Heteroplasmie der mitochondriellen D-loop astrozytärer Tumore im Vergleich zum tumorfreien Hirn

In diesem Projekt wurden quantitative Verschiebungen zwischen präexistenten heteroplasmischen Sequenzvarianten der mtDNA, sowie somatische Mutationen der mtDNA in astrozytären Tumoren unterschiedlicher Anaplasiegrade untersucht. Zu Beginn wurden an wenigen Fällen Klonierungen der mtDNA aus Tumorgeweben und zum Teil aus korrespondierendem Tumor-freiem Hirngewebe vorgenommen. Diese bewiesen eine häufige Heteroplasmie der im Hirngewebe und im Tumorgewebe. Diese trat vor allem in einem homopolymeren Cytosin-Trakt im Bereich des konservierten Sequenzblockes 2 der D-loop auf. Dieser homopolymere Trakt greift ist in doppelter Hinsicht für die Replikation der mtDNA wesentlich, für die Initiierung und Prozessierung eines RNA-Primers der DNA-Synthese. Trotzdem gibt es gerade in diesem Bereich einen Längenpolymorphismus. Mithilfe einer spezifischen PCR-Methode wurde dieser Trakt an großen Fallzahlen analysiert. Verschiebungen einer bereits im Hirn existierenden Heteroplasmie traten häufig in den Tumoren auf, potebtielle Neumutationen seltener (12 % in Glioblastomen). Weiter fanden sich auch Längeninstabilitäten in anderen repeat-Regionen und in seltenen Fällen Häufungen von Basen-Transitionen z.T. im gesamten mt-Genom. Leider ergaben sich bislang keine definierten Stadien-Assoziationen. Die Sequenzalterationen eignen sich jedoch als klonale Tumorzellmarker für einige Fragestellungen der Tumorausbreitung. In einigen anderen Tumor-Entitäten werden mtDNA-Alterationen jedoch als hochsensible Tumorzellmarker in Körperflüssigkeiten diskutiert.

Heteroplasmy of mitochondrial DNA in astrocytic tumors

In this project quantitative shifts among heteroplasmic mtDNA sequence variants from human brain, as well as somatic mtDNA mutations were studied in a series of astrocytic tumors of various WHO stages. The first analyses were performed with only a few tumors and corresponding tumor-free brain samples using a molecular cloning approach. They showed frequent heteroplasmy in normal brain and tumors. This heteroplasmy was observed most often within a homopolymeric cytosine tract in the conserved sequence block 2 of the D-loop. This homopolymeric tract is involved in a dual way in mtDNA replication, since it plays a role for initiation and processing of a RNA-primer, necessary for replication. Nevertheless a length polymorphism in this tract exists among humans. With a specific PCR approach a large series of astrocytic gliomas was analyzed in this region. Shifts in a preexisting heteroplasmy in the brain were often observed in the tumors. Potential somatic mutations were observed more rarely (12% of glioblastomas). An accumulation of high numbers of base transitions throughout the mt-genome was observed in some cases. Unluckily, no clear cut asociation with WHO grading was observed. However, the mtDNA alterations might be useful as clonal tumor cell markers for some analyses of tumor spreading. In some other tumor entities, mtDNA alterations are duscussed as highly sensitrive markers of cancer cells in bodily fluids.