Angewandte Tumorbiologie Teil des Pathologischen Instituts
Angewandte Tumorbiologie Teil des Pathologischen Instituts
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Tumorbiologie HPV-induzierter Tumoren

Pathogenese von Papillomvirus-assoziierten Karzinomen, Früherkennung von Zervixkarzinomen

Mitarbeiter

  • Elena Prigge
    Tel.: 06221-56-4159
    Email elena.prigge(at)med.uni-heidelberg.de
  • Dr. med. Miriam Reuschenbach
    Tel.: 06221-56-5210 / 06221-56-35591
    Email miriam.reuschenbach(at)med.uni-heidelberg.de
  • PD Dr. med. Nicolas Wentzensen
    Tel.: +1-301-435-3975
    Email nicolas.wentzensen(at)med.uni-heidelberg.de
  • Franziska Faulstich (Mol. Biotechnologie, MSc)
  • Ana Ligia Gutierrez (PhD-Studentin)
  • Madeleine Sauer (Biologin)
  • Lorenz Thomas (Dipl. Biologe)
  • Simon Bach (cand. med.)
  • Mirjam Seiz (cand. med.)
  • Sabine Bender (Masterstudentin)
  • Lennard Ganß (Masterstudent)
  • Jonathan Dörre (Biologielaborant)
  • Heike Sartor (LTA)
  • Hanni Youmans (MTA)
  • Ricarda Mehr (Auszubildende)

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Forschungsgebiet

Durch die regelmäßige Durchführung des Pap-Abstrichs im Rahmen von Vorsorgeuntersuchungen konnte die Mortalität des Zervixkarzinoms in den letzten Jahrzehnten deutlich gesenkt werden. Dennoch kommt es bei diesem Test zu einer hohen Rate von falsch positiven und falsch negativen Ergebnissen, so dass Verbesserungen der Testverfahren notwendig sind.

 

Anogenitale Krebserkrankungen, insbesondere Zervixkarzinome, entstehen als Folge von persistierenden Infektionen mit Hochrisiko-Papillomviren (HR-HPV). Eine zentrale Rolle spielt dabei die Expression der viralen Onkogene E6 und E7 in epithelialen Stammzellen der Zervix uteri. Die Onkogenexpression führt über die  Ausschaltung der Tumorsuppressorgene p53 und pRB zu zunehmender chromosomaler Instabilität und schließlich zur Transformation der Epithelzellen.

 

Ein Resultat der chromosomalen Instabilität ist die zunehmende Integration von viralen Genomen in die Chromosomen der Wirtszelle. Die Integration der HPV Genome führt zu einer verstärkten Expression der viralen Onkogene in den befallenen Zellen. Als Folge der Ausschaltung von pRB durch E7 kommt es zur starken Hochregulation des zellulären Tumorsuppressorgens p16INK4a in den dysplastischen HPV-infizierten Zellen.

 

Sowohl die Hochregulation von p16INK4a als auch die Integration von HPV DNA in den Läsionen sind spezifische Marker für Dysplasien und fortgeschrittene Läsionen. Wir beschäftigen uns einerseits mit dem Nachweis von p16INK4a in HPV assoziierten Läsionen über einen in unserer Arbeitsgruppe generierten Antikörper, zum anderen haben wir verschiedene Detektionsverfahren für integrierte HPV DNA entwickelt und untersuchen die Integration von HR-HPV in anogenitalen Läsionen untersucht.

