Molekulare Signaturen von kombinierten Schadstoffwirkungen bei Lungenkrebs - Vorhaben 3607S04528

Abstract

Ziel dieses Vorhabens ist die Untersuchung von molekularen Signaturen für Lungenkrebs im Tumorgewebe von Uranbergarbeitern in Abhängigkeit von Strahlung, Arsenbelastung, Silikose und Zelltyp mittels statistischer Klassifikationsverfahren. Insgesamt konnten 147 nach Expositionshöhe und Zelltyp ausgewählte Lungenkrebsfälle aus dem Wismut-Sektionsarchiv gezogen werden. Von 30 anhand von Literaturstudien ausgewählten Kandidatenproteinen konnten 22 Proteine erfolgreich immunhistochemisch bestimmt werden. Aufgrund der begrenzten Materialeigenschaften (paraffin-eingebettete Archivproben mit langwährender Formalinfixierung) konnten keine array-basierten Verfahren eingesetzt werden. Für jeden einzelnen Marker und für das Set aller Marker wurden die Klassifikationseigenschaften für die entsprechenden molekularen Signaturen ermittelt. In dieser Klassifikationsanalyse konnte gezeigt werden, dass der im Zytoplasma lokalisierte Hypoxia-Inducible Factor-1α HIF1A und der nukleäre Marker NKX2-1 eine hinreichend gute Diskriminierung der drei wichtigsten Zelltypen von Lungenkrebs ermöglichen. Es ließen sich jedoch mit den ausgewählten und erfolgreich etablierten Markern keine Signaturen von Exposition oder Silikose in den Tumoren nachweisen. Aus anderen Untersuchungen mit dem Wismut-Sektionsarchiv zeigte sich, dass Silikose und Exposition mit einer Verschiebung der Anteile der Subtypen assoziiert sind. Dieses Ergebnis ist unter dem Gesichtspunkt, dass bei der Krebsentstehung Schlüsselprozesse der Lungenentwicklung rekapituliert werden, verständlich. Die Organentwicklung ist sehr präzise ‚programmiert‘. Bestimmte Stammzellkompartimente erhalten danach zwar expositionsabhängig Signale zur Geweberegeneration, jedoch läuft demnach die Geweberegeneration nach einem relativ festen Programm ab. Bei der Krebsentstehung sind diese Regenerationsprozesse gestört, jedoch das ist Ausmaß der Störung nicht anhand der hier ausgewählten Marker erkennbar. Die Studie konnte die Geeignetheit der Archivproben für immunhistochemische Expressionsanalysen von zahlreichen Proteinen demonstrieren. Im Rahmen der 22 auswertbaren Proteine war es möglich, eine gute Zuordnung von Tumorsubtypen zu erreichen. Die Markerfärbungen deuten auf den aberranten Ablauf von „Standardprogrammen“ der Lungenentwicklung im Krebsgewebe hin.