Das Wissenschaftler-Team um Dr. Philipp Greif und Prof. Stefan Bohlander in der Klinischen Kooperationsgruppe „Pathogenese der akuten myeloischen Leukämie“ des Helmholtz Zentrums München und der Medizinischen Klinik III der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), hat mit Hilfe einer Transkriptom-Sequenzierung* erstmals systematisch alle aktiven Gene bei akuter myeloischer Leukämie (AML) auf Mutationen untersucht.
Dabei fanden sie fünf Leukämie-spezifische Mutationen, darunter auch das bereits bekannte RUNX1-Gen. Erstmalig wurde jedoch auch eine Mutation im TLE4-Gen gefunden. Die beiden von diesen Genen kodierten Proteine interagieren miteinander und sind damit mit hoher Wahrscheinlichkeit gemeinsam an der Leukämie-Entstehung beteiligt.
Zur Anwendung der Transkriptom-Sequenzierung für die AML-Diagnostik arbeiteten Greif und Bohlander mit Dr. Tim Strom vom Institut für Humangenetik des Helmholtz Zentrums München zusammen. „Ohne die am Institut für Humangenetik vorhandenen Sequenziergeräte der neuesten Generation und die dazu gehörige Auswertungskompetenz wäre dieses Projekt nicht möglich gewesen. Wir waren nicht nur etwa zehnmal schneller, sondern auch deutlich kostengünstiger als bei einer Sequenzierung des ganzen Genoms,“ erläutert Greif. „Wenn DNA-Sequenzierung weiterhin immer günstiger wird, hat unsere Methode das Potenzial, die Routine-Diagnostik zu revolutionieren.“
Bohlander, Leiter des Labors für spezielle Leukämiediagnostik in der Medizinischen Klinik III der LMU, ergänzt: „Trotz der großen Datenmengen können wir mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung wichtige Informationen für die Diagnose, Prognose und Therapie unserer Patienten gewinnen.“
Greif erläutert den Nutzen, den die Patienten durch die neue Diagnostik haben könnten: „Wir können erstmals bei jedem Patienten die spezifischen genetischen Veränderungen bestimmen. Daraus können wir nicht nur den individuellen Krankheitsverlauf genauer vorhersagen, sondern auch das Ansprechen der Therapie besser überwachen, drohende Rezidive frühzeitig erkennen und Angriffspunkte für eine gezielte Therapie ableiten. So kann personalisierte Medizin funktionieren.“ Für die Erkenntnisse der Studie erhielt Greif 2010 den Merit Award der International Society of Oncology and Biomarkers (ISOBM) und den Forschungspreis der Anne-Liese-Gaebel-Stiftung. Das Projekt wird von der Deutschen Krebshilfe gefördert.
Hintergrund
* Transkriptom: alle in einer Zelle aktiven Gene, gemessen am Vorhandensein der von diesen Genen abgeschriebenen RNA.
*Transkriptom-Sequenzierung: Sequenzierung nur der in einer Zelle aktiven Gene
Krebs kann als genetische Erkrankung gelten, weil in den Krebszellen oft Genmutationen nachweisbar sind, die in gesunden Zellen des betroffenen Menschen nicht vorhanden sind. Diese Mutationen tragen häufig entscheidend zur Krebsentwicklung bei. Sie wurden bisher eher zufällig gefunden, da die Sequenzierung des gesamten Genoms bzw. aller 25000 Gene zu aufwendig war.
Die vollständige Untersuchung des ersten menschlichen Genoms (Human Genom Project) dauerte 13 Jahre (1990-2003) und kostete ca. 2 Milliarden US-Dollar (USD). Heute kostet die Sequenzierung eines Genoms etwa 25000 USD, eine Transkriptom-Sequenzierung etwa 5000 USD. Im Jahr 2008 wurde erstmals das komplette Genom eines Patienten mit Akuter Myeloischer Leukämie untersucht (Ley TJ el al., Nature, 2008). Die Studie dauerte trotz neuester Technologien mehrere Jahre und kostete mehrere Millionen Dollar. Zwar wurde dabei eine Vielzahl von Mutationen gefunden, die Relevanz war jedoch nicht klar.
Original-Publikation:
Greif PA et al., Identification of recurring tumor-specific somatic mutations in acute myeloid leukemia by transcriptome sequencing. Leukemia. 2011 Feb 22.
Quelle: Klinikum aktuell 01/2011 (www.klinikum.uni-muenchen.de/de/Pressestelle/Publikationen.html) und www.helmholtz-muenchen.de