 

p16INK4a als Biomarker für HPV-assoziierte Dysplasien

 

 

HPV E7 führt zur Dissoziation von RB und E2F, dadurch kommt es zur Hochregulation von p16INK4a

 

p16INK4a Färbung eines histologischen (links) und eines zytologischen (rechts) Präparats. Dysplastische Zellen werden deutlich angefärbt, virusinfizierte, aber nicht-dysplastische Zellen zeigen keine Färbung

 

Histologiennegativpositiv
normal4242 (100%)0
entzündlich4835 (73%)13 (27%)
Hyperplasie2112 (57%)9 (43%)

sporadisch / fokal

CIN I487 (14%)41 (86%)
CIN II32032 (100%)
CIN III60060 (100%)diffus
CxCA602 (3%)58 (97%)
total311

p16INK4a-Expressionsanalyse in Zervixgewebe: eine diffuse p16INK4a Färbung zeigt sehr spezifisch dysplastische Läsionen an (Klaes et al., Int J Cancer 2001).

 

HPV-Integration als Biomarker für fortgeschrittene Läsionen

RNA-basierte (APOT) und genomische Detektionsverfahren integrierter HPV DNA (DIPS)

 

» APOT-Manual (PDF)

 

Histologienepisomalintegriert
normal6262 (100 %)0
CIN I6060 (100 %)0
CIN II9791 (94 %)6 (6 %)
CIN III247211 (86 %)63 (14 %)
CxCa 9317 (18 %)76 (82 %) *
total559

APOT-Analyse von 1913 Zervixproben (HPV16- (n=510) und/oder HPV18-positiv (n=49)): Der Anteil von Läsionen mit integrierter HPV DNA steigt mit zunehmendem Dysplasiegrad.
* p < 0,0001 (Exact Cochran Armitage Trend Test)

 

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Zusammenfassung

p16INK4a ist ein spezifischer Dysplasiemarker für HPV-assoziierte Läsionen. Die immunhistochemische p16INK4a Färbung von histologischen Präparaten ist der HE-Färbung bei der Darstellung von dysplastischen Läsionen überlegen. Auch bei der Beurteilung von zytologischen Präparaten konnte die p16INK4a Färbung erfolgreich eingesetzt werden. Der klinische Einsatz des p16INK4a Nachweises in HPV-assoziierten Läsionen wird derzeit mit verschiedenen Kooperationspartnern in retrospektiven und prospektiven Studien untersucht.

 

Der Nachweis von integrierter HPV DNA in anogenitalen Läsionen deutet auf fortgeschrittene Läsionen hin. Der Integratnachweis kann somit als Progressionsmarker dienen, außerdem wird er für Klonalitätsuntersuchungen von Läsionen eingesetzt. Da jedes Integrationsereignis in einer klonalen Zellpopulation einzigartig ist, stellt der Integratnachweis einen hochspezifischen Tumormarker dar. Derzeit wird in klinischen Kooperationen der Integratnachweis als Marker für residuelles Tumormaterial nach Operationen und als Nachsorgemarker evaluiert.

 

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Publikationen

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    PubMed Abstract.
  • Reuschenbach M, Tran T, Faulstich F, Hartschuh W, Vinokurova S, Kloor M, Krautkrämer E, Zeier M, von Knebel Doeberitz M, Sommerer C. High-risk human papillomavirus in non-melanoma skin lesions from renal allograft recipients andimmunocompetent patients. Br J Cancer. 2011 Apr 12;104(8):1334-41.
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    PubMed abstract.
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  • Vinokurova S, Wentzensen N, Einenkel J, Klaes R, Ziegert C, Melsheimer P, Sartor H, Horn Lars-Christian, Höchel, M, von Knebel Doeberitz M.: Clonal History of Papillomavirus-Induced Dysplasia in rthe Female Lower Genitale Tract. Journal of the National Cancer Institute, 97 (24), 1816-1821
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  • Wang SS, Trunk M, Schiffman M, Herrero R, Sherman M.E, Burk RD, Hildesheim A, Bratti MC, Wright T, Rodriguez AC, Chen S, Reichert A, von Knebel Doeberitz C, Ridder R, von Knebel Doeberitz M. Validation of p16INK4a as a marker of oncogenic human papillomavirus infection in cervical biopsies from a population-based cohort in Costa Rica. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2004; 13: 1355-1360.
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