Universität zu Köln

Courts, Cornelius (2008). Molekularbiologische Analyse der Pathogenese primärer Lymphome des zentralen Nervensystems. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Primäre Lymphome des zentralen Nervensystems (PCNSL) sind diffus-großzellige Lymphome vom B-Zell-Typ im ZNS ohne systemischen Befall mit seit Jahren steigender Inzidenz und einer sehr schlechten Prognose. PCNSL-Zellen weisen einen "late germinal center exit"-Phänotyp mit aktiver somatischer Hypermutation auf. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Analyse molekularer Funktionszusammenhänge im Hinblick auf ihre Beteiligung an der Pathogenese von PCNSL. Um den Reifezustand, den PCNSL-Vorläuferzellen im Keimzentrum erreichen, exakt beschreiben zu können, wurde untersucht, ob PCNSL als nächsten Reifungsschritt einen Immunglobulin-Klassenwechsel vollziehen können. Als Ursache des ausbleibenden Immunglobulin-Klassenwechsels konnten eine Herabregulation der "activation-induced cytidine deaminase" sowie interne Deletionen der Switch-µ-Region in der Mehrzahl (6 von 11) der untersuchten PCNSL identifiziert werden. Um zu prüfen, ob auch weitere Entwicklungsschritte, die für die Differenzierung der Tumorzellen wichtig sind, blockiert sind, wurde untersucht, ob in PCNSL durch Inaktivierung des "positive regulatory domain I protein, with ZNF domain" (PRDM1), welches eine zentrale Regulationsstelle in der terminalen B-Zellentwicklung bildet, die terminale Entwicklung zur Plasmazelle gestört ist. Eine umfassende Mutations- und Expressionsanalyse von PRDM1 ergab, daß bei 4 von 21 PCNSL PRDM1 durch Mutationen inaktiviert ist und so die Möglichkeit zur Enddifferenzierung in reife Plasmazellen verstellt wird. Dadurch wird in diesen Lymphomen ein hochproliferativer und apoptosereduzierter Phänotyp stabilisiert. PCNSL zeichnen sich grundsätzlich durch hochaktive Proliferation und verminderte Apoptose aus. Daher sollten in dieser Arbeit die molekularen Bedingungen dieser Eigenschaften geklärt werden. Genexpressionsanalysen mittels quantitativer PCR zeigten bei PCNSL eine konstitutive Aktivierung des NF-kappa-B-Signalweges. Dies ist für die Entstehung zahlreicher Tumoren wichtig und ist mit einer hohen Malignität und Apoptoseresistenz assoziiert. PCNSL zeigten eine starke Dysregulation der antiapoptotischen und proliferationsinduzierenden NF-kappa-B-Zielgene BCL2, cFLIP sowie CCND2. Um die besonders schlechte Prognose von PCNSL-Patienten zu erklären, wurde die Expression des "Forkhead box protein 1" (FOXP1) in PCNSL analysiert. Eine FOXP1-Überexpression wurde kürzlich bei systemischen DLBCL sogar innerhalb prognostisch ungünstiger Subgruppen mit einem schlechteren klinischen Verlauf assoziiert. Alle untersuchten PCNSL weisen eine bevorzugte Expression trunkierter FOXP1-Isoformen und eine Herabregulation der ungekürzten Isoform auf. Dies könnte ein möglicher Grund für die durchweg schlechte Prognose dieser Lymphome sein. Darüber hinaus spielen posttranskriptionale Regulationsmechanismen eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Tumoren. Micro-RNAs (miRNA) stellen eine bedeutende posttranskriptionale Regulationsinstanz dar. In Pilotexperimenten konnte hier erstmalig gezeigt werden, daß eine Dysregulation von miRNA auch bei PCNSL auftritt. Darüber könnte die Pathogenese dieser Lymphomentität beeinflußt werden. Insgesamt trägt die vorliegende Arbeit dazu bei, das Verständnis der molekularen Ursachen primärer Lymphome des ZNS zu vertiefen, neue pathogenetische Aspekte aufzudecken und Möglichkeiten für eine diagnostisch und/oder therapeutisch nutzbringende Subklassifizierung aufzuzeigen.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Molecular biological analysis of the pathogenesis of primary central nervous system lymphoma English
Translated abstract:	Abstract Language Primary lymphomas of the central nervous system (PCNSL) are diffuse-large B-cell lymphoma confined to the CNS in the absence of systemic disease with rising incidence. They are associated with a very poor prognosis. PCNSL cells harbour a "late germinal center exit" phenotype with active somatic hypermutation. The aim of the present study was to analyze molecular mechanisms potentially involved in the pathogenesis of PCNSL. For a precise description of the maturation state of the tumor cells of PCNSL we examined whether PCNSL perform immune globulin class switch recombination (CSR) as subsequent step of maturation. Remarkably, immune globulin class switching was absent from PCNSL in all analyzed cases. Downregulation of activation-induced cytidine deaminase and internal deletions of the switch-µ-region were identified in 6 of 10 and 6 of 11 cases, respectively and may account for the impaired CSR. To investigate whether further steps important for differentiation are blocked we examined whether terminal B-cell differentiation is disturbed in PCNSL by inactivated positive regulatory domain I protein (PRDM1). PRDM1 is the central regulator for terminal B-cell differentiation. A comprehensive analysis of the mutational and expression status of PRDM1 showed that PRDM1 was targeted by inactivating mutations thereby abrogating terminal differentiation in 4 of 21 PCNSL resulting in the stabilization of a highly proliferative phenotype with reduced apoptosis. In general, highly active proliferation and reduced apoptosis are hallmarks of PCNSL. Thus, the present work aimed to elucidate the molecular conditions underlying these properties. Gene expression analysis performed by quantitative PCR revealed a constitutive activation of the NF-kappa-B pathway in PCNSL. This important prerequisite for the pathogenesis of several tumors is associated with high malignancy and reduced apoptosis. PCNSL showed strong dysregulation of the antiapoptotic and proliferation inducing NF-kappa-B targets BCL2, cFLIP, and CCND2, respectively. To explain the particularly poor prognosis associated with PCNSL the present work analyzed the expression status of forkhead box protein 1 (FOXP1) in PCNSL. Recently, overexpression of FOXP1 was reported to be associated with adverse prognosis even within the non-GCB subgroup of systemic DLBCL carrying a poor prognosis. All PCNSL analyzed exhibited a preferential expression of truncated FOXP1 isforms as well as a downregulation of the normal isoform. This could possibly explain the generally poor prognosis associated with this lymphoma entity. In addition, posttranscriptional mechanisms of regulation play an important role in tumorigenesis. Micro-RNAs (miRNA) are important agents in posttranscriptional modification of gene expression. Herein, we are first to show that dysregulation of miRNA expression also occurs in PCNSL and may influence its pathogenesis. In conclusion, the present work contributes to the comprehension of the molecular mechanisms underlying the pathogenesis of PCNSL and suggests potentialities for diagnostically and/or therapeutically relevant subclassifications. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Courts, Cornelius cornelius.courts@uk-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-24393
Date:	2008
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Institute for Genetics
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language B-Zell-Lymphom, ZNS German DLBCL, PCNSL, CNS English
Date of oral exam:	3 July 2008
Referee:	Name Academic Title Brüning, Jens Prof.Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2439