Universität zu Köln

Genomische Aberrationen bei primären Lymphomen des Zentralnervensystems

Schwindt, Heinrich (2009) Genomische Aberrationen bei primären Lymphomen des Zentralnervensystems. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    Bei den primären Lymphomen des Zentralnervensystems (PCNSL) handelt es sich um diffus-großzellige Lymphome vom B-Zell Typ mit ausschließlicher Manifestation im ZNS ohne systemischen Befall. Die Tumore sind durch anhaltende aktive somatische Hypermutation und durch Abwesenheit eines Immunglobulin-Klassenwechsels gekennzeichnet. Sie weisen einen �late germinal center exit� Phänotyp auf. Ziel der vorliegenden Arbeit war die genauere Charakterisierung genomischer Aberrationen bei PCNSL. Eine Reihe von 19 PCNSL wurde hierfür mit dem hochauflösenden GeneChip® Human Mapping 100k Assay Kit von Affymetrix untersucht. Mittels dieser Methode konnten eine Vielzahl genomischer Imbalancen und Bereiche mit Verlust an Heterozygosität nachgewiesen werden. Die im Rahmen dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse bestätigen zum einen frühere Ergebnisse, die mit weniger sensitiven Methoden erzielt wurden, wie häufige, umfangreiche Verluste in den Chromosomenarmen 6q, 4q, 6p und 9p oder Zugewinne in Chromosom 12, 18q, 19q und X. Darüber hinaus wurden auch neue Regionen mit Imbalancen identifiziert, die in PCNSL bisher nicht bekannt waren, darunter kleine ca. 200 kb umfassende Regionen mit Deletionen in 3p14.2, 8q12.1-q12.2, 10q23.1 und 12p13.2, sowie Zugewinne in 7q21.3-22.1 und 9p21.1-p21.3. Außerdem ermöglichte diese Methode die Identifizierung von Regionen mit partieller uniparentaler Disomie, die vor allem Teile der kurzen Arme von Chromosom 6 und Chromosom 9 betrafen. Besonders häufig fallen die gefundenen Aberrationen der untersuchten PCNSL in die Genloci von Genen, die für eine korrekte T- und NK-Zell-vermittelte Immunantwort von essentieller Bedeutung sind. Hier handelt es sich einerseits um Teilbereiche der Gene der Haupthistokompatibilitätskomplexe (MHC Klasse I und II) selbst. Andererseits sind mit TAP1 und TAP2 auch Gene betroffen, die für den korrekten Zusammenbau und der Präsentation von MHC Klasse I notwendig sind. Das von Zugewinn betroffene NFX1 reprimiert wiederum die Epression von Genen des MHC Klasse II Komplexes. Eine weitere Untergruppe der von Aberrationen betroffenen Gene ist an der Steuerung der Apoptose beteiligt: Deletionen, die FAS(CD95) betreffen, können die extrinsisch vermittelte Apoptose durch T-Lymphozyten erschweren. Die Apoptose selbst kann durch Hemmung von p53 durch z.B. MDM2 oder BCL6 ebenso wie durch eine erhöhte Expression von BCL2 und BAG1 unterbunden werden. Ein weiterer, häufig beeinträchtigter Mechanismus, der bei der anhaltenden Proliferation eine Rolle spielt, ist der Wegfall der p15/p16-vermittelten Kontrolle des Zellzyklus durch Deletion bzw. Inaktivierung dieser Gene. Als letztes Ergebnis von zentraler Bedeutung ist die häufige Deletion in 6q21 zu nennen, die unter anderem PRDM1 betrifft, welches eine zentrale Rolle in der Steuerung der Ausdifferenzierung der B-Zellen in den Keimzentren und beim Beenden der Keimzentrumsreaktion spielt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden außerdem die häufigen Translokationen, die den BCL6 und den IgH-Locus betreffen, genauer untersucht. Durch LDI-PCR konnten vier bisher bei PCNSL nicht beschriebene Translokationspartner identifiziert werden. Eine Deletion, die zu einer Aneinanderlagerung von BCL6 und LPP führt, wurde bisher auch in anderen Tumorentitäten noch nicht beschrieben. Bei den Translokationen kommt es zu einer Substiution der Promotor-Region von BCL6 durch Promotoren bzw. Enhancer von in PCNSL hochregulierten Genen wie IgH, IgL oder Histon1H4I. Insgesamt trägt die vorliegende Arbeit dazu bei, neue molekulare Aspekte der Pathogenese aufzudecken, welche langfristig auch für die Entwicklung neuer diagnostischer oder therapeutischer Verfahren von Bedeutung werden könnten.