Zytogenetische Untersuchungen zum Nachweis von Tumorheterogenität bei Harnblasenkarzinomen

Tumoren wachsen in der Regel klonal, d.h. sie können aus einer einzelnen maligne entarteten Zelle entstehen. Zur Ausprägung des vollen malignen Phänotyps benötigt jedoch eine Zelle je nach Tumorentität von zwei bis zu sieben spezifische Mutationen in ihrem Genom. Man geht deshalb bei der Entstehung von menschlichen Tumoren von der sog. Mehrschrittkanzerogenese aus. Die sukzessiv auftretenden Mutationen betreffen aber meist nicht ein und dieselbe Zelle. Vielmehr werden die genetischen Veränderungen über mehrere Zellgenerationen hinweg in einer Zellpopulation angehäuft. Die Beobachtung, daß innerhalb eines Tumors zytogenetisch unterschiedliche Zellklone zu finden sind, wird als Tumorheterogenität bezeichnet. Der Nachweis von Tumorheterogenität ist demnach Ausdruck des Nebeneinanders von zeitlich nacheinander auftretenden genetischen Veränderungen und anschließenden klonalen Wachstums der entsprechenden, aberrenten Zelllinie. Ähnlich wie es beim Kolonkarzinom modellhaft beschrieben werden konnte, gibt es viele Hinweise dafür, daß auch beim Harnblasenkarzinom den verschiedenen pathologischen Stadien spezifische chromosomale Aberrationen zugeordnet werden können. Jedoch bewirkt nicht jede Mutation eine morphologisch sichtbar Veränderung des Tumors. Meist stehen am Anfang der Kanzerogenese sog. stille Mutationen, die zwar die Wahrscheinlichkeit für weitere Mutationen erhöht, aber die Wachstumseigenschaften und Morphologie des Tumors nicht verändern. Aus zytogentischer Perspektive sind also aberrente Zellgruppen, die morphologisch nicht von normalen Zellpopulationen zu unterscheiden sind, als zum Tumor gehörig anzusehen. Somit ist auch dem Tumor angrenzendes Gewebe in die Untersuchungen auf Tumorheterogenität mit einzubeziehen. Im Rahmen des Forschungsprojektes werden frühe Tumorstadien des Urothelkarzinoms der Harnblase, sog. superfizielle Harnblasenkarzinome, mittels Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) am histologischen Schnittpräparat unter der Fragestellung der Tumorheterogenität untersucht. Die Methodik der FISH erlaubt unter Wahrung der Histologie des Gewebeschnittes eine Beurteilung einzelner Zellen, wodurch eine zytogenetische Charakteristik kleinster Zellareale erstellt werden kann. Mit Fluoreszenzfarbstoffen werden Chromosomenabschnitte markiert, die bei der Tumorentstehung und Progression von besonderer Bedeutung sind und regelmäßig bei superfiziellen Harnblasenkarzinomen gefunden werden 3. Weisen verschiedene Zellareale innerhalb eines Tumors unterschiedliche chromosomale Aberrationen auf, läßt dies über den bloßen Nachweis von Tumorheterogenität hinaus auch Rückschlüsse auf die sequenzielle Anhäufung spezifischer Mutationen beim Harnblasenkarzinom zu. Da die untersuchten Zellareale definierte, morphologisch abgrenzbare Tumorbereiche (z.B. angrenzendes Epithel, gewebsinvasive Front des Tumors) repräsentieren, sind Aussagen über das zeitliche und stadiumspezifische Auftreten chromosomaler Aberrationen im Rahmen der Tumorprogression möglich. Die Untersuchung erbringt zusätzlich den Nachweis stiller Mutationen in dem Tumor angrenzenden Epithel. Die Bestimmung der Tumorheterogenität ermöglicht Aussagen über die genetische Instabilität und somit Agressivität eines Tumors. Zudem können Veränderungen, die ein bestimmtes Verhalten des Tumors auslösen, wie z.B. invasives Wachstum, möglicherweise bereits in einem frühen Stadium der Tumorprogression detektiert werden.

Beteiligte Wissenschaftler:

cand. med. Christian Steidl, Dipl.-Biol. Ronald Simon, PD Barbara Dockhorn-Dworniczak, Prof. Dr. Werner Böcker

Veröffentlichungen:

Simon, R., A. Beckmann, H. Buerger, W. Boecker, L. Hertle, B. Brandt, H.J. Terpe: Genetic alterations of chromosome 8 in transitional cell carcinoma of the bladder investigated by CGH, FISH and double differential PCR (ddPCR). Pathol Res Pract 1998; 194, 283.