Untersuchungen zur Spezifität von MicroRNA371 als Serumtumormarker bei Keimzelltumoren: Expression in der Hodenvene und in anderen Körperflüssigkeiten sowie bei anderen Tumoren

Abstract

Serum-Spiegel von MicroRNA-371a-3p (miR-371) gelten als Kandidat für einen neuen Serum-Biomarker für testikuläre Keimzelltumoren (KZT). Unklar ist, ob die gemessenen Serumspiegel-Erhöhungen spezifisch vom KZT verursacht werden. Ziel der vorliegenden Studie war es, Evidenz für die KZT-Spezifität von miR-371 zu schaffen. Bei 64 Patienten mit KZT wurden die Serum-Spiegel von miR-371 im peripheren Venenblut (CVB) und im Hodenvenenblut (TVB) mittels quantitativer Echtzeit-PCR gemessen. Bei 51 Patienten lag ein nichtmetastasiertes Erkrankungsstadium (CS1) vor, 13 waren metastasiert (Stadium CS2-3). Bei 33 der 51 CS1 Patienten wurden präoperative Messungen mit postoperativen Messwerten verglichen. Bei 9 KZT-Patienten wurde der miR-371 Serum-Spiegel zusätzlich in der tumorbegleitenden Hydrozelenflüssigkeit bestimmt. Die klinischen Parameter Histologie, Alter, Tumorgröße, Hodengröße und pathologisches Tumorstadium (pT-Stadium) wurden statistisch auf eine Assoziation mit der miR-Expressionshöhe untersucht. Als Kontrolle für die KZT- Spezifität von miR-371 wurden miR-Spiegel in TVB (n=10) und CVB (n=24) von gesunden Männern sowie bei 24 Patienten mit anderen Karzinomerkrankungen ermittelt. Die Expression von miR-371 ist bei KZT-Patienten signifikant höher als bei Kontrollpersonen. Hodenvenenblut enthält signifikant höhere miR-Mengen als das korrespondierende periphere Venenblut. Tumorbegleitende Hydrozelenflüssigkeit enthält miR-Spiegel, die stets wesentlich höher lagen als in der korrespondierenden Kubitalvene. Postoperativ zeigte sich bei KZT- Patienten im CS1 ein Abfall der miR-Spiegel in den Normbereich. Patienten mit anderen malignen Erkrankungen wiesen keine erhöhte miR371-Expression auf. In der Gesamtgruppe aller KZT-Patienten fanden sich signifikante Assoziationen der peripheren miR-Messwerte mit den Faktoren Tumor- und Hodengröße. Die Hodenvenen-miR-Spiegel waren bei multivariater statistischer Analyse mit der Hodengröße signifikant assoziiert. In der Gruppe der metastasierten Patienten waren die peripheren miR-Spiegel assoziiert mit der Tumorgröße. In der univariaten statistischen Analyse ergab sich darüber hinaus eine signifikante Assoziation zwischen den Hodenvenen miR-Spiegeln und dem pT-Stadium. Die vorliegende Arbeit erbringt Evidenz dafür, dass zirkulierende MicroRNA-371a- 3p-Moleküle spezifisch von den Zellen der Keimzelltumoren produziert werden. Den stärksten Hinweis geben die sehr hohen miR371-Konzentrationen im Hodenvenenblut und in den tumorbegleitenden Hydrozelen der Tumorpatienten. Weitere Evidenz für die Spezifität stammt vom raschen Abfall der miR- Serumspiegel in den Normbereich nach Ablatio testis bei den Patienten im CS1, d. h. nach Beseitigung des mutmaßlich einzigen Bildungsortes von miR-371. Ein deutlicher Hinweis auf die Spezifität der miR-371 ist zudem das Fehlen von erhöhten Serumspiegeln bei anderen Tumoren. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass MicroRNA-371a-3p ein spezifischer neuer Tumormarker für die Keimzelltumoren ist, der gute Aussichten hat, die klassischen Marker zu ergänzen.

Serum levels of microRNA-371a-3p (miR-371) are suggested as a novel serum- biomarker of germ cell tumors (GCTs). However, the specificity of circulating miR-371 molecules is unresolved so far. The aim of the present study was to provide evidence for the specificity of miR-371 for GCT. MiR-371 levels were measured by quantitative polymerase chain reaction in serum of cubital vein blood (CVB) and testicular vein blood (TVB) in 64 GCT patients (51 with clinical stage (CS) 1, and 13 with CS2-3). In 33 of 51 CS1 patients preoperative serum miR levels were compared with those measured postoperatively. MiR levels were also measured in tumor surrounding hydroceles of nine GCT patients. Measurements of miR levels in 24 patients with other malignant diseases and in 24 controls of healthy donors (TVB, n=10; CVB, n=24) served as controls for the specificity of miR-371 expression for GCT. Descriptive statistical methods were used to compare miR-levels found in CVB with those in TVB and to explore for associations of miR-levels with histology, age, tumor size, testicular size, and pathologic tumor stage. The expression of miR-371 in GCT patients is significantly higher than in controls. MiR-371 levels were significantly higher in TVB than in corresponding CVB. Hydrocele miR levels were much higher than corresponding CVB levels. After treatment, miR-371 levels dropped to normal range. There was no increased miR-371 expression in other malignancies. Multivariate statistical analysis revealed significant associations of tumor size and testis length with miR levels in CVB of all patients and of CS2-3 patients. MiR levels in TVB were associated with the length of testis. Univariate analysis revealed a significant association of pathologic tumor stage (pT) with miR levels in TVB. This study provides evidence for the specific expression of miR-371 molecules by GCT cells. The key results are the findings of significantly higher levels of miR-371 in testicular vein blood and in neoplastic hydrocele fluid than in the peripheral circulation. Further evidence for the specificity comes from the rapid decrease of miR serum levels to normal range after cure as well as from the absence of miR-371 expression in other malignancies and healty donors. Another indication for the specificity is the significant associations of miR levels with testis length and tumor size. In summary, microRNA-371a-3p appears to be a specific new marker for germ cell tumors that warrants further clinical evaluation.