Vererbbare Mutationen des ALK-Gens sind die Hauptursache des hereditären Neuroblastoms

Anwendung des xCELLigence Zellanalysesystems von Roche in der Krebsforschung
(PresseBox) (Penzberg, ) Keimbahnmutationen des Gens für anaplastische Lymphom-Kinase (ALK) sind die Ursache der meisten hereditären Neuroblastome und liefern so das erste Beispiel für einen Krebs im Kindesalter, der auf Mutationen eines Onkogens zurückzuführen ist. Dies hat eine kürzlich erschienene Forschungsstudie gezeigt (1). Zusammen mit den schon beschriebenen häufigen Variationen in der Chromosomenregion 6p22, die zum sporadischen Neuroblastom prädisponieren (2), wurde nun die genetische Ursache dieser Krankheit, eines der häufigsten Tumore bei Kindern, beschrieben. ALK wurde eindeutig als wichtiges Onkogen für die Entwicklung von Neuroblastomen identifiziert.

Yaël Mossé und Kollegen aus Philadelphia (USA) untersuchten zwanzig Probanden mit Neuroblastom, die weitere Fälle von Neuroblastom in der Familiengeschichte hatten (1). Insgesamt wurden 176 Personen (davon 49 mit Neuroblastom) einer genomweiten Analyse unterzogen. Mittels einer genomweiten Analyse von Stammbäumen mit Neuroblastomfällen fanden die Forscher eine signifikante Kopplung in der Chromosomenregion 2p23-24. Bei der Resequenzierung in Frage kommender Gene in dieser Region wurden dann drei verschiedene Keimbahnmutationen gefunden, die in acht verschiedenen Familien gekoppelt mit der Erkrankung vererbt wurden. Alle drei Mutationen verändern die Aminosäuresequenz der Tyrosinkinase-Domäne von ALK. Die Resequenzierung von 194 Patientenproben der sehr gefährlichen sporadischen Form des Neuroblastoms ergab in 12,4 % der Proben somatische Mutationen in der Tyrosinkinase-Domäne. Neun der zehn gefundenen Mutationen befinden sich in wichtigen Regionen der Kinase-Domäne und sind mit hoher Wahrscheinlichkeit für die Tumorentstehung wichtige, sogenannte "Driver"-Mutationen. Die Mutationen führten zur konstitutiven Phosphorylierung von ALK. Ein gezielter Knockdown der Messenger-RNA von ALK führte zu einer deutlichen Wachstumshemmung bei allen Zelllinien, die ALK-Mutanten oder mehrere Genkopien von ALK enthielten, sowie bei zwei von sechs Zelllinien, die die normale Version von ALK enthielten. Die Auswirkungen eines siRNA-vermittelten Knockdowns auf das adhärente Wachstum wurden mit dem RT-CES, einem Vorgängermodell des Zellanalysesystems xCELLigence von Roche Applied Science, quantifiziert.

Die Autoren schließen aus Ihren Forschungarbeiten, dass die Entdeckung von erblichen ALK-Mutationen mit hoher Penetranz als Ursache von hereditärem Neuroblastom von direkter Relevanz für Patienten mit hereditärem Neuroblastom in der Familie ist. Für nicht betroffene Kinder, die eine ALK-Mutation tragen, sollten Screening-Untersuchungen mit nichtinvasiven Techniken wie Sonographie oder der Messung von Katecholamin-Metaboliten eingeführt werden. Die gefundene Aktivierung der Zelloberflächen-Kinase durch eine Keimbahn- oder somatische Mutation könnte außerdem ein lohnendes Ziel für die Entwicklung von Therapeutika für diese tödliche Krebsart bei Kindern darstellen.

Das xCELLigence System von Roche Applied Science wurde ursprünglich von der amerikanischen Firma ACEA Biosciences unter dem Namen Real-Time Cell Electronic Sensing System (RT-CES®) entwickelt und wird nun von Roche und ACEA gemeinschaftlich weiterentwickelt. Es ermöglicht eine markierungsfreie dynamische Echtzeitüberwachung von Proliferation und Viabilität. Die Technik nutzt den elektrischen Wert der Impedanz, um den Zustand von Zellen nichtinvasiv und in Echtzeit zu quantifizieren. Dazu werden die Zellen in sogenannte E-Plate-Mikrotiterplatten ausgesät, in die mikroelektronische Sensor-Arrays integriert sind. Die Wechselwirkung der Zellen mit der Oberfläche der Mikroelektroden führt zu einer Zell-Elektroden-Impedanzänderung, die nicht nur ein Maß für die Zellviabilität ist, sondern auch mit der Anzahl der Zellen korreliert. Weitere Informationen zur Technologie finden Sie auf www.xcelligence.roche.com.

Literatur:
(1) Mossé Y et al.: Identification of ALK as a major familial neuroblastoma predisposition gene. Nature 2008 Aug 24, Onlinevorabveröffentlichung
(2) Maris, JM et al.: Chromosome 6p22 locus associated with clinically aggressive neuroblastoma. N Engl J Med 2008; 358: 2585-2593

XCELLIGENCE ist ein Markenname von Roche.

E-PLATE, RT-CES, und ACEA BIOSCIENCES sind Markennamen von ACEA Biosciences, Inc..

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