Detection of cytogenetic aberrations after chemotherapy for early diagnosis of therapy-related hematologic malignancies

Durch myeloablative Therapien mit autologer Stammzell- oder Knochenmarktransplantation bei Hodgkin- und Non-Hodgkin-Lymphomen werden aufgrund weiter entwickelter Chemotherapieregime höhere Raten kompletter Remissionen erreicht, bei einer steigenden Inzidenz auf bis zu 20% von t-AML/MDS (Micallef et al. 2000, Pedersen-Bjergaard et al. 2000). Im Rahmen dieser Arbeit wurden das Auftreten der Translokationen bzw. ihrer jeweiligen Fusionstranskripte t(8;21)/AML1/ETO, inv(16)/CBFB-MYH11, t(15;17)/PML-RARα und t(9;22)/BCR-ABL in 42 Leukapheresaten (33 Patienten mit NHL und 9 gesunde Spender) mittels konventioneller und Real-Time-PCR untersucht. Weder die Translokationen t(8;21), inv(16) noch t(9;22) konnten in dieser Arbeit nachgewiesen werden, obwohl für t(8;21) und t(9;22) bereits ein Auftreten bei Gesunden beschrieben wurde (Bäsecke et al. 2002b, Biernaux et al. 1995). Jedoch konnte die Translokation t(15;17) in 6 von 42 Proben (davon 2 gesunde Spender) in der Real-Time-PCR und in 2 dieser 6 Proben in der nested RT-PCR nachgewiesen werden und zeigt damit ein überdurchschnittlich hohes Auftreten im Vergleich zu anderen Publikationen. Ein erhöhtes Durchschnittsalter und damit eine erhöhte Exposition gegenüber genotoxischen Substanzen aus der Umwelt lagen nicht vor. Jedoch sind Patienten und Spender mit G-CSF vorbehandelt, somit waren alle, die Patienten zusätzlich durch Chemotherapie, einer erhöhten Genotoxität ausgesetzt. Trotzdem übersteigt der Nachweis des Fusionstranskriptes bei weitem die Inzidenz der t-AML. Möglicherweise handelt es sich bei den Translokationen somit um eine vorübergehende genetische Instabilität nach Chemotherapie oder Stammzellmobilisation, die nicht indikativ für eine Leukämie ist oder es wurde der Nachweis in avitalen oder bereits apoptotischen Zellen erbracht. Die Entwicklung maligner Erkrankungen ist zudem ein mehrstufiger Prozess, bei dem eine bestimmte genetische Aberration zwar vorhanden sein muss, jedoch nicht als alleiniger Auslöser für den klinischen Krankheitsprozess ausreicht. Insgesamt ist davon auszugehen, dass sowohl die konventionellen Chemotherapien als auch die myeloablativen Therapien mit Stammzell- bzw. Knochenmarktransplantation an der Entstehung von t-AML/MDS beteiligt sein können. Aufgrund der hohen Inzidenz von t-AML im Risikokollektiv der chemotherapierten Patienten ist eine Frühdiagnostik anhand molekulargenetischer Parameter wünschenswert. Die Aussagen eines möglichen Screenings auf t-AML-assoziierte Translokationen bei Risikopatienten vor autologer Stammzell- oder Knochenmarktransplantation sind aufgrund des gezeigten häufigen Transkriptnachweises ohne Entwicklung einer t-AML allerdings begrenzt, da dieser Nachweis nicht indikativ ist. Molekulargenetische und chronologische Langzeituntersuchungen des Patientenmaterials müssen folgen, um eine Aussage über das t-AML/MDS-Risiko in dem Kollektiv der Transkript-positiven Patienten machen zu können.Due to developed chemotherapy regimes higher rates of complete remissions are reached by myeloablative therapies with autologous stem cell or bone marrow transplantation with Hodgkin and Non Hodgkin lymphomas, with an increasing incidence up to 20% t-AML/MDS (Micallef et al. 2000, Pedersen Bjergaard et al. 2000). In the context of this work the occurrence of the translocations and their respective fusion transcript t(8; 21) /AML1/ETO, inv (16) /CBFB-MYH11, t(15; 17) /PML RARα and t(9; 22) /BCR ABL were investigated in 42 leucapheresates (33 patients with NHL and 9 healthy donors) by conventional and real-time PCR. Neither the translocations t(8; 21), inv(16) or t(9; 22) were detected in this work, although for t(8; 21) and t(9; 22) an occurrence has already been described (Bäsecke et al. 2002b, Biernaux et al. 1995). The translocation t(15, 17) was detected in 6 of 42 samples (including 2 healthy donors) in real-time PCR and in 2 of these 6 samples in the nested RT-PCR, thereby demonstrating an exceptionally high incidence in comparison to other publications. A higher average age and thus an increased exposure to genotoxic substances in the environment were not available. Patients and donors were treated with G-CSF, thus, all, the patients by additional chemotherapy, were exposed to an elevated genotoxicity. Nevertheless, the detection of the fusion transcripts exceeded by far the incidence of t-AML. It is possible that in the translocations show a transient genetic instability after chemotherapy or stem cell mobilization, which is not indicative of leukemia or there was a detection in non-vital or apoptotic cells. The development of malignant diseases is a multi-stage process in which a specific genetic aberration must be present, but is insufficient as the only trigger for the clinical disease process. Overall, it is assumed that both, the conventional chemotherapy and the myeloablative therapy with stem cell or bone marrow transplantation may be involved in the development of t-AML/MDS. Due to the high incidence of t-AML in the risk group of patients receiving chemotherapy an early diagnosis using molecular genetic parameters is desirable. The predicting of a screening on t-AML-associated translocations in high-risk patients before autologous stem cell or bone marrow transplantation is limited due to the frequent evidence of the transcripts without development of t-AML, since such evidence is not indicative. Molecular genetic and chronological long-term studies of must follow in order to make a prediction about the risk of t-AML/MDS in the collective of transcript-positive patients