Tiefer Einblick in die DNA

Hirntumor - Quelle: NGFN

Erbgutanalyse kindlicher Hirntumoren erlaubt neue Behandlungsansätze

Hirntumor - Quelle: NGFNHirntumor - Quelle: NGFNDer häufigste bösartige Hirntumor bei Kindern ist das Medulloblastom, an dem jährlich etwa 60 – 80 Kinder in Deutschland erkranken. Nach Behandlung mit den heute verfügbaren Methoden entwickelt sich bei 40% der Patienten der Hirntumor erneut.Etwa 30% der Patienten sterben an den Folgen der Krankheit. Die Kinder, die überleben, tragen oft Hirnschäden davon und leiden ein Leben lang unter den Folgen der Behandlungen. Erstmals wurden nun Gewebeproben von 125 Medulloblastompatienten umfassend analysiert und die Ergebnisse in dem renommierten Fachjournal „Nature“ veröffentlicht.

Die Untersuchungen wurden unter Federführung der NGFNWissenschaftler Prof. Dr. Peter Lichter und Prof. Dr. Roland Eils sowie Prof. Dr. Stefan Pfister vom Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg und zahlreichen weiteren Kooperationspartnern im „PedBrain“ Tumor Projekt durchgeführt, das als Projekt des „International Cancer Genome Consortium“ (ICGC) im Rahmen des Programms der Medizinischen Genomforschung von der deutschen Krebshilfe und dem BMBF gefördert wird.

Für die Genomanalysen der Krebszellen wurde vor allem die „Next-Generation Sequencing“-Technik eingesetzt, mit der ein ganzes menschliches Genom innerhalb von zwei Wochen komplett sequenziert werden kann. Der Vergleich der umfangreichen Daten zeigte, dass Patienten, die an der gleichen Tumorart erkrankt sind, große genetische Unterschiede aufweisen.

Dies erklärt, warum eine einheitliche Behandlung zu kurz greift. Jeder Patient muss individuell betrachtet werden. Hinzu kommt, dass die Anzahl der Erbgutveränderungen in den Tumorzellen mit dem Alter des erkrankten Kindes steigt, so ein grundlegendes Ergebnis, das frühere Studien bestätigt. Auch die Einteilung von Medulloblastomen in vier verschiedene Subgruppen konnte mit den Ergebnissen aus den Sequenzierungen bestätigt und weiter verfeinert werden.

Erstmals jedoch fanden die Forscher in einigen Medulloblastom-Proben sogenannte Fusionsgene. Diese entstehen durch einen genetischen Unfall während der Zellteilung, der Teile von verschiedenen Genen kombiniert. Bilden sich daraus neue Proteine, können diese Krebserkrankungen auslösen.

Die Wissenschaftler konnten darüber hinaus das Phänomen Chromothripsis in einer der Medulloblastom-Subgruppen nachweisen. In diesen Tumorzellen, die eine Mutation im Gen für das Protein p53 aufweisen, kommt es dabei zu einer explosionsartigen Umlagerung von Genabschnitten einzelner Chromosomen.

Durch die so hervorgerufenen zahlreichen Fehlinformationen im Erbgut entwickeln sich die Zellen besonders schnell zu Krebszellen.

Es ist wichtig, dass diese Patienten nicht durch Strahlentherapie oder mit bestimmten zellschädigenden Medikamenten behandelt werden, da diese das Erbgut zusätzlich schädigen würden.

Ein weiteres außergewöhnliches Ergebnis ist, dass in der Hälfte der besonders aggressiven Hirntumoren ein vierfacher Chromosomensatz statt des normalen zweifachen Chromosomensatzes gefunden wurde. Anhand dieser Erkenntnis wird bereits in Kooperation des DKFZ mit der Firma Bayer Healthcare ein Wirkstoff entwickelt, der ganz gezielt das Wachstum von Zellen bremst, die mehr als zwei Chromosomensätze aufweisen.

Die Wissenschaftler haben in dieser Studie gleich mehrere unterschiedliche Erbgutveränderungen entdeckt, die Grundlagen für die Entwicklung neuer, zielgerichteter Therapieverfahren sind.

Originalpublikation:
Jones et al. (2012) Dissecting the genomic complexity underlying medulloblastoma. Nature. doi: 10.1038/nature11284.

Newsletter des NGFN aus August 2013

Neuroblastom: Unsterblichen Tumorzellen auf der Spur


Krebszeitung

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  • Das Deutsche Krebsforschungszentrum - dkfz - in Heidelberg
    Deutsche Krebshilfe

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    Ein interdisziplinärer Verbund deutscher Wissenschaftler, an dem auch Forscher der Universität Leipzig beteiligt sind, hat das komplette Erbgut der Krebszellen von Burkitt-Lymphomen entschlüsselt. Sie konnten zeigen, dass das Erbgut der Tumorzellen des Burkitt-Lymphoms an über 2.000 Stellen im Vergleich zu normalen Zellen verändert ist. Dabei entdeckten die Forscher ein Gen, das in über Zweidrittel aller Burkitt-Lymphome mutiert ist, was neue Angriffspunkte für die Diagnostik und Behandlungsstrategien dieser aggressiven Lymphome liefert.

    Als Teil des Internationalen Krebs-Genom-Konsortiums haben es sich die Wissenschaftler des Verbundprojektes zum Ziel gesetzt, eine Art „Katalog der Fehler“ im Erbgut von Krebszellen der Burkitt-Lymphome zu erstellen, um deren Ursachen zu entschlüsseln. Das Leipziger Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie (IMISE) sowie das Interdisziplinäre Zentrum für Bioinformatik (IZBI) waren innerhalb des Projektes für die bioinformatorische Auswertung der DNA- und RNA-Sequenzen des Krebs-Gens verantwortlich. Die Ergebnisse wurden vor kurzem in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Genetics“ veröffentlicht.

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