3 Expressionsanalyse des Prostatakarzinoms

Wir haben in Kooperation mit der Fa. metaGen Pharmaceuticals eine Studie zur Identifizierung differenziell exprimierter Gene im Prostatakarzinom durchgeführt. Diese Studie unterscheidet sich im Studiendesign von den anderen, bislang publizierten Studien durch den durchgängigen Einsatz mikrodissezierten Ausgangsmaterials und die Untersuchung von Tumor und Normalgewebe aller in die Studie eingeschlossenen Patienten. Es ist eine Besonderheit des Prostatakarzinoms, dass es zum einen histologisch oft sehr inhomogen ist, also sehr unterschiedlich differenzierte Tumoranteile direkt nebeneinander vorliegen können, und dass es zum anderen das tumorinfiltrierte Normalgewebe nicht zerstört, was oft zu einer Melange von Tumor- und Normalgewebe führt. Deshalb ist die Verwendung größerer Gewebeproben („bulk tissue“), die makroskopisch entweder dem Normalgewebe oder dem Tumor zugeordnet wurden, mit einem erheblichen Risiko der Verunreinigung bzw. der Inhomogenität der Tumordifferenzierung verbunden. Daher haben wir eine manuelle Mikrodissektion etabliert, die eine morphologische Kontrolle des zu untersuchenden Ausgangsmaterials erlaubt und das gewünschte Kompartiment entsprechend anreichert. Der paarweise Vergleich von Tumor- und Normalgewebe desselben Patienten sollte konzeptionell verhindern, dass etwa durch interindividuelle Unterschiede pseudo-differenzielle Gene identifiziert würden.

Als Array kam der von der Fa. metaGen konstruierte Affymetrix geneChip metg001A zum Einsatz, der insgesamt 3,023 unterschiedliche Gene repräsentierte (Abb. 1, links). Circa 1000 dieser Gene sind bekannte Tumorsuppressorgene, Onkogene und andere tumorassoziierte Gene verschiedener Signaltransduktionswege wie beispielsweise TGF-ß, RAS und WNT (Abb.1, rechts). Weitere 2000 Gene wurden zuvor in silico, d.h. bioinformatisch durch Analyse öffentlicher und kommerzieller Datenbanken (Schmitt et al., 1999) als differenziell identifiziert.


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Abbildung 1: Links ein sog. Array der Firma Affymetrix (METG001A). Rechts eine graphische Darstellung der Genzusammensetzung dieses Arrays (Quelle: metaGen Pharmaceuticals).

Es wurden 42 Prostatektomiepräparate, die im Institut für Pathologie diagnostiziert wurden, in die Auswertung der Studie eingeschlossen. Von 84 Proben (1xTumor-, 1xNormalgewebe) wurden Expressionsprofile erstellt und differenziell exprimierte Gene mit unterschiedlichen bioinformatischen Methoden identifiziert. Je nach Methode fanden wir 188 (Methode Golub), 186 (Methode CFM) bzw. 177 (Methode CF2) differenziell exprimierte Gene. Ein Vergleich mit den veröffentlichten Datensätzen anderer, weniger aufwändiger Studien zeigte, dass 62% der von uns mittels Golub-Methode identifizierten Gene bereits von Anderen beschrieben worden waren, was wir als Bestätigung der Validität unserer Methode auffassen. Zusätzlich fanden wir 71 Gene (38%), die bisher nicht beschrieben wurden. Wir haben auf Proteinebene die drei Gene XAG2, CD166 und CD24 detailliert weiter untersucht. XAG2 ist ein kleines muzinähnliches Molekül, welches bislang in Becherzellen des Colons beschrieben war und sich in 89% der Prostatakarzinome fand und offenbar ohne prognostische Bedeutung ist. Eine umfassende Beschreibung dieser Studie findet sich in der Originalarbeit im Anhang 9.1.


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08.06.2005