Universität zu Köln

Mammadova, Laman (2024). Umfangreiche Gesamtexomsequenzierung der zirkulierenden Tumor-DNA zur Identifizierung von genetischen Veränderungen beim klassischen Hodgkin Lymphom. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Das Hodgkin Lymphom (HL) entsteht aus B-Zellen und ist genetisch charakterisiert durch Mutationsveränderungen in mehreren Signalwegen wie NF-kB, JAK/STAT, AP-1, PI3K/AKT, Mutationen in der TNF-Rezeptorfamilie sowie Veränderungen in MHC-Klasse-II-Expression, und PD-1/PD-L1-Koinhibitionsweg. Es ist eine der häufigsten bösartigen Erkrankungen bei jungen Erwachsenen mit erheblicher Morbidität und Mortalität. Mit der derzeitigen Erstlinientherapie von HL bestehend aus einer Chemotherapie häufig in Kombination mit Strahlentherapie, kann eine langfristige Heilung erzielt werden. Patienten sind jedoch regelmäßig mit frühen und späten Toxizitäten konfrontiert, die die Gesundheit der Patienten und die damit verbundene Lebensqualität beeinträchtigen. Tatsächlich wird das Hodgkin Lymphom (HL) aufgrund des Mangels an genauer Risikostratifizierung häufig über- oder unterbehandelt. Mit dieser Arbeit soll ein besseres Verständnis der Biodiversität des Hodgkin Lymphoms erzielt werden, damit man die Therapie möglichst individualisieren und das damit verbundene Outcome verbessern kann. Dafür wurde eine Gesamtexomsequenzierung (WES) von zirkulierenden Tumor-DNA (ctDNA) von zuvor unbehandelten Patienten mit klassischem HL (cHL) durchgeführt, um eine breite Palette der Mutationen zu generieren. Es zeigte sich eine starke Korrelation der Allelhäufigkeiten, Kopienzahlvariationen, Mutationslast und der EBV Detektion mit der zuvor veröffentlichten zielgerichteten Sequenzierungsplattform der AG Borchmann (Sobesky et al.). Die für das cHL charakteristischen Mutationen (z.B. B2M, CSF2RB, GNA13, SOCS1, STAT6, TNFAIP3) konnten mit hoher Sensitivität auch in diesem Ansatz erkannt werden. Eine mit anderen Studien vergleichbare Mutationsrate der oben genannten Mutationen zeigte Nichtunterlegenheit dieses Ansatzes. Zudem wurden in dieser Arbeit neue, vorher nicht beschriebene Onkogene, Tumorsuppressorgene und Kopienzahlvariationen definiert, die einen prognostischen Wert in der Behandlung der HL haben könnten. Zu den häufigen und potenziell für HL wichtigen Onkogenen und Tumorsuppressorgenen gehörten APOB, FLG2, ZNF806, TYRO3, SEL1L3, PLXNC1, RP1L1, IGFN1, CISH, FREM2, KCNJ8, RFTN1, HLA-B. Es wurden ebenfalls funktionell verbundene Cluster in folgenden Genen identifiziert: STAT6, XPO1, OR10G7, KCNJ8, EEF1A1. Einige von diesen Mutationsclustern wurden in vorherigen HL-Studien bereits beschrieben. Um zu einem besseren Verständnis der mutationalen Prozesse zu gelangen, wurden in der Analyse mutationale Signaturen basierend auf einzelnen Basensubstitutionen (SBS) identifiziert. Eine zuvor lediglich in HL-Zelllinien entdeckte und bereits von AG Borchmann in dem 9 vorherigen Sequenzierungsansatz beschriebene Signatur SBS25 konnte in 13% der Kohorte reidentifiziert werden. Zusätzlich zu den einzelnen Mutationen und der mutationalen Landschaft wurden Kopienzahlvariationen mit betroffenen Gen-Loci identifiziert. Die häufigsten Amplifikationen zeigten sich in folgenden Loci: 19q13.42, 17q12, 4q13.2, 8p23.1, 22q11.1, 16q23.1, 4p16.1, 7q35. Diese umfassten solche Gene, wie Rezeptoren der KIR-Familie (KIR2DL1, KIR2DL4, KIR3DL1), TBC1D3, UGT2B15, POTEH, CLEC18, USP17. Die häufigsten Deletionen waren in den Gen-Loci: 13q34, 22q11.22, 16p13.3, 10q11.23, 4q13.2, 20q13.13, 12q13.12, 9p11.2 und 5p15.33. Diese Loci trugen solche Gene wie IGLL5, FAM21, ASAH2, UGT2B2, PTPN1, CEBPB, UBE2V1, MLL2, RHEBL1, ZDHHC11. Schließlich konnte mit diesem Ansatz gezeigt werden, dass mit einem breiteren Ansatz (Whole-Exome) und weniger Sequenziertiefe trotzdem mit hoher Sensitivität sequenziert werden kann. Dies ermöglicht es, neue Gene und Gen-Loci zu identifizieren und somit das Verständnis der Biodiversität des Hodgkin Lymphoms zu erweitern.