weichgewebstumoren

Ziele der Forschungsarbeiten waren die zum einen die umfassende Evaluation molekularzytogenetischer bzw. genetischer Aberrationen von Knochentumoren und kindlichen Weichgewebstumoren, zum anderen die Einordnung der erhobenen Daten hinsichtlich ihrer diagnostischen und prognostischen Wertigkeit. Die Analyse genetischer Aberrationen wurde schwerpunktmässig mit Hilfe der komparativen genomischen Hybridisierung (CGH) durchgeführt. a) Knochentumoren: Bei der Diagnostik matrixbildender Knochenläsionen treten nicht selten Schwierigkeiten in der Abgrenzung hochmaligner Osteosarkome von gutartigen Knochenläsionen auf. Durch den Einsatz der CGH sollte versucht werden, charakteristische Unterschiede der jeweiligen Tumorentitäten herauszustellen, die eine bessere Abgrenzung der Tumoren auch auf DNA-Level ermöglichen. Zur Studie der jeweiligen genetischen Aberrationen haben wir medulläre high grade Osteosarkomesowie gutartige matrixbildende Knochenläsionen mit Hilfe der CGH auf chromosomale Aberrationen untersucht. Unsere CGH Ergebnisse weisen auf ein hohes Maß genetischer Instabilität beim Osteosarkom hin. Es ließen sich zahlreiche rekurrente Aberrationen - insbesondere Genamplifikationen - beobachten, die Hinweise auf die Beteiligung bestimmter Gene in der Biologie von Osteosarkomen geben. Die Vielzahl nachweisbarer genetischer Veränderungen beim Osteosarkom grenzt diese Tumorentität zytogenetisch deutlich von den teilweise morphologisch ähnlichen aber gutartigen matrixbildenden Knochenläsionen ab. Daher ist schon jetzt die CGH als Hilfsmittel in der Diagnostik schwer beurteilbarer Knochentumoren denkbar? b)Weichgewebstumoren: Es wurden Studien an verschiedenen Entitäten solider maligner Weichgewebstumoren des Kindesalters(Rhabdomyosarkome, Neuroblastome, Synovialsarkome) durchgeführt. In Untersuchungen an Rhabdomyosarkomen (RMS) konnten wir durch Einsatz der CGH zeigen, daß embryonale und alveoläre RMS genotypisch distinkte Tumorentitäten darstellen, charakterisiert durch typische, meist ganze Chromsomen betreffende DNA-Sequenz Zugewinne auf Seiten der eRMS sowie genomische Amplifikationen auf Seiten der aRMS. Die CGH Analyse bietet sich somit auch hier als ein verläßliches Hilfsmittel bei der histologisch oft schwierigen Klassifizierung der RMS an. Ein besonderer Schwerpunkt unserer Arbeit lag in der Evaluation molekularzytogenetischer Aberrationen des Neuroblastomes und deren Bedeutung für die Prognose von Neuroblastom-patienten. Diese Untersuchungen wurden zunächst in eigenen Analysen an Patienten aus der deutschen Neuroblastomstudie durchgeführt. Weitergehende Arbeiten erfolgten dann im Rahmen einer neu eingerichteten europäischen Multicentre Studie. Die hier zusammengeführten Daten aus sieben unterschiedlichen europäischen Arbeitsgruppen umfassten Ergebnisse aus klassisch zytogenetischen Versuchsansätzen, Ploidiebestimmungen sowie unterschiedlichen Hybridisierungstechniken. Diese Daten wurden mit klinischen Verläufen von mehreren Hundert Neuroblastompatienten korreliert. Innerhalb der heterogenen Gruppe von Neuroblastomen konnten verschiedene genetische Subgruppen definiert werden, wobei gezielte Untersuchungen eine hohe prognostische Relevanz von Chromosom 17 Aberrationen belegen konnten.

Drittmittelgeber:

IMF-Förderung der WWU Münster

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. Christian Brinkschmidt, Dipl.-Biol. Ronald Simon, Dr. Christopher Poremba, Dr. Horst Bürger, Dr. Karl-Ludwig Schäfer, PD Dr. Barbara Dockhorn-Dworniczak, Prof. Dr. Heribert Jürgens (Klinik für pädiatrische Hämatologie und Onkologie), Prof. Dr. Winfried Winkelmann (Klinik für Orthopädie)

Veröffentlichungen:

Brinkschmidt, C., H. Christiansen, H.J. Terpe, R. Simon, W. Boecker, F. Lampert, et al.: Comparative genomic hybridization (CGH) analysis of neuroblastomas - an important methodological approach in paediatric tumour pathology. J Pathol 1997; 181:394-400

Brinkschmidt, C., C. Poremba, H. Christiansen, R. Simon, K.L. Schäfer, H.J. Terpe, F. Lampert, W. Böcker, B. Dockhorn-Dworniczak: Comparative genomic hybridization and telomerase activity analysis identify two biologically different groups of 4s neuroblastoma.Br J Cancer, 1998, 77 (12): 2223-2229

Brinkschmidt, C., S. Blasius, H. Bürger, R. Simon, R. Diallo, A. Battmann, W. Winkelmann, W. Böcker, B. Dockhorn-Dworniczak: Novel amplicons in high-grade medullary osteosarcomas detected by comparative genomic hybridization (CGH). Verh.Dtsch-Ges-Path, 1998, 82:184-88

Brinkschmidt, C., C. Poremba, K.L. Schäfer, R. Simon, H. Jürgens, W. Böcker, B. Dockhorn-Dworniczak: Chromosome 11 alterations in embryonal and alveolar Rhabdomyosarcoma. Verh.Dtsch-Ges-Path, 1998, 82: 210-214

Dockhorn-Dworniczak, B., R. Simon, C. Brinkschmidt, C. Poremba, W. Boecker: Molekularbiologie maligner Tumorerkrankungen. Onkologe, 1998, 4: 671-681

Brinkschmidt, C., H. Christiansen, H.J. Terpe, R. Simon, F. Lampert, W. Böcker, B. Dockhorn-Dworniczak: Distal chromosome 17 gains in neuroblastomas, detected by comparative genomic hybridization (CGH) are associated with poor clinical outcome. Eur J Cancer, 1999 (Suppl.), in press

Bown, N., S. Cotterill, M. Lastowska, S. O'Neill, A. Pearson, J.C. Nicholson, D. Plantaz, M. Meddeb, G. Danglot, A. Bernheim, C. Brinkschmidt, H. Christiansen, D. Betts, J. Vandesompele, N. Van Roy, F. Speleman: Gain of chromosome 17q is the most powerful predictor of adverse outcome in neuroblastoma: European multicentr study of 313 tumours. N Engl J Med, 1999, accepted for publication

Vandesompele, J., F. Speleman, N. Van Roy, G. Laureys, C. Brinkschmidt, H. Christiansen, F. Lampert, M. Lastowska, N. Bown, A. Pearson, J.C. Nicholson, F. Ross, V. Combaret, O. Delattre, B.G. Feuerstein, D. Plantaz: Multicentre analysis of patterns of DNA gains and losses in 204 neuroblastoma tumours: How many genetic subgroups are there? Eur J Cancer, 1999(Suppl.), in press