Aus der Medizinischen Klinik
mit Schwerpunkt Hämatologie, Onkologie und Tumorimmunologie
der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation

Deregulation von Zellzyklus und Apoptose
beim Plattenepithelkarzinom
des Ösophagus

Zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

von
Dilek Güner
aus Eskisehir (Türkei)

Dekan: Prof. Dr. Joachim W. Dudenhausen

Gutachter:
1. PD Dr. med. Peter Daniel
2. Prof. Dr. rer. nat. Klaus Schulze-Osthoff
3. Prof. Dr. rer. nat. Sebastian Wesselborg

Datum der Promotion:15. September 2003

Meinen Eltern

Inhaltsverzeichnis

• 1. Einleitung
  • 1.1 Das Ösophaguskarzinom
    • 1.1.1 Epidemiologie
    • 1.1.2 Pathogenese und Pathologie
    • 1.1.3 Diagnose und Stadieneinteilung
    • 1.1.4 Therapie und klinische Prognose
    • 1.1.5 Operative Therapie
    • 1.1.6 Präoperative (neoadjuvante) Therapie
    • 1.1.7 Postoperative (adjuvante) Therapie
    • 1.1.8 Definitive Radiotherapie
    • 1.1.9 Palliative Radiotherapie
  • 1.2 Tumorbiologie und Molekulare Prognosefaktoren
    • 1.2.1 Zellvermehrung
    • 1.2.2 Der G1-Restriktionspunkt und Zellzyklusregulation durch den Rb-Signalweg
    • 1.2.3 Zellzyklus-Hemmung durch die Retinoblastom (Rb) Genfamilie
    • 1.2.4 Zellzyklus-Regulation durch Cycline, CDK und ihre Inhibitoren
    • 1.2.5 Zellzyklus und Apoptose
    • 1.2.6 Kontrolle von Zellzyklus und Apoptose durch p53
    • 1.2.7 Inaktivierung von Zellzyklusregulatoren in Tumoren
    • 1.2.8 Zelltodsignalwege
    • 1.2.9 Mitochondrien und Apoptose
• 2. Fragestellung
• 3. Patienten und Methoden
  • 3.1 Patienten
  • 3.2 Immunhistochemie
  • 3.3 Extraktion genomischer DNA aus Tumorproben
  • 3.4 p53 Mutationsanalyse
  • 3.5 K-ras Mutationsanalyse
  • 3.6 Statistische Auswertung
• 4. Ergebnisse
  • 4.1 Nachbeobachtung
  • 4.2 Analyse des Rb-Signalwegs
  • 4.3 Mutationsanalyse von p53 und Bax in Relation zu Protein-Expressionsprofilen
  • 4.4 Korrelation von Expressionsprofilen mit klinischen und pathologischen Parametern
  • 4.5 Einfluß von Cyclin D1, p16^INK4a, Rb, p53, p21, Bax und Bcl-2 auf das Überleben
  • 4.6 Multivariate Regressionsanalyse für das Gesamtüberleben
  • 4.7 Analyse des späten G1-Restriktionspunkts (Cyclin E und p27^KIP)
  • 4.8 Deregulation von Zellzykluskomponenten und Tumorproliferation
  • 4.9 K-ras Mutation und Inaktivierung von Signalwegen
• 5. Diskussion
  • 5.1 Molekulare Prognosefaktoren des Ösophaguskarzinoms
  • 5.2 Rolle chromosomaler Veränderungen
  • 5.3 Marker für Tumorproliferation und deren prognostische Relevanz
  • 5.4 Inaktvierung des Rb-Signalwegs und prognostische Bedeutung
  • 5.5 Störung des späten G1-Restriktionspunkts
  • 5.6 Prognostische Bedeutung der Inaktivierung von Komponenten des p53-Signalwegs
  • 5.7 Inaktivierung von Kontrollgenen und Mechanismus der Karzinogenese
  • 5.8 Onkogene Transformation und Inaktivierung von Signalwegen
• 6. Zusammenfassung
• Literatur
• Publikationen
• Danksagung
• Erklärung an Eides Statt

