DSB-Reparatur- und G2/M-Checkpoint-Messungen und Genomanalyse prädisponierter Personen

Nach der Induktion von DNA-Doppelstrangbrüchen (DSBs) z.B. durch ionisierende Strahlung (wie Röntgenstrahlung) verlangsamen Zellzyklus-Checkpoints die Proliferation, um den Reparaturmechanismen Zeit für die Beseitigung der Läsionen zur Verfügung zu stellen. Störungen in der DNA-Schadensantwort können zu einer erhöhten Chromosomeninstabilität und letztlich zur Entstehung von Krebs führen. Im Rahmen dieses Projekts soll daher untersucht werden, inwieweit sich die Checkpoint-Sensitivität und die DSB-Reparaturkapazität von genetisch - im Hinblick auf die Krebsentstehung - vorbelasteten Personen von der gesunder Personen unterscheiden. Im Rahmen der ersten Förderperiode (ISIMEP) wurden mikroskopische Methoden etabliert, welche die hoch-standardisierte, teil-automatisierte Messung der G2/M-Checkpoint-Effizienz und der DSB-Reparaturkapazität einer hohen Anzahl an Zelllinien ermöglichen. Anhand dieser Methoden wurden Zelllinien der GenKIK-Studie auf die entsprechenden Endpunkte untersucht. Die GenKIK-Studie schließt ehemalige Kinderkrebspatienten ein, bei denen nach dem Auftreten eines Primärtumors eine unabhängige Folgeneoplasie bzw. keine Folgeneoplasie auftrat. Die ehemaligen Kinderkrebspatienten ohne Folgeneoplasie stellen die Kontrollgruppe dar, unterscheiden sich jedoch durch ein Matching nicht in Anamnese und Behandlung der Fälle. In der Projektlaufzeit des ISIMEP-Projekts wurden jeweils 21 Zelllinien aus Biopsien von ehemaligen Kinderkrebspatienten mit Folgeneoplasie oder ohne Folgeneoplasie (GenKIK-Zelllinien), die G2/M-Checkpoint-Sensitivität und DSB-Reparaturkapazität nach hohen und nach niedrigen Strahlendosen wie z.B. Röntgenstrahlung untersucht. Bei der Analyse der Reparaturkapazität zeigte besonders die Patientengruppe mit einer Folgeneoplasie nach einer Bestrahlung mit Dosen im mGy-Bereich ein über einen längeren Zeitraum erhöhtes DSB-Level. Diese Beobachtung liefert erste Hinweise darauf, dass bei dieser Patientengruppe in der Tat eine Veränderung in der DNA-Schadensantwort mit einer erhöhten Krebsprädisposition korreliert. Gegen Ende der ersten Förderperiode wurden 20 gesunde, gematchte Probanden rekrutiert, von denen ebenfalls Zelllinien etabliert wurden. Diese Zelllinien (KiKme-Studie Phase I) sollen nun analog zu den GenKIK-Zelllinien ebenfalls auf ihre Reparaturkapazität und Checkpointsensitivität untersucht werden und die Ergebnisse mit den bisherigen Daten aus der GenKIK-Studie verglichen werden. Das Ziel dieses Arbeitspakets ist es, die zellulären Untersuchungen (Reparatur- und Checkpointverhalten) der insgesamt 62 Zelllinien (GenKIK-Studie und KiKme-Studie Phase I) mit entsprechenden genomischen Analysen zu komplementieren, um einen tieferen Einblick in die einer Tumorentstehung zugrundeliegenden genetischen Ursachen und molekularen Mechanismen zu erlangen. Darüber hinaus sollen genomische Analysen Einblick in mögliche Ursachen der Krebsentstehung liefern. Da die Entwicklung von Tumorerkrankungen im Kindesalter - vor allem bei Patienten, welche ein unabhängiges Zweitkarzinom entwickeln - ein Ereignis darstellt, das mit hoher Wahrscheinlichkeit durch den individuellen genetischen Hintergrund beeinflusst wird, besitzt diese Kohorte ein hohes Potenzial zur Identifizierung von genetischen Prädispositionen.

Ansprechpartner: Dr. Johanna Mirsch
Institut für Strahlenbiologie und DNA-Reparatur , Technische Universität Darmstadt