Ziel der vorliegenden Arbeit war die Identifizierung neuer molekularer Marker für das duktale In situ-Karzinom (DCIS) der Mamma. Das DCIS ist ein gut zu therapierender Vorläufer des invasiven Mammakarzinoms. Da die Detektion des DCIS zum gegenwärtigen Zeitpunkt unzureichend ist, wurde mit Hilfe der Mikroarray-Technologie nach molekularen Markern gesucht, welche in Zukunft eine frühere und präzisere Detektion des DCIS erlauben sollen. Unter Verwendung eines Mausmodells für das duktale In situ-Karzinom war es möglich, sieben DCIS-Marker zu identifizieren, welche eine signifikant erhöhte Expression in den DCIS und den invasiven Tumorgeweben zeigten. Die im Mausmodell identifizierten DCIS-Marker sind: Muc1, Spp1, Rrm2, Foxm1, Exo1, Depdc1 und Nusap1. Es ist hervorzuheben, dass die Expression der identifizierten DCIS-Marker bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt in der DCIS-Entstehung signifikant verstärkt war. Mit Hilfe der quantitativen RT-PCR konnte die Expression der identifizierten DCIS-Marker validiert werden. Zusätzlich wurde die Expression der DCIS-Marker in einer Gruppe humaner Gewebe analysiert. Hierbei konnte bestätigt werden, dass die identifizierten DCIS- Marker auch in den humanen Karzinom¬geweben eine signifikant erhöhte Expression zeigten. Außerdem war zu beobachten, dass das Expressionsprofil der DCIS-Läsionen weitgehend mit dem invasiver Mammakarzinome übereinstimmt. Die differentielle Expression der identifizierten DCIS-Marker in den humanen Karzinomgeweben wurde in vivo mittels Immunhistochemie auch auf Proteinniveau bestätigt. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass die Mehrzahl der identifizierten DCIS-Marker ebenso in anderen Patientenkohorten prognostische Relevanz besitzen. Die Übereinstimmung der Genexpression der DCIS-Läsionen mit der Expression der invasiven Karzinome verdeutlicht die Relevanz einer frühen Erfassung und Behandlung des DCIS. Bei den identifizierten DCIS-Markern EXO1, DEPDC1 und NUSAP1 handelt es sich um Gene, welche im Kontext des Mammakarzinoms bisher nicht in Erscheinung getreten sind. Da über die Funktion des Gens DEPDC1 zum gegenwärtigen Zeitpunkt wenig bekannt ist, wurden durch RNA-Interferenz und anschließende funktionelle Analysen das Gen DEPDC1 näher charakterisiert. Hierbei konnte gezeigt werden, dass DEPDC1 für das Wachstum, die Migration sowie die Invasion von humanen Brustkrebszellen von Relevanz ist. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass mit den durchgeführten Analysen sieben DCIS-Marker identifiziert werden konnten, welche sowohl für die frühe Detektion, als auch für die Prognose von DCIS von Bedeutung sind. Durch eine Verbesserung der DCIS-Detektion wird es langfristig zu einer deutlichen Senkung der Brustkrebsmortalität kommen.
The ductal carcinoma in situ (DCIS) of the mammary gland represents an early, pre-invasive stage in the development of invasive breast carcinoma. At this point in time detection of DCIS is suboptimal, up to 45 % of DCIS are not identified by mammography. Since DCIS is a highly curable disease, identification of molecular markers that allow a better detection of DCIS is highly desirable. Mice, which are transgenic for the WAP-SV40 early genome region, served as a model for the development of DCIS in this study. In order to identify specific DCIS markers, Affymetrix GeneChip® analysis was performed. By comparing healthy controls with premalignant and malignant lesions seven significantly upregulated genes were identified. The identified DCIS markers are: Muc1, Spp1, Rrm2, Foxm1, Exo1, Depdc1 and Nusap1. All DCIS markers were validated by quantitative RT-PCR. Furthermore, the analysis revealed huge similarities in the expression profile of DCIS and invasive breast carcinomas. This accounts for the fact, that early treatment of DCIS is of great importance. As a next step, these markers were investigated in human tissue samples by microarray analysis. Besides, expression of the identified DCIS markers was validated by quantitative RT-PCR and immunohistochemistry. This investigation revealed a strong upregulation of the candidate genes in human DCIS leading to the conclusion that they work as early detection markers in human DCIS. Furthermore, it could be shown, that the identified DCIS markers are associated with a poor prognosis. Some of the identified markers are already known to be related to DCIS, others are unknown in the context of DCIS or breast cancer. The unknown and therefore particularly interesting genes are EXO1, DEPDC1 and NUSAP1. Since the molecular functions of DEPDC1 are unknown, RNA interference experiments of DEPDC1 were performed. Functional analysis showed that DEPDC1 seems to be an important gene for proliferation as well as for migration and invasion. Hence, DEPDC1 seems to be a very powerful tumor marker and might be suitable as a therapeutic target. The identified DCIS markers have the power to serve as a further step in improving prognosis and therapy of DCIS, because they are useful for early detection of DCIS as well as for prognosis. An earlier detection of DCIS will benefit patient survival and treatment options.