Tabellen

• Tab. 1:Standardisierte und kumulative Mortalitätsraten für das Ösophaguskarzinom 1997
• Tab. 3:Klinische Stadieneinteilung der Ösophaguskarzinome nach AJCC [60]
• Tab. 4: Stadienabhängiges Überleben von Patienten mit Ösophaguskarzinom
• Tab. 5:Klinisch-pathologische Charakteristika der Patienten und ihrer Tumore (n=53)*
• Tab. 6:In der Immunhistochemie eingesetzte Antikörper
• Tab. 7:Für die p53-Mutationsanalyse eingesetzte Primer
• Tab. 8:1-, 2- und 5-Jahres-Gesamtüberleben (geschätzt nach der Kaplan-Meier Methode)
• Tab. 9: Univariate Regressionsanalyse, Cox Proportional Hazard Modell.
• Tab. 10:Multivariate Regressionsanalyse (Cox Modell)
• Tab. 11:Relation von aktivierenden K-ras Mutationen zu p53-Mutation*
• Tab. 12:Relation von aktivierenden K-ras Mutationen zum Rb-Signalweg
• Tab. 13:Lokalisation, Funktion und Pathogenese genetischer Veränderungen beim Ösophaguskarzinom

Bilder

• Abb. 1:Altersstandardisierte häufigste Mortalitätsraten für Männer und Frauen für das Jahr 1998 im Saarland.
• Abb. 2: Prozentuale Anteile der häufigsten Lokalisationen maligner Tumore für das Jahr 1997 im Saarland.
• Abb. 3:Balance von Zellvermehrung und Zelluntergang
• Abb. 4:Regulation der S-Phase Progression durch E2F
• Abb. 5:Regulation der Zellzyklusphasen durch Cycline und Cyclin-abhängige Kinasen (CDK) sowie deren Inhibitoren (CDKI).
• Abb. 6:Intron/Exon-Struktur des INK4a Genlokus
• Abb. 7:Der p14^ARF/p53 Signalweg
• Abb. 8:Zelluläre Antwort auf genotoxische Schäden
• Abb. 9:Apoptose-Signalwege
• Abb. 10:Aktivierung des mitochondrialen und des Death-Rezeptor-vermittelten Apoptose-Signalwegs.
• Abb. 11:Expressionsniveau von Komponenten des Rb-Signalwegs, Bax und Bcl-2, analysiert mittels Immunhistochemie
• Abb. 12: Plattenepithelkarzinom des Ösophagus
• Abb. 13:Expressiosspiegel der untersuchten Gene in Relation zum p53 Mutationsstatus
• Abb. 14:Immunhistochemisch bestimmte Expressionspiegel von Komponenten des Rb-Signalwegs, Bax und Bcl-2 in Relation zu klinisch-pathologischen Parametern
• Abb. 15:Kaplan-Meier Überlebensanalyse für Cyclin D1, p16^INK4a, Rb und den kombinierten Cyclin D1/p16/Rb Status
• Abb. 16:Kaplan-Meier Überlebensanalyse für p53 Mutation, p21^CIP/WAF-1 Expression und für den kombinierten p53/p21 Status
• Abb. 17:Kaplan-Meier Überlebensanalyse für Bax und Bcl-2 Expression und für den kombinierten Bax/Bcl-2 Status
• Abb. 18:Kaplan-Meier Analyse des Gesamtüberlebens von Patienten mit Plattenepithel-Karzinom des Ösophagus für den kombinierten Cyclin D1/p16^INK4a/Bax Status
• Abb. 19:Kaplan-Meier Analyse des Gesamtüberlebens von Patienten mit Plattenepithel-Karzinom des Ösophagus für Expression von p27^KIP1 und Cyclin E.
• Abb. 20:Kaplan-Meier Analyse des Gesamtüberlebens von Patienten mit Plattenepithel-Karzinom des Ösophagus für Expression von p27^KIP1 in Relation zu zusätzlichen Defekten im Rb-Signalweg
• Abb. 21:Kaplan-Meier Analyse des Gesamtüberlebens von Patienten mit Plattenepithel-Karzinom des Ösophagus für Expression von Cyclin E in Relation zu zusätzlichen Defekten im Rb-Signalweg
• Abb. 22:Kaplan-Meier Analyse des Gesamtüberlebens von Patienten mit Plattenepithel-Karzinom des Ösophagus für Expression von Ki-67
• Abb. 23:Immunhistochemisch bestimmte Expressionspiegel von Komponenten des Rb-Signalwegs, Bax und Bcl-2 in Relation zu Ki-67 Expression
• Abb. 24:Expressionspiegel von Ki-67 in Relation zur Inaktivierung von Komponenten des Rb-Signalweg
• Abb 25: Einfluss von K-ras Mutation auf das Expressionsniveau von Bax
• Abb. 26:Kaplan-Meier Analyse des Gesamtüberlebens von Patienten mit Plattenepithel-Karzinom des Ösophagus für Mutation des zellulären K-ras Proto-Onkogens