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Primary central nervous system lymphomas (PCNSLs) are highly malignant non-Hodgkin�s lymphomas of the diffuse large B cell type (DLBCL) confined to the brain. PCNSL are targeted by ongoing somatic hypermutation and show molecular features of the late germinal center exit B-cell phenotype. However, PCNSL are impaired in their terminal differentiation as indicated by a lack of immunoglobulin class switching. The aim of the present study was characterize genetic alterations in PCNSL. Therefore, a series of 19 PCNSL was analyzed by use of the high-resolution 100K GeneChip® mapping assay. These identified frequent novel gains and losses in addition to previously described imbalances in PCNSL. Moreover, this platform allowed the simultaneous genotyping to detect loss of heterozygosity without changes in DNA copy number. Here, we confirmed chromosomal imbalances such as a recurrent loss of chromosomal arm 6q and parts of 4q, 6p, and 9p, trisomy 12, gains of 18q, 19q and chromosome X. Furthermore, we identified novel regions of chromosomal imbalances, which have not yet been described in PCNSL. The newly detected minimally aberrant regions involved deletions of 3p14.2, 8q12.1-q12.2, 10q23.1, 12p13.2, as well as gains of 7q21.3-22.1, and 9p21.1-p21.3. Some of the detected imbalances affected regions smaller than 200 bp. We also demonstrated for the first time regions with recurrent partial uniparental disomy (pUPD) in 6p and 9p. Various recurrent alterations affect genes, which are involved in the immune response, including HLA expression and regulation. Deletions in 6p21.32 compromised genes of the major histocompatibility complex (MHC) class 2 as well as the TAP1 and TAP2 genes, which are involved in assembling of MHC Class I antigens. The nuclear factor NFX1 in the region of gain of 9p21.1-p21.3 represses expression of HLA-DR and other genes of the MHC class II complex. These alterations may interfere with the immune response to tumor cells, which may be involved in the pathogenesis of PCNSL. Another set of aberrations affected genes, which are involved in the regulation of apoptosis. Deletion of the FAS(CD95) harbouring 10q23.21 can comprise the apoptosis induced by Fas ligands. Gains of the gene loci harbouring BCL2, MDM2, and BAG1 as well as a deregulation of BCL6 expression due to translocations leading to a promoter substitution of BCL6 may inhibit p53 mediated pro-apoptotic pathways. Recurrent deletions and pUPD affecting 9p21.3 potentially leading to inactivation of the tumor suppressor genes p15 and p16 may result in a deregulation of the cell cycle leading to ongoing mitosis. Remarkably, more than 50% of the PCNSL harboured a deletion in 6q21, where the BLIMP1 coding PRDM1 is located. BLIMP1 is one of the central regulators for terminal B cell differentiation. Thus, impaired BLIMP-1 function may block terminal differentiation of the tumor cells of PCNSL resulting in an arrest of the state of the highly proliferative GC phenotype. Furthermore. the frequent translocations involving the BCL6 and the IGH gene loci by long distance inverse PCR. Here, we identified four novel partner genes of BCL6. The translocations lead to a juxtaposition of the BCL6 with regulatory elements of IGH, IGL, and Histone1H4I, leading to a promoter substitution and deregulation of BCL6 expression. In one case, a deletion within 3q leads to a juxtaposition of BCL6 and LPP, which has not been described before, neither for PCNSL nor for other tumour entities. In conclusion, the present work contributes to the comprehension of new molecular aspects of the pathogenesis of PCNSL and suggests a potential for diagnostically and/or therapeutically relevant applications.English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Schwindt, Heinrichheinrich.schwindt@uni-koeln.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-26556
    Subjects: Medical sciences Medicine
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Lymphoma , PCNSL , Translocation , GeneChip , UPDEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Neuropathologie
    Language: German
    Date: 2009
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 08 January 2009
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 08 Apr 2009 15:20:07
    Referee
    NameAcademic Title
    Wiehe, ThomasProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2655

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