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DNA-Methylierung als Marker für die Chemotherapie-Resistenz

Dass die Inaktivierung von Transkriptionsfaktoren durch DNA-Methylierung einen Hinweis auf das Ansprechen auf eine Chemotherapie geben könnte, haben Ebert et al in einer retrospektiven Studie mit initial 78 Patienten mit fortgeschrittenem kolorektalen Karzinom gefunden. In einem Interview mit Laborwelt erklärt Matthias Ebert die wichtigsten Erkenntnisse seiner Forschung. 

TFAP2E-DKK4 and chemoresistance in colorectoral cancer, N ENGL J MED 2012 Jan 5 5;366(1):44-53

Wurde der Transkriptionsfaktor TFAP2-ε infolge einer Hypermethylierung weniger exprimiert, nahmen zugleich die Expression des DKK4-Gens sowie die Therapieresistenz gegenüber dem Chemotherapeutikum 5-Fluoruracil (5-FU) zu. In vier weiteren Kohorten mit insgesamt 220 radio- oder chemotherapiebehandelten Patienten ließ sich der Zusammenhang erhärten. Es zeigte sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen der TFAP2-ε-Hypermethylierung und 5-FU-Therapieresistenz. Umgekehrt sprachen Patienten mit TFAP2-ε-Hypomethylierung mit sechsfach erhöhter Wahrscheinlichkeit auf die Chemotherapie an. Prospektive Studien und die Untersuchung der funktionellen Rolle von Dkk4 im Wnt-Signalweg sollen nun helfen zu klären, ob sich die DNA-Methylierung zur Vorhersage des Therapieansprechens eignet.

LABORWELT:

Was sind Ihre wichtigsten Ergebnisse?

Ebert: 

Wir konnten mit unserer Arbeit zeigen, dass das epigenetisch regulierte Gen TFAP2-ε in einer Vielzahl von kolorektalen Karzinomen methyliert und damit inaktiviert vorliegt. Wir haben zudem Hinweise gefunden, dass diese Hypermethylierung Einfluss auf das Ansprechen dieser Tumore auf eine Chemotherapie mit 5-Fluoruracil nimmt. Mechanistisch scheint es die TFAP2-ε-Methylierung zu einer stärkeren Expression des DKK4-Gens zu führen, das zum Wnt-Signalweg gehört. Diese Ergebnisse sind retrospektiv erhoben worden. Deshalb der Konjunktiv. Ich möchte ich keine falschen Hoffnungen wecken, bevor die Resultate nicht in einer prospektiven Studie bestätigt wurden.

LABORWELT:

Wie sind Sie experimentell vorgegangen?

Ebert:

Nachdem wir gesehen hatten, dass bei TFAP2-ε bei etwa 50% der Patienten methyliert vorlag, haben wir uns mit dessen Funktion beschäftigt. Wir haben festgestellt, dass es keinen besonderen Einfluss auf Zellwachstum- und -teilung hat. Aber wenn wir die Zellen mit 5-Fluoruracil behandelt haben, konnten wir sehen, dass sie unterschiedlich reagiert haben, je nachdem ob das TFAP-Gen methyliert vorlag oder nicht. Wir haben dann einen Screen gemacht, indem wir das TFAP in Zellen überexprimiert haben und mittels Microarrays die Auswirkung auf verschiedene Kandidatengene untersucht haben. Dabei fiel das DKK4-Gen auf. Aus anderen Publikationen war von DKK4 bereits bekannt, dass das Gen möglicherweise eine Rolle bei der Chemotherapieresistenz spielt. In einem weiteren Schritt haben wir dann gezeigt, dass es einen engen Zusammenhang zwischen der TFAP2-ε-Methylierung und der dadurch induzierten DKK4-Überexpression gibt.

LABORWELT:

Wissen Sie schon, wie häufig der Marker bei kolorektalem Karzinom und bei anderen Krebsarten vorkommt?

Ebert: 

Die Häufigkeit der Methylierung in kolorektalen Karzinomen liegt nach unseren Ergebnissen bei etwa 50% . Wir sind dabei, dies auch in anderen Krebsarten zu untersuchen.

LABORWELT:

Was ist ihr Ziel dabei?

Ebert:

Wir beschäftigen uns ja primär mit der Frage, warum die Chemotherapie bei einem Patienten wirkt und bei dem anderen nicht. Man würde gerne bei der Vielzahl von Substanzen, die zur Verfügung stehen, für jeden Patienten die ideale Zusammensetzung von Wirkstoffen finden, auf die dessen Tumor gut anspricht. Wir und viele andere Gruppen denken, dass Biomarker dabei hilfreich sein können. Unser Marker zeigt, dass epigenetisch regulierte Gene ein möglicher Ansatzpunkt für die Vorhersage des Therapieansprechens sind. Die Befunde müssen aber, wie gesagt, durch prospektive Studie, also an noch nicht behandelten Patienten, zunächst abgesichert werden. Wir sind dabei, eine entsprechende Forschungsförderung zu beantragen. Erst danach werden wir soweit sein, einen entsprechenden Test zu etablieren, der die Wahrscheinlichkeit auf 5-FU anzusprechen, vorhersagt.

LABORWELT:

Wie gehen Ihre Arbeiten jetzt weiter?

Ebert:

Wir untersuchen die Rolle der TFAP-Methylierung auch in anderen Tumoren, und wir schauen uns auch andere Chemotherapeutika an. Drittens planen wir mit verschiedenen Partnern die angesprochene prospektive Studie, und viertens, wollen wir weiter aufklären, welche funktionelle Rolle Dkk4 tatsächlich bei der Chemotherapieresistenz spielt. 

Kontakt: 

Matthias Ebert, Matthias.Ebert[at]umm.de

Universitätsmedizin Mannheim: Medizinische Klinik



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Heft 1/2012

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http://www.laborwelt.de/spezialthemen/krebsanalyse-diagnostik/dna-methylierung-als-marker.html

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