Etablierung der subgenomischen Anreicherung zur Next Generation Sequencing basierten Identifizierung genomischer Veränderungen sowie die Identifizierung epigenetischer und struktureller Veränderungen im Glioblastom

Beim Glioblastom handelt es sich um den am häufigsten auftretenden und um den bösartigsten Gehirntumor im zentralen Nervensystem. Die mittlere Überlebensdauer liegt bei rund einem Jahr. Bei Glioblastomen unterscheidet man zwischen neu entstehendem primären und dem aus niedrig-gradigen Astrozytomen hervorgehenden sekundären Glioblastomen. Die Entstehung von Glioblastomen ist durch genetischer und epigenetischer Veränderungen verursacht. Mutationen, eine aberrante Methylierung von Promotorregionen und auch strukturelle Veränderungen können zur Aktivierung von Onkogenen oder zur Inaktivierung von Tumorsupressorgenen führen. Primäre und sekundäre Glioblastome weisen einige gemeinsame genetische Veränderungen (z.B. LOH 10q) auf, andere Veränderungen hingegen charakterisieren jeweils primäre (EGFR-Mutation/Amplifikationen) und sekundäre (IDH1 Mutationen) Glioblastome. Die (Epi-) Genomforschung profitierte in großem Maße durch die Einführung der Next Generation Sequencing (NGS) Technologien. Dennoch ist die Anwendung in Vergleichsstudien ganzer (Epi-) Genome vor allem aus Kostengründen kaum durchführbar. Das Verfahren der Microarray-based Genomic Selection (MGS) ermöglicht die Anreicherung interessierender genomische Bereiche Ziel dieser Studie war es, mittels Next Generation Sequencing Technologien neue epigenetische und genetische Aberrationen im Glioblastom zu identifizieren. Hierzu wurde in dieser Arbeit eine auf MGS basierende Methode zu subgenomischen Anreicherung entwickelt, die eine DNA-Methylierungsanalyse erlaubt (Bisulfit-Anreicherung). Mittels Bisulfit-Anreicherung wurden dann die Promotorbereiche des häufig deletierten Chromosoms 10q untersucht. Jeweils 10 primäre und sekundäre Glioblastome sowie 6 Normalhirn-Kontrollen wurden prozessiert. Das Unsupervised Clustering nach dem Methylierungsgrad zeigte die Einteilung in primäre und sekundäre Glioblastome. Sekundäre Glioblastome weisen im Vergleich zu primären Glioblastomen eine Hypermethylierung auf. Der Vergleich der verschiedenen Probengruppen ergab eine Reihe von hypermethylierten Genen. Von denen wurden DKK1, SEC31B, RASGEF1A und KCNMA1 in sekundären Glioblastomen als hypermethyliert validiert. Eine verminderte Expression dieser Kandidatengene war mit einem prognostisch ungünstigeren Verlauf für Glioblastom Patienten assoziiert. Strukturelle Veränderungen im Glioblastom-Genom wurden durch Mate-Pair Sequenzierung untersucht. Neben bekannten Amplifikationen wurden eine unbekannte Amplifikation der Gene COX4I2, BCL2L1 und TPX2 sowie eine Deletion des Gens TTC34 in sekundären Glioblastomen identifiziert