Nachweis und molekulare Charakterisierung EpCAM-positiver Zellen im Knochenmark von Mammakarzinom-Patientinnen

Das Mammakarzinom ist mit einer Inzidenz von rund 72.000 die häufigste Krebserkrankung bei Frauen in Deutschland. Obwohl die meisten Mammakarzinom-Patientinnen zum Zeitpunkt der Resektion noch frei von Makrometastasen sind, tritt bei ungefähr 20-50 % dieser M0 Patientinnen im weiteren Verlauf ein Rezidiv auf, in dessen Folge der Großteil der Patientinnen verstirbt. Der Erfolg einer adjuvanten Therapie entscheidet sich also daran, inwieweit disseminierte Tumorzellen (DCC) eradiziert werden können oder resistent sind. Aktuell werden Therapieentscheidungen aufgrund von Primärtumor-Analysen getroffen. Außerdem beruht auch die Entwicklung neuer Therapien und die Identifizierung von Zielstrukturen weitgehend auf Analysen der Primärtumoren oder daraus generierter Zelllinien. Dieses Vorgehen steht in einer gewissen Spannung zu dem klaren Befund der prognostischen Relevanz der DCC, die in mehreren Arbeiten nachgewiesen werden konnte. Das Ziel dieser Arbeit war die sichere Identifizierung und molekulare Charakterisierung von DCC, um eine Voraussetzung für die Entwicklung zielgerichteter systemischer, insbesondere adjuvanter, Therapien zu schaffen. In einem ersten Schritt wurde durch eine Doppelfärbung gegen CK und EpCAM, den am häufigsten zur Detektion von DCC verwendeten Antigenen, eine Koexpression der beiden Proteine in der Mehrheit der Marker-positiven Patientinnen nachgewiesen. Dieser Befund ermöglichte unter der alleinigen Verwendung eines EpCAM-Antikörpers vitale EpCAM+ Zellen aus dem Knochenmark von M0 und M1 Patientinnen zu isolieren, die auch für Genexpressionsstudien verwendet werden konnten. In Kontrollexperimenten zeigte sich, dass EpCAM+ Zellen auch in gesunden Spenderinnen detektiert werden können. Die Anwesenheit von EpCAM+ Zellen im gesunden Knochenmark erschwerte maßgeblich die Detektion von „echten Tumorzellen“. Es wurde zunächst versucht durch histogenetisch präferentiell exprimierte Marker (wie verschiedene Zytokeratin Transkripte und CD45) DCC von autochthonen Knochenmarkzellen zu unterscheiden. Ebenso wurden tumor-assoziierte Transkripte getestet, wobei HER2wt und eine Spleißvariante des HER2 Gens tumorspezifisch waren. Da diese Transkripte lediglich in bis zu 23 % der DCC gefunden wurden, blieb der einfache Klassifizierungsversuch mit Hilfe der Expression ausgewählter Transkripte bei vielen Zellen erfolglos. Deshalb wurde versucht über den Nachweis von chromosomalen Veränderungen mit Hilfe der mCGH die maligne Identität der Zellen zweifelsfrei festzustellen. Bei allen genomisch untersuchten EpCAM+ M1 Zellen und der Mehrheit der EpCAM+ M0 Zellen handelte es sich um disseminierte Tumorzellen mit aberrantem Genom. Dabei unterschied sich die Anzahl der Aberrationen von M0 und M1 Zellen signifikant und es konnten charakteristische chromosomale Alterationen in M1 Zellen detektiert werden. Gegenwärtig bleibt unklar, ob sich auch unter den EpCAM+ Zellen mit balanciertem Profil weitere Tumorzellen befinden, die genetische Veränderungen unterhalb der Auflösungsgrenze der mCGH besitzen. Mit Hilfe einer umfassenden Genexpressionsanalyse konnte weiterhin gezeigt werden, dass EpCAM+ M0 und M1 DCC anhand ihrer Genexpression unterschieden werden konnten. Während Zellen von metastasierten Patientinnen Differenzierungs- und Proliferationsmarker überexprimierten (z.B. RANKL, S100A11), zeigten DCC aus nicht-metastasierten Patientinnen Zeichen einer Adaptation ans Knochenmark. Es konnte eine unerwartet deutliche phänotypische Plastizität der DCC im Knochenmark aufgedeckt werden. Die sichere Identifizierung von aberranten DCC und die Verfügbarkeit ihrer Genexpressionsprofile wird nun erlauben, differenzierende Gensignaturen für die hämatopoetischen EpCAM+ Zellen zu definieren. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die in dieser Arbeit begonnenen vergleichenden Analysen von Genom und Transkriptom einzelner DCC die Tür für ähnliche Studien zu metastatischen Vorläuferzellen öffnen. Dies könnte in der Zukunft zu einer Veränderung der Diagnostik der minimalen Resterkrankung, der Suche nach therapeutischen Zielstrukturen und unserem Verständnis der generalisierten Krebserkrankung führen