Genomische Charakterisierung von disseminierten Tumorzellen aus Knochenmark und Lymphknoten sowie Primärtumoren bei Patienten mit Pankreaskarzinom

Die einzige Möglichkeit, Patienten mit Pankreaskarzinom zu heilen,
besteht in einer möglichst frühzeitigen Diagnose und Operation.
Nach einer kurativen Resektion versterben dennoch über 95% aller
Patienten innerhalb der folgenden fünf Jahre an einem Rezidiv, was
belegt, dass nach der Operation disseminierte Tumorzellen (DTZ) im
Körper des Patienten verbleiben und deren Progression zu einem
Rezidiv der Krebserkrankung führt. Beim Pankreaskarzinom wurde
gezeigt, dass der Nachweis von DTZ mit dem Antikörper A45-B/B3
gegen Zytokeratin im Knochenmark und mit dem Antikörper Ber-EP4
gegen EpCAM im Lymphknoten mit einer schlechteren Prognose
korreliert. Das Ziel der vorliegenden Dissertation war es,
Einblicke in die Biologie von hämatogener und lymphogener
Disseminierung beim Pankreaskarzinom zu erarbeiten. Zunächst wurde
die Prävalenz von DTZ durch immunzytochemische Färbungen gegen die
oben genannten epithelialen Marker bestimmt. Anschließend wurden
die Zellen isoliert, ihre DNA amplifiziert und mit der komparativen
genomischen Hybridisierung (CGH) auf numerische Aberrationen hin
untersucht, welche mit den chromosomalen Veränderungen des
Primärtumorkollektivs verglichen wurden. Diese Gegenüberstellung
sollte ergründen, ob Ähnlichkeiten zwischen hämatogen
disseminierten (H-DTZ), lymphogen disseminierten Tumorzellen
(L-DTZ) sowie Primärtumoren (PT) bestehen und ob charakteristische
Veränderungen für H-DTZ und L-DTZ existieren, welche möglicherweise
im Rahmen der Disseminierung selektiert wurden. Die Prävalenz von
DTZ bei Patienten mit nicht metastasiertem Pankreaskarzinom lag im
Knochenmark bei 23,0% und im Lymphknoten bei 38,1%. Dieser
Unterschied war nicht signifikant. Die genomische Analyse von DTZ
und PT deckte auf, dass Primärtumore die höchste Anzahl an
numerischen Aberrationen aufwiesen (Mittelwert: 12,8), gefolgt von
den L-DTZ (Mittelwert: 9) und den H-DTZ (Mittelwert: 4,7). Zum
anderen zeigten EpCAM-positive Zellen aus den Lymphknoten häufiger
abnorme Karyotypen (78,3%) als Zytokeratin-positive Zellen aus dem
Knochenmark (68,8%), während alle PT numerische Aberrationen
aufwiesen. Die Häufigkeit von chromosomalen Gewinnen und Verlusten
war unterschiedlich in den verschieden Gruppen und betrug bei H-DTZ
3,6 DNA-Gewinne und 1,1 DNA-Verluste, bei L-DTZ 4,5 DNA-Gewinne und
4,5 DNA-Verluste und bei PT 5,6 DNA-Gewinne und 7,2 DNA-Verluste
pro analysierter Probe. Die Ähnlichkeitsanalyse numerischer
Aberrationen der drei Kollektive zeigte, dass PT und insbesondere
DTZ untereinander sehr heterogen sind. Charakteristische
Veränderungen, die möglicherweise selektiert worden waren, wurden
in erster Linie in PT gefunden, in geringerem Ausmaß auch in
Tumorzellen aus Lymphknoten. Es handelte sich dabei in erster Linie
um DNA-Verluste, wie zum Beispiel auf Chromosom 17 und 18, welche
PT und L-DTZ gemeinsam waren und eine größere Ähnlichkeit zwischen
diesen beiden Gruppen im Vergleich zu PT und H-DTZ nahelegen.
Andererseits konnten auch Aberrationen identifiziert werden, die
charakteristisch für die jeweilige Gruppe waren. Insbesondere
handelte es sich dabei bei H-DTZ um DNA-Gewinne von 5p und 15q und
bei L-DTZ um DNA-Gewinne von 4p oder 19 beziehungsweise
DNA-Verluste von 11q oder 12p. Häufige DNA-Gewinne und -Verluste
auf den Chromosomen 1, 3 oder 22 waren kennzeichnend für die Gruppe
der Primärtumore. In der Analyse gepaarter Proben desselben
Patienten waren gemeinsame Aberrationen zwischen PT und H-DTZ nur
in der Hälfte (3/6), zwischen PT und L-DTZ dagegen in allen der
untersuchten Fälle (2/2) anzutreffen. Auch die Anzahl dieser
gemeinsamen Veränderungen war bei letzteren größer (Anteil
gemeinsamer Veränderungen zwischen a) PT und H-DTZ: 5,9%, 5,9%,
4,8% und b) PT und L-DTZ: 16,3%, 8,9%). Der Vergleich solcher
Aberrationen zwischen den verschiedenen Patienten mit gepaarten
Proben dagegen führte nicht zur eindeutigen Identifikation
typischer Veränderungen, welche im Zusammenhang mit einer
hämatogenen oder lymphogenen Disseminierung gesehen werden können.
Eine Zunahme numerischer Aberrationen mit fortschreitender
Tumorprogression im Primärtumor wurde für die meisten soliden
Tumoren nachgewiesen. Auch bei der Progression der pankreatischen
intraepithelialen Neoplasie zum Pankreaskarzinom ist die
Akkumulation von genetischen Veränderungen zu beobachten. Vor
diesem Hintergrund deuten die vorliegenden Ergebnisse daraufhin,
dass die Disseminierung ein frühes Ereignis im Rahmen der
Progression des Pankreaskarzinoms ist. In sehr frühen Tumorstadien,
welche möglicherweise von den Genomprofilen der DTZ im Knochenmark
repräsentiert werden, sind in erster Linie DNA-Gewinne anzutreffen.
Interessanterweise scheinen diese DTZ im Milieu des Knochenmarks
keine Deletionen zu akkumulieren. Mit fortschreitender
Tumorprogression kommt dagegen DNA-Verlusten eine zunehmend
bedeutende Rolle zu, was in DTZ aus Lymphknoten sowie im
Primärtumor zu beobachten ist. Diese Beobachtungen bilden die
Grundlage für eine Vielzahl weiterführender Fragestellungen, wie
zum Beispiel die Identifikation der genetischen Veränderungen, die
am Anfang der genetischen Progression stehen. Gerade diese
Veränderungen könnten von allen Tumorzellen geteilt werden und
somit ideale Zielstrukturen für neue Therapieansätze darstellen.