Ein besonderer Long-Read-Genomsequenzierungsansatz zur Identifizierung bislang unbekannter Gene und Mutationen, die für erblichen Brustkrebs prädisponieren

• Antragsteller: Professor Dr. Bernd Wollnik
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 417977121

Mutationen in den DNA-Reparaturgenen BRCA1 und BRCA2 sowie deren Interaktions- und Downstream-Partner prädisponieren für erblichen Brust- und Eierstockkrebs (HBOC). Allerdings findet man bei Patientinnen, die die Indikation für eine molekulare Diagnostik erfüllen, nur in etwa 35% der Fälle tatsächlich ursächliche Mutationen in den bisher beschriebenen HBOC-Genen. Neuste Studien lassen vermuten, dass strukturelle, genomische Mutationen, die zum Beispiel regulatorische Bereiche von bekannten und unbekannten Brustkrebsgenen treffen, eine Rolle beim HBOC spielen könnten. Basierend auf der Erkenntnis, dass (i) Mutationen in bekannten HBOC-Genen nur in 35% das erbliche Risiko für Brustkrebs erklären und (ii) aktuelle Strategien mittels WES an großen Patienten-Kohorten neue HBOC-Gene zu entschlüsseln nicht besonders erfolgreich verlaufen, haben wir im Rahmen eines neu etablierten niedersächsischen Konsortiums eine innovative Strategie für die Identifizierung neuer HBOC-Gene und Mutationsmechanismen entwickelt. Unter der Hypothese, dass de novo oder rezessive Mutationen eine entscheidende Rolle in der Pathogenese des sehr früh auftretenden Brustkrebses mit negativer Familienanamnese spielen, werden wir bei vier Trios (Mutter, Vater, HBOC-Indexpatientin mit Erstmanifestation unter 28 Jahren) eine Kombination aus Long-Read-WGS (Pacific Biosciences) mit niedriger Abdeckung und Short-Read-WGS (Illumina) mit hoher Abdeckung durchführen. Mittels Long-Read-Sequenzierung sollen hauptsächlich strukturelle, genomische Aberrationen entschlüsselt werden, während die Short-Read-Sequenzierung der Detektion ursächlicher Punktmutationen in neuen HBOC-Genen dient. Zusätzlich haben wir vier große Familien ausgewählt, in denen mehrere Betroffene in unterschiedlichen Generationen HBOC-assoziierte Tumore entwickelten, und die molekulare Ursache bislang unbekannt ist. In jeweils zwei Patientinnen einer jeden Familie werden wir eine Kombination aus PacBio- und Illumina-WGS durchführen, um ursächliche neue HBOC-Gene zu identifizieren. Die bioinformatische Aufarbeitung der unterschiedlichen WGS-Ansätze wird durch die Teams in Düsseldorf und Köln geleistet und beinhaltet auch eine weiterführende Analyse der PacBio-Daten im Rahmen einer wissenschaftlichen Kooperation. Um eine erfolgreiche Interpretation der unzähligen Varianten zu gewährleisten, wird sich das „MutationMining (MM)-Team“ unseres Instituts für Humangenetik in Göttingen an diesem Projekt aktiv beteiligen. Das MM-Team ist ein innovatives Team bestehend aus 21 Ärzten und Wissenschaftlern mit unterschiedlichen Expertisen, welches eine langjährige Erfahrung in der Auswertung und Interpretation von WES/WGS Daten besitzt und diese bereits vielfach für erfolgreiche Genidentifizierungen eingesetzt hat. Neue HBOC-assoziierte Gene und Mutationsprofile sollen dann nachfolgend in größeren HBOC-Kohorten getestet werden, um genaue Mutationsfrequenzen zu ermitteln und Risikoprofile zu bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Thomas Illig; Professorin Dr. Brigitte Schlegelberger