Universität zu Köln

Kremer, Lara (2024). Prädiktion von Teratomen an Residualtumorgewebe nach Chemotherapie metastasierter Hodentumorpatienten – eine umfassende Analyse von differentieller microRNA-, Gen- und Proteinexpression an Residualgewebe. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Metastasierte Hodentumorpatienten, die nach abgeschlossener Chemotherapie retroperitoneale Residualtumore > 1 cm aufweisen, sollen eine retroperitoneale Lymphadenektomie (pcRPLND) erhalten, um verbliebene vitale Tumoranteile und Teratome zu entfernen. Pathohistologisch findet sich ein vitaler Tumor in 10-15 %, ein Teratom in etwa 50 % und Narbe/Nekrose in etwa 40 % dieser Resektate. Die Patienten mit Nekrose könnten ausschließlich nachgesorgt werden und die mitunter komplexe Operation könnte ihnen erspart werden. Bisher gibt es keine präoperativen Marker, Bildgebungen oder Vorhersagemodelle, um diese Patienten sicher zu erkennen. Die microRNA miR-371a-3p im Serum ist nur für vitale Keimzelltumore (KZT) spezifisch, Teratome werden nicht detektiert. Jedoch müssen auch Patienten mit Teratomen erkannt werden und eine pcRPLND erhalten, da Teratome aufgrund ihrer Resistenz gegen systemische Therapien nur operativ behandelt werden können. Kürzlich wurde beschrieben, dass die miR375 in Teratomen überexprimiert sein könnte. Daher war das Ziel der vorliegenden kumulativen Promotionsarbeit die Unterscheidung von vitalen Tumoren und Teratomen von Nekrose/Narbengewebe an Residualtumorgewebe nach Chemotherapie metastasierter Hodentumorpatienten. Hierzu wurden miRNA-, Gen und Proteinexpressionsanalysen durchgeführt, um differentielle Expressionsunterschiede zu erkennen, insbesondere für die Prädiktion von Teratomen. Die für diese Arbeit verwendeten Daten und Gewebeproben wurden von Patienten der Klinik für Urologie des Uniklinikums Köln erhoben, welche in den Jahren 2015 - 2018 aufgrund der Diagnose eines metastasierten testikulären Keimzelltumors eine pcRPLND erhalten haben. Für diese Fragestellung wurde Formalin-fixiertes Paraffin-eingebettetes Gewebe (FFPE) untersucht und die Patienten in drei Gruppen eingeteilt: Vitaler Tumor, Teratom und Nekrose. Jede dieser Gruppen bestand aus 16 Patienten, welche eine pcRPLND erhalten haben. Entsprechend repräsentative Areale wurden mikrodisseziert und die gesamt RNA wurde extrahiert und quantifiziert. Für Projekt 1 wurden mit dem nCounter® PanCancer Progression Panel tumorassoziierte 770 messenger-RNAs (mRNA) analysiert. Potenzielle Target mRNAs für die Unterscheidung Teratom vs. Nekrose wurden mit einem Fold Change (FC) von < -2 / > 2 und p-Wert von < 0,05 identifiziert. Parallel hierzu erfolgte eine quantitative Proteinanalyse mittels Massenspektrometrie (Proteomics) an den gleichen mikrodissezierten Proben. Die zwei differentiell und signifikant überexprimierten mRNAs in Teratom vs. Nekrose mit ihren signifikant überexprimierten korrespondierenden Proteinen wurden mittels Immunhistochemie und H-Score-Berechnung validiert. Für Projekt 2 wurde aus den gleichen Gesamt-RNA-Proben miRNA-Analysen durchgeführt. Hierfür wurden die miR-371a-3p, 375-3p und 375-5p mittels Polymerase-Ketten-Reaktion qRT-PCR quantifiziert. Die Auswertung erfolgte mit Receiver Operating Characteristic (ROC)-Analyse für jede miRNA, um die Fähigkeit der Differenzierung von vitalem Tumor und Teratom von Nekrose zu testen. Zudem wurden Sensitivität, Spezifität sowie der positive und negative prädiktive Wert bestimmt um die Fähigkeit der miRNA als potenziellen prädiktiven Marker zu testen. In dem Teilprojekt 1 wurden das Anterior Gradient Protein 2 homolog (AGR2) und Zytokeratin 19 (KRT19) als signifikant und differentiell überexprimiert in Teratomgewebe im Vergleich zu Narbe/Nekrose sowohl auf mRNA- und Proteinebene identifiziert. Die methodische Validierung mittels Immunhistochemie war an der gleichen Patientenkohorte ebenfalls erfolgreich. Die weitere Validierung an einer unabhängigen Patientenkohorte mit 66 Patienten ergab signifikant höhere Werte für Teratom im Vergleich zu Nekrose (p < 0,0001; Fläche unter der Kurve (AUC) 1,0; Sensitivität und Spezifität jeweils 100 %). In dem Teilprojekt 2 war die miR-371a-3p in vitalem Tumor vs. Nekrose am signifikantesten überexprimiert (FC 31,1; p = 0,023), für den Vergleich Teratom vs. Nekrose die miR-375-5p (FC 64,2; p < 0,001). Die Kombination beider miRNAs führte zur besten Prädiktion von vitalem Tumor und Teratom vs. Nekrose (AUC 0,94). In dieser Arbeit wurden mit AGR2 und KRT19 zwei mögliche neue Tumormarker identifiziert zur Unterscheidung von Teratom und vitalen Tumoren von Nekrose. Diese müssen weiter untersucht werden und hätten einen denkbaren Einsatz in der funktionellen Bildgebung vor einer pcRPLND. Außerdem zeigte die Kombination der miR-371a-3p und miR-375-5p in der Unterscheidung von vitalem Tumor und Teratom vs. Nekrose in Gewebeproben vielversprechende Ergebnisse. Die miRNAs werden in einem nächsten Schritt an Serumproben pcRPLND getestet, um Ihre Rolle als möglichen Serumtumormarker zu untersuchen. Beide Teilprojekte wurden im Rahmen der Promotionsarbeit erstellt. Grundlage der kumulativen Promotion ist das Teilprojekt 2, welches ich als Erstautorin publizierte.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Kremer, Lara lara.kremer1012@gmail.com UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-744305
Date:	2024
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Urologie > Klinik und Poliklinik für Urologie
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language testikulärer Keimzelltumor UNSPECIFIED miRNA UNSPECIFIED
Date of oral exam:	29 August 2024
Referee:	Name Academic Title Nestler, Tim Privatdozent Dr. med. Tolkach, Yuri Privatdozent Dr. med. Hinze, Christian Privatdozent Dr. med.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/74430