Der Fortschritt der personalisierten Medizin stellt besonders die Molekularpathologie vor immer größere Herausforderungen, denn mit steigender Anzahl an Biomarker-spezifischen Therapien erhöht sich auch die Anzahl an Mutationsanalysen. Primäres Ziel dieser Arbeit war es daher Problemlösungen für die Mutationsanalytik im Rahmen der Routinediagnostik zu finden. Wir untersuchten in dieser Studie drei verschiedene Probleme: i) den Einfluss von Mucin und Nekrose auf den Nachweis von möglichen Mutationen, ii) ob heterogene morphologische Pattern auch eine genetische Heterogenität aufweisen und iii) die klinische Relevanz seltener EGFR- (epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor) Mutationen. Zum ersten angesprochenen Thema konnten wir beweisen, dass ein hoher Anteil muzinöser und nekrotischer Tumorareale im Untersuchungsmaterial keinen Einfluss auf das Ergebnis der Mutationsanalytik hat. Dabei ist es besonders nennenswert, dass in den stark muzinösen Tumorproben, trotz Vorhandensein von nur sehr wenigen Tumorzellen, die bereits bekannte Mutation mit zwei verschiedenen Methoden, der Sanger-Sequenzierung und dem Next Generation Sequencing (NGS) nachgewiesen werden konnte. Zum zweiten erwähnten Punkt haben wir zeigen können, dass eine intratumorale genetische Heterogenität sowohl in morphologisch heterogenen als auch in morphologisch homogenen Kolorektalkarzinomen (CRC) vorkommt. Dennoch wiesen zwei morphologisch heterogene CRCs in den unabhängig voneinander untersuchten Arealen ein jeweils unterschiedliches Genprofil auf. Die sich daraus ergebene klinische Relevanz führt dazu, dass morphologisch unterschiedliche Areale innerhalb eines CRC unabhängig voneinander untersucht werden sollten. In der dritten Studie wurde die klinische Relevanz von seltenen EGFR-Mutationen untersucht. Es konnte nachgewiesen werden, dass Patienten mit einer seltenen EGFR-Mutation nicht auf die Therapie mit First-Generation TKI (Tyrosinkinaseinhibitor) ansprechen, mit Ausnahme eines Patienten mit der Mutation p.G874D. Patienten mit Doppelmutationen, bestehend aus einer seltenen und einer aktivierenden EGFR-Mutation, haben dagegen auf die Behandlung mit First- oder Second-Generation TKI angesprochen. Zusätzliche Literatur- und Datenbankrecherche zeigten, dass bisher nur wenige Daten zu klinischen Verläufen von Patienten mit seltenen EGFR-Mutationen vorliegen. Zusammengefasst konnten die durchgeführten Untersuchungen drei wesentliche Ergebnisse für die Routinediagnostik und die klinische Relevanz herausarbeiten. Proben mit einem hohen Anteil an Mucin oder Nekrose eignen sich durchaus für weitere molekulare Untersuchungen, morphologisch heterogene Tumore sollten entsprechend der morphologischen Pattern getrennt voneinander untersucht werden und letztlich scheinen Patienten mit seltenen Mutationen eine schlechtere Prognose zu haben, als Patienten mit häufigen Mutationen oder einer Kombination aus beiden, wobei hierzu nur wenige klinische Daten vorliegen und weitere Studien zur Klärung dieser Situation nötig sind.
The progress of personalized medicine poses a big challenge to molecular pathology, as the number of biomarker-based targeted therapies is growing rapidly with a concomitant increase in the number of mutational analyses. To that end, the primary goal of this study was to discover solutions for problems that occur during the detection of mutations in routine diagnostics. We investigated in this study three different issues: i) the influence of mucin and necrosis on mutational analysis, ii) whether the heterogeneous morphological pattern possesses genetic heterogeneity and iii) the clinical relevance of rare EGFR- (epidermal growth factor receptor) mutations. Regarding the first topic mentioned above, we established that high proportions of mucin or necrosis in tumor samples have no influence on the detection of mutations. Moreover, we demonstrated that purely mucinous tumor samples still contain enough tumor cells to detect the known mutation with two different methods: Sanger sequencing and next generation sequencing (NGS). Concerning the second stated challenge, we detected that intratumoral genetic heterogeneity is present in all colorectal cancer (CRC) samples, independent of both homogeneous and heterogeneous morphology. Moreover, in two samples with morphological heterogeneity, each identifiable tumor component showed a different genetic profile. This proven clinical relevance provides strong support for an individual analysis of each morphologically identifiable tumor component in CRC tumor samples. In the third study, we investigated the clinical relevance of rare EGFR mutations. We demonstrated that patients with a single, rare EGFR mutation did not respond to first generation TKI (tyrosine kinase inhibitor) therapy, except for one patient harboring the mutation p.G874D. In contrast, patients with a compound mutation, consisting of a rare and sensitizing mutation, responded to the therapy with first or second generation TKI. Additional literature and database searches revealed that available data about the clinical course of patients with a rare EGFR mutation remains limited. Overall, the investigations that were carried out, led to three essential results pertaining to both routine diagnostics and to the clinical relevance. Tumor samples with high proportions of mucin or necrosis were found to be suitable for molecular analyses, while in heterogeneous morphological tumor samples, it was established that each morphological pattern should be analyzed separately. Additionally, patients with rare mutations seem to have a worse prognosis compared to patients with common or compound mutations, although too little clinical data were available and additional studies are necessary to resolve this situation.
