Identifikation neuer Marker und Zielstrukturen beim hepatozellulären Karzinom mittels genomweiter Screening-Ansätze

Die molekulare Hepatokarzinogenese stellt einen langjährigen, mehrstufigen Prozess dar und beruht in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle chronischen Lebererkrankungen definierter Ätiologie. Auch wenn die auslösenden Faktoren bereits gut bekannt sind, fehlt es an Wissen um die genauen molekularen Mechanismen und entsprechende therapeutische Angriffspunkte. Die histopathologische Evaluation fokaler hochdifferenzierter hepatozellulärer Läsionen gehört zu den zentralen Aufgaben der Hepatopathologie und stellt eine der schwierigsten Herausforderungen dar.Im Rahmen der vorliegenden Habilitationsarbeit wurden hepatozelluläre Karzinome mittels genomweiter Screeningansätze auf protumorigene Veränderungen untersucht und mehrere potentiell diagnostisch und therapeutisch relevante Faktoren im Detail und funktionell charakterisiert.Eine Meta-Analyse klassischer CGH-Analysen von insgesamt 24 Dysplastischen Knoten und 871 humanen HCCs belegte, dass Zugewinne auf den Chromosomenarmen 1q und 8q frühe ätiologie-unabhängige genomische Alterationen darstellen, so dass onkogenen Kandidaten, die auf den Chromosomen 1q (wie MDM4) und 8q (MYC) codiert werden, vielversprechende Ziele für eine Prävention des humanen HCCs und möglicherweise Biomarker für eine frühe HCC-Diagnose darstellen könnten. Weiterhin wurde ein genomisches Progressionsmodel der Tumordedifferenzierung des humanen HCC (1q-Zugewinn ? 8q-Zugewinn 8q ? 4q-Verlust ? 16q-Verlust ? 13q-Verlust) erarbeitet (Longerich et al., 2012).In einer hochauflösenden, array-basierten Analyse eines ätiologisch gut definierten humanen HCC-Kollektivs (n=63) konnten rekurrente genomische Imbalancen aufgezeigt werden. Hierbei fanden sich chromosomale Zugewinne häufig auf den Chromosomenarmen 1q (71%), 6p (41%), 8q (49%), 17q (31%), 19p (31%) und 20q (43%), während Verluste genomischen Materials vorrangig auf den Chromosomenarmen 1p (31%), 4q (46%), 8p (52%), 13q (35%), 16q (31%) und 17p (37%) zu verzeichnen waren (Schlaeger & Longerich et al., 2008). Es konnten umschriebene ätiologie-typische genomische Imbalancen, die differentiell mit chronischem Alkoholabusus bzw. einer nicht-alkoholischen Steatohepatitis assoziiert waren, auf dem Chromosomenarm 8q nachgewiesen werden. Dies führte auf transkriptioneller Ebene zur Überexpression des MYC-Onkogens in den Alkohol-induzierten HCCs. Diese Daten deuten somit auf einem zumindest partiell differenten Hepatokarzinogenese-Mechanismus der pathogenetisch ähnlichen alkoholischen und nicht-alkoholischen Fettlebererkrankungen hin.Während für den häufigen Zugewinn auf Chromsomenarm 1q das Protoonkogen Ski, welches als negativer Regulator im TGF?-Signalweg fungiert, als Zielgen im humanen HCC ausgeschlossen werden konnte (Longerich et al., 2004), wurde durch die Definierung minimal überlappender Regionen u.a. MDM4 als ein Onkogen-Kandidat für die Zugewinne auf Chromosomen 1q identifiziert und funktionell in seiner Rolle als TP53-Inhibitor validiert (Schlaeger & Longerich et al., 2008).Die Familie der Polo-like Kinasen (PLK) konnte mit onkogenen (PLK1) und tumorsuppressiven (PLK2-4) Funktionen in der humanen Hepatokarzinogenese assoziiert werden (Pellegrino et al., 2010). PLK1 wurde sowohl auf mRNA- wie auf Proteinebene in humanen HCCs überexprimiert, wobei sich besonders hohe Expressionslevel in HCCs mit kurzem Überleben nach Resektion zeigten. Diese PLK1-Überexpression resultierte aus einer proliferationsfördernden Aktivierung der Ha-Ras/FOXM1/PLK1-Achse wie die Induktion eines G2/M-Arrests nach PLK1-Inhibierung zeigte. Demgegenüber konnten für die Polo-like Kinasen 2-4 tumorsuppressive Funktionen im HCC aufgezeigt werden, wobei eine besonders geringe Expression in HCCs mit schlechter Prognose zu verzeichnen war. Die verminderte Expression von PLK2 und 3 war auf einer