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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002212-4

Untersuchungen zur epigenetischen Regulation der Arzneimittelresistenzgene MGMT, ABCB1 und ABCG2 in der Tumorentität Glioblastoma multiforme

  • Das Glioblastoma multiforme stellt den häufigsten primären Gehirntumor Erwachsener dar, der mit einer Überlebenszeit von 12-15 Monaten nach Diagnosestellung und einer 5-Jahresüberlebensrate von weniger als 5% einhergeht. Um in der Zukunft personalisierte Therapieverfahren für das Glioblastoma multiforme entwickeln und auf diese Weise das Überleben der Patienten verlängern zu können, wird nach relevanten molekularen Faktoren für die Malignität des Glioblastoma multiforme gesucht. Die DNA-Methylierung stellt einen bekannten Mechanismus für die epigenetische Modulation der Genexpression dar und spielt eine entscheidende Rolle in der Dysregulation von Protoonkogenen und Tumorsuppressorgenen während der Krebsentwicklung. Die Promotormethylierung des für das DNA-Reparaturenzym MGMT kodierenden Genes sowie die Arzneimitteltransporter ABCB1 und ABCG2 werden als Auslöser der Chemoresistenz des Glioblastoma multiforme diskutiert. Um die Promotormethylierung der Gene MGMT, ABCB1 und ABCG2 zu untersuchen, wurden in der vorliegenden Arbeit Pyrosequencing-Assays für die Methylierungsmessung der Genpromotoren von MGMT, ABCB1 und ABCG2 sorgfältig etabliert. Dabei wurde die Methode des Pyrosequencing zur Detektion der Methylierung gewählt, da diese eine exakte Quantifizierung des Methylierungsgehalts erlaubt. Die Ergebnisse der verwendeten Assays erwiesen sich als sehr valide und reliabel. Darüber hinaus wurde mittels Real Time-PCR die MGMT-, ABCB1- und ABCG2-Expression in den Glioblastomproben bestimmt. Da in der Fachliteratur Auswirkungen der Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) MGMT C-56T, ABCB1 C3435T und ABCG2 C421A auf die Expression und Funktion der in die Untersuchungen eingegangenen Gene beschrieben worden sind, wurden diese SNPs ebenfalls in den Glioblastomproben bestimmt und zu den Methylierungsdaten in Beziehung gesetzt. Durch die statistische Auswertung der erhobenen Promotormethylierungs- und Expressions- sowie SNP-Ergebnisse ergaben sich eine signifikant negative Korrelation zwischen MGMT-Methylierung und -Expression in den Glioblastomproben sowie ein signifikanter Zusammenhang zwischen der MGMT-Methylierung und dem MGMT C-56T-Polymorphismus. Hinsichtlich der klinischen Daten der Glioblastompatienten konnte mittels bivariater und multivariater Cox-Analysen kein signifikanter Einfluss von MGMT-, ABCB1- und ABCG2-Promotormethylierung auf das Gesamtüberleben von Glioblastompatienten in der vorliegenden Arbeit festgestellt werden. Daneben war kein signifikanter Einfluss des Alters der Patienten bei Diagnosestellung sowie des Geschlechts auf die Promotormethylierung der Gene MGMT, ABCB1 und ABCG2 nachweisbar. Insgesamt kann geschlussfolgert werden, dass die MGMT-, ABCB1- und ABCG2-Promotormethylierung keine prognostische Relevanz für Glioblastompatienten besitzen und die Suche nach anderen molekularen Zielstrukturen in Glioblastomen, die möglicherweise eine prognostische Aussage oder die Grundlage für eine Therapieoptimierung für Patienten mit einem Glioblastom erbringen könnten, zu erwägen ist.
  • Glioblastoma multiforme is the most common primary brain tumor in adults with an overall survival of 12-15 months after diagnosis and a 5 years survival rate of less than 5%. To develop personalized therapies for Glioblastoma multiforme in the future and thus to prolong the overall survival of patients research groups are looking for relevant molecular factors for the malignancy of Glioblastoma multiforme. The DNA methylation is known as mechanism of epigenetic modulation of gene expression and plays a pivotal role in the dysregulation of proto-oncogenes and tumorsuppressor genes during the development of cancer. The promoter methylation gene MGMT coding for a DNA reparation enzyme and ABCB1 and ABCG2 coding for drug transporter are seen as cause for chemoresistance in Glioblastoma multiforme. To investigate the promoter methylation of MGMT, ABCB1 and ABCG2 pyrosequencing assays have been established and used. Pyrosequencing assays have been used, because they are able to give an exact quantification of the methylation level. The results of these assays have been valid and reliable. Furthermore, Real Time PCR assays have been made to measure the MGMT, ABCB1 and ABCG2 expression in the Glioblastoma samples. Because effects of the Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) MGMT C-56T, ABCB1 C3435T and ABCG2 C421A on expression and function of the genes have been described in the literature, these SNPs have been measured in the Glioblastoma samples and have been correlated to the methylation results. In this thesis a significant negative correlation between MGMT methylation and expression and a significant correlation between MGMT methylation and MGMT C-56T SNP have been shown. Regarding the clinical data of the patients, no significant connection of MGMT, ABCB1 and ABCG2 methylation with overall survival of the patients have been shown in bivariate as well as in multivariate Cox analyses. Furthermore, no significant effect of age at diagnosis and gender on the promoter methylation of the genes have been shown. In conclusion, MGMT, ABCB1 and ABCG2 promoter methylation do not have a prognostic relevance for Glioblastoma patients and the search for further molecular targets in Glioblastoma, which have prognostic relevance and may be the basis for a targeted therapy, is still needed.

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Metadaten
Author: Moritz Caspar Franz Oberstadt
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002212-4
Title Additional (English):Investigations on epigenetic regulation of the drug resistance genes MGMT, ABCB1 and ABCG2 in Glioblastoma multiforme
Advisor:Prof. Dr. Heyo K. Kroemer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2015/05/11
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2015/03/27
Release Date:2015/05/11
Tag:ABCB1, ABCG2, Epigenetik, Glioblastoma multiforme, MGMT
ABCB1, ABCG2, Epigenetics, Glioblastoma multiforme, MGMT
GND Keyword:Arzneimittelresistenz, Gehirntumor, Methylierung
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Pharmakologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit
MSC-Classification:92-XX BIOLOGY AND OTHER NATURAL SCIENCES / 92-02 Research exposition (monographs, survey articles)