Funktionelle Charakterisierung von Kandidatengenen aus genetisch instabilen chromosomalen Regionen beim Zervixkarzinom
Final Report Abstract
Das Zervixkarzinom ist der dritthäufigste Tumor bei Frauen weltweit. Eine lang anhaltende Infektion mit einem high-risk humanen Papillomvirus Typ (hrHPV), wie zum Beispiel HPV16 ist eine Voraussetzung für die Entstehung des Tumors. Die Infektion kann eine genetische Instabilität der Wirtszelle bewirken, ein weiterer entscheidender Schritt im Prozess der Mehrstufenkarzinogenese. Integration des ansonsten zirkulären HPV-Genoms in die zelluläre DNA ist ein häufig beobachtetes Phänomen im Verlauf der Tumorentstehung und scheint der Zelle zu einem Wachstumsvorteil zu verhelfen. Initial ist man davon ausgegangen, dass die Integrationsorte zufällig im Wirtszellgenom verteilt sind. Es zeichnet sich aber zunehmend ab, dass bestimmte Genloci häufiger von HPV-Integration betroffen sind. Im Rahmen dieses Projektes hat sich die Zahl dieser so genannten Hotspots (mindestens 3 HPV-Integrate in unabhängigen Tumoren) von initial 4 auf 7 erweitert. Unsere Hypothese, dass die Hotspots unabhängig eines HPV-Integrations-Ereignisses per se genetisch instabile Regionen darstellen konnten wir nicht eindeutig bestätigen. Mit Hilfe von Kopiezahl-Bestimmungen konnten wir zwar Allel-Verlust und -Zugewinn darstellen, diese waren jedoch nicht auf die Hotspots beschränkt. Allerdings zeigten die Expressionsanalysen einiger Gene aus den Hotspots auch unabhängig von HPV-Integration ein verändertes Profil, wenn normales Zervixepithel mit Präkanzerosen und Karzinomen verglichen wurden. Jedoch nur eines dieser Gene, LRP1B, hat charakteristische Eigenschaften eines Tumorsuppressorgens und könnte als solches an der Tumorentstehung beteiligt sein. Unsere weiteren Untersuchungen fokussierten daher auf das bis dato wenig beachtete Phänomen der HPV-bedingten Insertionsmutagenese. Insbesondere interessierte uns, ob es Tumore gibt, die bedingt durch HPV-Integration sowie durch Deletion oder Hypermethylierung des zweiten, nicht von Integration betroffenen Allels einen kompletten Funktionsverlust eines Gens aufweisen. Von zehn im Detail untersuchten Tumoren erfüllten zwei diese Bedingungen, wobei in einem der Tumore das kürzlich identifizierte Tumorsuppressorgen CASZ1 funktionell inaktiviert wurde. Mit Hilfe eines neuen Hoch-Durchsatz-Verfahrens für den Nachweis von HPV-Integrationsstellen wird es in Zukunft möglich sein, das Phänomen der Insertionsmutagenese an einer großen Fallzahl von Karzinomen zu untersuchen.
Publications
- (2012) Loss of gene function as a consequence of human papillomavirus DNA integration. Int J Cancer. 2012 Sep 1;131(5):E593-602
Schmitz M, Driesch C, Beer-Grondke K, Jansen L, Runnebaum IB, Dürst M
(See online at https://doi.org/10.1002/ijc.27433) - (2012) Non-random integration of the HPV genome in cervical cancer. PLoS One. 2012;7(6):e39632
Schmitz M, Driesch C, Jansen L, Runnebaum IB, Dürst M
(See online at https://doi.org/10.1371/journal.pone.0039632) - (2013) Multiplex Identification of Human Papillomavirus 16 DNA Integration Sites in Cervical Carcinomas. PLoS One. 2013 Jun 18;8(6):e66693
Xu B, Chotewutmontri S, Wolf S, Klos U, Schmitz M, Dürst M, Schwarz E
(See online at https://doi.org/10.1371/journal.pone.0066693)
