Chromosomale Alterationen und Mutagensensitivität in humanen Lymphozyten und Schleimhautzellen des oberen Aerodigestivtraktes

Der obere Aerodigestivtakt ist das primäre Kontaktorgan für viele
inhalative Karzinogene. Dies spielt insbesondere bei der
tabak-assoziierten Karzinogenese eine entscheidende Rolle.
Polyzyklische Kohlenwasserstoffe und der Metabolit des
Benzo[a]pyrens, das Benz[a]pyren-7,8-diol-epoxid (BPDE) sind
hierbei von herausragender Bedeutung. Mutationen an der DNA sind
dabei nicht gleichmäßig über die gesamte DNA verteilt, sondern auf
speziellen Chromosomen bzw. Genen lokalisiert. Zur Erstellung eines
individuellen Risikoprofils wurde in dieser Arbeit die alkalische
Einzellzell-Mikrogelelektrophorese (Comet Assay), eine etablierte
Methode zur Quantifizierung von DNA-Schäden, erstmals mit der
Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) an Mucosazellen des
oberen Aerodigestivtraktes kombiniert. Nach Inkubation mit BPDE
konnte so eine Bestimmung der DNA-Schädigung an den Chromosomen
3,5,8 und dem Vergleichschromosom 1 durchgeführt werden. Dabei
wurden frisch entnommene, makroskopisch gesunde Mukosaproben von
Patienten mit Oropharynxkarzinom und tumorfreien Patienten
verglichen. Es stellte sich heraus, dass Tumorpatienten eine höhere
Schädigung der Chromosomen 5 und 8 im Vergleich zu Chromosom 1
aufwiesen. Bei tumorfreien Patienten konnten keine Unterschiede der
einzelnen Chromosomen untereinander und im Vergleich zur Gesamt-DNA
nachgewiesen werden. Neben einer quantitativen Bestimmung der
DNA-Schädigung an Interphasezellen sollte in der vorliegenden
Arbeit auch strukturelle DNA-Schädigungen an Metaphasechromosomen
untersucht werden. Zur Einschätzung der Mutagensensitivität bei der
Karzinogenese im Oropharynx wurden in multiplen Vorarbeiten
Lymphozyten als Kontrollzellen herangezogen. Deshalb wurden auch in
der vorliegenden Arbeit Metaphasechromosomen aus Lymphozyten
präpariert und mit FISH untersucht. Zusätzlich wurde auch eine neue
Methodik zur Präparation von Metaphasechromosomen aus Mukosazellen
des oberen Aerodigestivtraktes etabliert. Es konnte jedoch an
keinem der untersuchten Chromosomen ein statistisch signifikanter
Unterschied in der Schädigung zwischen tumorfreien- und
Tumorpatienten ausgemacht werden. Das in der vorliegenden Arbeit
etablierte Modell zur Präparation von Chromosomen aus Mukosazellen
bietet zur weiterführenden Erfassung des Risikoprofils für die
Entstehung von Karzinomen des oberen Aerodigestivtraktes einen
geeigneteten Ansatz. Unter Umständen lassen sich zusätzliche Gene
lokalisieren, die für die Tumorentstehung im Kopf-Hals-Bereich von
Bedeutung sind. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass einige dieser
Veränderungen bereits in makroskopisch gesunder Schleimhaut des
oberen Aerodigestivtrakts auftreten. Weitere Untersuchungen müssen
ergeben, ob spezifische Veränderungen am Genom nicht schon vor
Entstehung des Tumors nachweisbar sind. Aus solchen Veränderungen
ließe sich eine umfangreiche Frühdiagnostik zur Einschätzung der
individuellen Mutagensensitivität entwickeln. Dies eröffnet die
Möglichkeit für künftige präventive und therapeutische Strategien
für die Karzinogenese des oberen Aerodigestivtraktes.