Evaluation prognostischer und prädiktiver Biomarker im Ovarialkarzinom mittels kinetischer RT-PCR aus Paraffingewebe

Abstract

Die Archive pathologischer Institute beherbergen eine große Menge an formalin- fixiertem und in Paraffin eingebettetem Material der diagnostischen Routine. Dieses Gewebe stellt wegen seiner einfachen Handhabung und Verfügbarkeit eine attraktive Quelle für die translationale Tumorforschung dar. Auch erschließt es durch seine Eigenschaft als Routinematerial die Möglichkeit, so gewonnene Erkenntnisse für einen klinisch-diagnostischen oder prädiktiven Einsatz nutzbar zu machen. Bis in jüngere Zeit galt die Gewinnung von RNA für den Einsatz in molekularbiologischen Studien aus diesem Material als limitiert. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, eine neue, auf magnetischen Partikeln beruhende Methode der RNA-Extraktion aus Paraffingewebe zu evaluieren. Dazu wurde eine Reihe von Biomarkern an einer Gruppe von Patientinnen mit Ovarialkarzinom untersucht. Das Ovarialkarzinom ist der Tumor des weiblichen Genitaltrakts mit der höchsten Mortalität und mit einer ungünstigen Prognose behaftet. Neue Biomarker zur individuellen Risikoeinschätzung und Therapieplanung sind daher erforderlich. Vor diesem Hintergrund wurde die Expression von Vascular endothelial growth factor C (VEGF-C), Östrogenrezeptor 1 (ESR1), Topoisomerase II alpha (TOP-IIα), Multidrug resistance protein 1 (MRP1), DICER und Insulin-like growth factor receptor binding protein 3 (IMP3) untersucht. Die Arbeit konnte zeigen, dass die aus Paraffingewebe extrahierte RNA für den Einsatz in molekularbiologischen Studien geeignet ist. Damit eröffnet sich eine Möglichkeit, den wachsenden Anforderungen an eine quantitative, reproduzierbare Biomarkerevaluation durch die Pathologie gerecht zu werden. Es fand sich dabei jedoch nicht immer eine Korrelation zwischen RNA- und Proteinexpression, was auf posttranskriptionale Regulationsmechanismen hinweist. Dies bleibt bei der Interpretation so gewonnener Daten zu berücksichtigen. Das wichtigste Ergebnis der Biomarkerevaluation ist die erstmalige Beobachtung, dass die Bestimmung der Expression von Östrogenrezeptor 1 mittels der kinetischen RT-PCR im Gegensatz zur Immunhistologie geeignet ist, biologisch relevante Expressionsunterschiede zu ermitteln.

Formalin-fixed and paraffin-embedded tissue is the material used in diagnostic routine and is harboured in large quantities in departments of Pathology. Due to its wide availability and easy handling, this material is an attractive source for translational research. Until recently, extraction of RNA from paraffin-embedded tissue was considered as limited. The aim of this study was the evaluation of a new method of nucleic acid extraction from paraffin- embedded tissue based on magnetic beads. A set of biomarkers was examined in tissue specimens from patients with primary epithelial ovarian cancer. Of the tumors of the female genital tract, ovarian cancer is associated with the highest mortality rate and a very poor prognosis. For individualization of patient management, new prognostic and predictive biomarkers are urgently needed. Therefore, expression of vascular endothelial growth factor C (VEGF-C), estrogen receptor 1 (ESR1), toposiomerase II alpha (TOP-IIα), multidrug resistance protein 1 (MDR1), DICER and insulin-like growth factor receptor binding protein 3 (IMP3) was examined. The work could demonstrate that RNA from formalin-fixed from paraffin-embedded tissue is suitable for gene expression studies. The results offer an opportunity to respond to the increasing demand of quantitative and highly reproducible pathologic evaluation of biomarkers. A correlation of mRNA and protein expression could not be observed for all biomarkers. This points at post-transcriptional regulatory mechanisms and needs consideration for interpretation of data. The most important result of the biomarker evaluation is the first observation that the determination of estrogen receptor mRNA, but not protein expression, is suitable to detect biologically relevant differences in estrogen receptor expression in ovarian cancer.