TP 6

Klinische Anwendung des TMM-Analyseschemas

Basierend auf den Ergebnissen aus SP3-SP5 werden wir in SP6 mittels Kombination aus den aussagekräftigsten Merkmalen der Telomererhaltungsmechanismen ("Telomere Maintenance Mechanism", TMM) eine standardisierte TMM-Analysemethode entwickeln und auf klinische Proben anwenden. Diese Entwicklung stellt einen hochgradig interaktiven und iterativen Prozess dar, wobei in ständigem Austausch mit den vorangeschalteten Subprojekten und durch mehrere Entwicklungsschritte ein kontinuierlicher Beitrag zur experimentellen Erfassung und Validierung von Parametern geleistet wird. Das Methodenspektrum (Sequenzierung, automatisierte Bildanalyse, qRT-PCR, etc.) wird von der Anzahl und Art der zu bestimmenden Parameter sowie den Kosten der jeweiligen Analysen bestimmt werden. Anhand der vorhandenen Datensätze werden wir eine rational ausgerichtete Strategie für die klinische Anwendung definieren. Dabei wird der Fokus auf der Korrelation des TMM-Klassifizierungsschemas mit Prognose und Therapieansprechen liegen. Da genetisch unterschiedliche Subgruppen mit sehr spezifischen TMM-Merkmalen assoziiert sind, gehen wir davon aus, dass TMM-Muster exzellente Surrogatmarker für biologische Subgruppen und damit verbundene klinische Verlaufsparameter, wie Therapieansprechen, darstellen.

Alternative Telomerverlängerung ("Alternative Lengthening of Telomeres", ALT) ist in kindlichen Glioblastomen mit dem Verlust von ATRX assoziiert. a) Zellkerne mit kleinen, lokalisierten Telomersignalen (grün), kennzeichnend für fehlende ALT-Aktivität. b) einige große, helle Signale in dieser Zelle indizieren das Vorhandensein von ALT (Telomerrekombination). c) Die Immunhistochemie für ATRX zeigt, dass das Protein in einigen Tumoren aufgrund einer ATRX Mutation komplett verloren ging (der Kasten zeigt einen Tumor ohne ATRX-Mutation mit beibehaltener Proteinexpression). d) In kindlichen Glioblastomen ist der Verlust des ATRX-Proteins durch Mutation stark assoziiert mit dem Vorkommen von ALT.

In den genannten Tumorentitäten wäre sogar davon auszugehen, dass DNA-schädigende Therapieformen (z.B. Strahlentherapie oder alkylierende Substanzen) die Selektion ALT-positiver Zellen durch eine vermehrte Rekombination der Telomeren begünstigen würden. Die TMM-Merkmale von verschiedenen Tumorproben werden für eine anschließende Korrelation mit klinischen Daten der jeweils behandelten Patienten klassifiziert, um verbesserte Aussagen über eine entsprechende Prognose und für die Wahl der Therapie auf Grundlage von biologischen Surrogatmarkern zu treffen.

Überblick über Telomererhaltungsmechanismen. Mechanismen, bei denen die Zellen die Telomererhaltung aktivieren können, beinhalten i) Mutationen des TERT-Promoters und ii) Genamplifikation (diese beiden Mechanismen führen zu einer erhöhten Expression von TERT) oder iii) alternative Telomerverlängerung (ALT), wobei Rekombination an den Chromosomenenden zu komplexen Strukturen von kanonischen (TTAGGG) und nicht-kanonischen Telomerrepeats führt.

Keywords: Pediatric; cancer; brain; glioblastoma; medulloblastoma; histone; telomere