Dissertationen und Habilitationen

2010
  • Dissertation
Epigenetische Veränderungen des WNT- und IGF-Signalweges im Hepatoblastom
Gruner,Ivonne
Prof. Dr. Roland Kappler
Dr. von Haunersches Kinderspital, Kinderchirurgische Klinik, München
Das Hepatoblastom ist einer der häufigsten Tumoren des Kindesalters. Patienten mit familiärer adenomatösen Polyposis (FAP) besitzen durch Keimbahnmutationen im APC Gen eine höhere Inzidenz für die Ausbildung von Hepatoblastomen. Die meisten Fälle treten jedoch sporadisch auf und Mutationen findet man vor allem im Wnt-Signalweg, wobei häufig ß-Catenin, APC, AXIN1 und AXIN2 betroffen sind. Ebenfalls ist bekannt, dass im Hepatoblastom der Wachstumsfaktor IGF2 aufgrund eines LOI (loss of imprinting) oder LOH (loss of heterozygosity) in der 11p15 Region stark überexprimiert ist und daher auch der IGF-Signalweg die Entstehung von Hepatoblastomen beeinflusst. Da beide Signalwege für ihre Regulation auch negativ wirkende Komponenten aufweisen und diese über DNA-Methylierung inaktiviert sein könnten, stellte sich die Frage, ob der Wnt- und IGF-Signalweg epigenetischen Veränderungen unterliegt und inwieweit diese die Tumorentstehung beeinflussen. In dieser Arbeit wurden zum ersten Mal alle wichtigen negativen Regulatoren des Wnt- und IGF-Signalweges auf epigenetische Veränderungen im Hepatoblastom untersucht. Es wurden APC, CDH1, DKK1, SFRP1, WIF1, IGFBP3 und PTEN auf Methylierungen in ihrer Promoterregion mittels methylspezifischer PCR (MSP) untersucht. Es zeigten jedoch nur SFRP1 und IGFBP3 Promotermethylierungen, die auch mit einer verminderten Genexpression assoziiert waren. Bei den anderen Genen korrelierte entweder die gefundene Methylierung nicht mit der Genexpression oder die Gene lagen unmethyliert vor. Diese Ergebnisse ließen vermuten, dass nur SFRP1 und IGFBP3 in den Hepatoblastomen epigenetisch reguliert werden. Dass epigenetische Veränderungen eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Hepatoblastomen spielen, zeigte die Analyse des LOI/LOH Status. Fast die Hälfte aller Tumore trugen ein LOI oder LOH und waren im Vergleich zum ROI mit einer signifikant erhöhten IGF2 Expression assoziiert. Die anschließende Behandlung der Zelllinien mit dem Demethylierungsagenz 5-Aza und dem Histondeacetylaseinhibitor TSA verdeutlichte die epigenetische Regulation von SFRP1 und IGFBP3. Die Expression der Gene wurde während der Behandlung reaktiviert und die Zellen zeigten eine verminderte Zellproliferation. Es folgten funktionelle Analysen bei transienter und stabiler Überexpression von SFRP1 und IGFBP3. Dabei wurde sowohl die Zellproliferation als auch die Koloniebildung untersucht und in beiden Experimenten konnten eine deutlich verminderte Zellteilung beobachtet werden. Bei der Überexpression von SFRP1 wurde weiterhin die Aktivität des Signalweges mittels TOP/FOP Assay getestet und die Expression der Zielgene des Wnt-Signalweges bestimmt. Es wurde nachgewiesen, dass die Inhibition des Wnt-Signalweges bei Überexpression von SFRP1 unabhängig vom ß-Catenin Mutationsstatus erfolgte. Es wurde mittels Sequenzierung ß-Catenin Mutationen bestimmt und ebenfalls mit der Expression bekannter Zielgene wie MYC und CCND1 verglichen. Es konnte keine Korrelation zwischen Mutation und Expression der Zielgene festgestellt werden. Für den IGFBP3 Methylierungsstatus wurde mit Hilfe der Patientendaten eine Korrelation zwischen Methylierung und Hoch-Risikopatienten mit Tumorstadium IV gefunden. Patienten mit methyliertem IGFBP3 sind mit einer schlechten Prognose assoziiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Reaktivierung von SFRP1 das Zellwachstum verringert und den Wnt-Signalweg inhibiert. Ebenfalls führt die Demethylierung und Überexpression von IGFBP3 zu einer verminderten Zellproliferation. Weiterhin wurde festgestellt, dass Hoch-Risikopatienten mit Tumorstadium IV methyliertes IGFBP3 tragen. Die Untersuchung von epigenetischen Veränderungen im Wnt- und IGF-Signalweg sollte zum besseren Verständnis bei der Entstehung der Hepatoblastome beitragen. Demethylierende Agenzien könnten somit einen hohen Stellenwert bei der Therapie von Hepatoblastomen einnehmen, einem bösartige Tumor des Kleinkindalters, bei dem Hochrisikopatienten noch immer eine hohe Sterblichkeitsrate aufweisen.