Einleitung: Pankreatische neuroendokrine Neoplasien (pNEN) sind eine seltene heterogene Tumorentität mit steigender Inzidenz. Bei gut differenzierten pNEN werden verschiedene medikamentöse Therapieoptionen wie der mTOR-Inhibitor Everolimus oder das alkylierende Zytostatikum Temozolomid eingesetzt. Zum aktuellen Zeitpunkt existieren wenige prognostische Biomarker und eine Möglichkeit, das Therapieansprechen bei pNEN vorherzusagen, fehlt. Bei Glioblastomen korreliert das Therapieansprechens auf Temozolomid mit der Promotormethylierung des Gens der O6-Methylguanin-DNA-Methyltransferase (MGMT). Bei pNEN zeigten sich Hinweise auf eine Dysregulation des mTOR-Signalwegs. Ziel der Arbeit war eine Analyse der mRNA-Expression der für den mTOR-Signalweg kodierenden Gene und des MGMT-Status bei Patienten mit gut differenzierten pNEN zur Identifizierung potenzieller Biomarker.
Materialien und Methoden: Im Rahmen dieser retrospektiven multizentrischen Untersuchung wurde bei 75 Patienten mit gut differenzierten pNEN die mRNA-Expression elf verschiedener für den mTOR-Signalweg kodierender Gene (IGF-1, IGFBP-3, PIK3CA, AKT-1, MTOR, MLST8, DEPTOR, RAPTOR, RICTOR, 4EBP1 und VEGF-A) via quantitativer Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion analysiert. Als Kontrollgruppe wurde die mRNA-Expression in pankreatischem Normalgewebe gegenübergestellt. Außerdem wurde bei 76 größtenteils identischen Patienten die Promotormethylierung des MGMT-Gens mittels Pyrosequenzierung evaluiert. Abhängig von der Anzahl der methylierten Allele erfolgte eine Dichotomisierung bei unterschiedlichen Trennwerten. Bei 57 Patienten wurde ergänzend die immunhistochemische Expression von MGMT betrachtet.
Ergebnisse: Die mRNA-Expression von Genen, die für den mTOR-Signalweg kodieren, deutete auf eine vermehrte Aktivität dieses Signalwegs in pNEN hin. Die mRNA-Expression dieser Gene zeigte in pNEN oftmals intergenetische Korrelationen. Eine ausgeprägte lineare Korrelation stellte sich jedoch ausschließlich für MTOR und AKT-1 dar. Eine Assoziation zwischen der mRNA-Expression und den klinischen Charakteristika oder dem Gesamtüberleben präsentierte sich nur in Ausnahmefällen. In einer Subgruppe ließ sich das Therapieansprechen auf Everolimus anhand der mRNA-Expression nicht vorhersagen. In 18,4 - 63,2 % der pNEN zeigte sich eine Hypermethylierung der MGMT-Promotorregion. Die MGMT-Expression korrelierte nicht mit der Promotormethylierung. Weder die Proteinexpression noch die Promotormethylierung von MGMT zeigte eine signifikante Assoziation zu den klinischen Charakteristika oder dem Gesamtüberleben. In einer sehr kleinen Subgruppe korrelierte das Therapieansprechen auf Temozolomid nicht mit dem MGMT-Status.
Diskussion: In pNEN zeigten sich Hinweise auf eine vermehrte Aktivität des mTOR-Signalwegs, jedoch eignete sich die mRNA-Expression der für den mTOR-Signalweg kodierenden Gene nicht für eine Prognoseabschätzung. Bezüglich der prognostischen oder prädiktiven Relevanz des MGMT-Status in pNEN lieferten verschiedene vorherige Studien kontroverse Ergebnisse. Hier konnte keine Assoziation zu den klinischen Charakteristika identifiziert werden. Hinsichtlich der prädiktiven Wertigkeit ist die Aussagekraft der Arbeit auf Grund der geringen Patientenzahl, welche eine Therapie mit Everolimus oder Temozolomid erhielten, begrenzt. Weitergehende prospektive Studien, welche anhand des MGMT-Status oder der mRNA-Expression von MTOR und AKT-1 das Therapieansprechen analysieren, wären wünschenswert.
Introduction: Pancreatic neuroendocrine neoplasias (pNEN) are rare and heterogeneous tumours with rising incidence. For well-differentiated pNEN different therapeutic options as the mTOR-inhibitor everolimus or the alkylating cytostatic drug temozolomide exist. Yet, only limited options to assess prognosis are available, while biomarkers to predict the response in pNEN are absent. In glioblastomas the response to temozolomide correlates with the methylation-status of the promoter region of the O6-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT). Moreover, in several studies a dysregulation of the mTOR pathway in pNEN was shown. The aim of this study was to analyse the mRNA expression of genes encoding for the mTOR pathway and the MGMT-status in patients with well differentiated pNEN to identify potential biomarkers.
Materials and methods: In this retrospective multicentric study the mRNA expression of eleven genes, encoding for different members of the mTOR-pathway (IGF-1, IGFBP-3, PIK3CA, AKT-1, MTOR, MLST8, DEPTOR, RAPTOR, RICTOR, 4EBP1 und VEGF-A), was analysed via quantitative real-time polymerase chain reaction in 75 patients with well-differentiated pNEN. Normal pancreatic tissue served as the reference group. Furthermore, in 76 mostly identical patients the methylation of the promoter region of MGMT was evaluated by pyrosequencing. Depending on the number of methylated alleles, dichotomization took place with different cut-off values. Additionally, in 57 cases the expression of MGMT was analysed by immunohistochemistry.
Results: The mRNA expression of genes encoding for the mTOR pathway indicated an increased activity of this pathway in pNEN. mRNA expression of these genes frequently showed intergenetic correlation in pNEN, but a distinct linear correlation only occurred between MTOR und AKT-1. An association between mRNA expression and clinical data or overall survival was exceptional. In a subgroup, response to everolimus based on mRNA expression of the mTOR-pathway was not predictable. In 18,4 - 63,2 % of pNEN a hypermethylation of the MGMT-promoter region occurred. The expression of MGMT did not correlate with the methylation-status. Neither MGMT-expression nor MGMT-promoter methylation was related to the clinical data or overall survival. In a very small subgroup, the response to temozolomide did not correlate with the MGMT-status.
Discussion: Although mRNA expression indicated a higher activity of the mTOR-pathway in pNEN, it is not useful to determine prognosis. While heterogeneous studies provided controversial results concerning the prognostic and predictive value of MGMT in pNEN, in this study no association was identified. Due to a limited number of cases, the predictive validity of this study is limited. Further prospective studies analysing the predictive value of the MGMT-status or the mRNA expression are desirable.
