Nachweis von chromosomalen Translokationen durch genomische PCR zur Identifizierung prä-leukämischer Zellen bei Kindern - Pilotstudie zur Entwicklung und Validierung geeigneter Sonden - Vorhaben 3612S70019

Abstract

Die akute lymphatische Leukämie (ALL) bei Kindern ist gekennzeichnet durch das Auftreten wiederkehrender chromosomaler Translokationen. So ein Ereignis scheint der erste Anstoß zu sein, damit sich eine normale hämatopoietische Vorläufer- oder Stammzelle in eine prä-leukämische Zelle umwandelt. Diese prä-leukämischen Vorläufer-Zellen können über lange Zeit persistieren bevor sie durch eine Mutation zum Ausbruch einer akuten Leukämie führen können. Basierend auf verschiedenen Studien kann angenommen werden, dass das Vorhandensein Leukämie spezifischer Translokationen möglicherweise 100fach höher sein könnte als die allgemeine Inzidenzrate für ALL. Dies bedeutet, dass Translokationen tragende Klone natürlicherweise ausgelöscht werden bzw. erst durch weitere Faktoren zur Entwicklung von Leukämie führen können. Diese Annahme ist aber nicht gesichert. Es gilt daher abzuklären, wie hoch die Frequenz von präleukämischen Klonen in der Bevölkerung bzw. in Kindern tatsächlich ist, um dann Ursachen und Mechanismen der Leukämie bei Kindern weiter aufklären zu können. Ziel dieses Vorhabens war, eine methodische Basis zu schaffen, um die vorliegenden Daten und Studien zur Frequenz des prä-leukämischen Klons in der Bevölkerung, die mit unterschiedlichen Techniken gewonnen wurden, zu überprüfen. Zur verlässlichen und hochsensitiven Detektion der häufigsten chromosomalen Translokationen t(1;19); t(4;11), t(9;11); t(11;19) und t(12;21) der ALL in klinischen Proben zum Screenen gesunder Kinder lange vor Ausbruch einer akuten Leukämie sollte eine Methode auf Basis einer genomischen PCR (Polymerase Chain Reaction) entwickelt werden. Dazu wurde im Rahmen dieses Projektes die Methode der „genomischen inversen PCR für die Erfassung von ligierten Bruchpunkten“ (GIPFEL) (Englisch: „genomic inverse PCR for evaluation of ligated breakpoints“) entwickelt und optimiert. //ABSTRACT// Studies of monozygotic twins and retrospective analysis of neonatal blood spots have found that in many childhood leukaemias the first hit that converts a fetal hematopoietic precursor or stem-cell to a preleukaemic clone originates already in utero. It is discussed that the frequency of newborns carrying the leukemia specific translocation TEL/AML1 in their blood could be about 100 times higher than the overall incidence rate of ALL. This implies that preleukaemic clones are frequently and normally extinguished (or at least kept at bay) by natural processes. The preleukaemic “original” clones also seem to be of major importance for ALL relapse. The prevalence of preleukaemic clones in newborns needs to be verified, as it forms the base for many hypotheses and study designs especially for the detection of factors and mechanism leading to childhood leukemia. Aim of the project was to develop a new method that can be used for the detection of preleukaemic clones in population studies. The ‘‘Genomic inverse PCR for exploration of ligated breakpoints’’ (GIPFEL) allows the sensitive detection of recurrent chromosomal translocations like t(1;19); t(4;11), t(9;11); t(11;19) und t(12;21). This technique utilizes limited amounts of DNA as starting material and relies on PCR based quantification of unique DNA sequences that are created by circular ligation of restricted genomic DNA from translocation bearing cells.