Kliniken & Institute … Institute Humangenetik Forschung Abt. Humangenetik Forschungsgruppe… Systemische AL…

Forschungsprojekt des BMBF geförderten Verbundprojekts GERAMY

Projektleiter:

Prof. Dr. sc. hum. Anna Jauch

Institut für Humangenetik,  Tel. : +49 (0)6221-56-5407

Mit-Antragsteller:

Dr. rer. nat. Katrin Hinderhofer

Institut für Humangenetik,  Tel. : +49 (0)6221-56-39568

Dr. phil. nat. Rolf Köhler

Institut für Humangenetik,  Tel. : +49 (0)6221-56-5159

Analyse von monoklonalen Plasmazellen, um das Verständnis der Amyloidogenese und Prognose der AL Amyloidose zu verbessern

Hintergrund: Der systemischen AL Amyloidose liegt eine Plasmazellerkrankung zugrunde, die ganz überwiegend eine Monoklonale Gammopathie ist. Genomische Veränderungen sind in den letzten Jahren verstärkt als wesentliche pathogenetische, prognostische und die Therapie beeinflussende Faktoren bei anderen Plasmazellerkrankungen erkannt worden. Beim Multiplen Myelom (MM) beispielsweise konnten wir eine Translokation t(4;14) und den Verlust der Chromosomenregion 17p13 als Hochrisikofaktoren identifizieren, die mit einer schlechten Prognose in Bezug auf die progressionsfreie Zeit und das Gesamtüberleben einhergehen. Diese Ergebnisse haben Einfluss auf die Risiko-adaptierte Therapie beim MM. Kürzlich konnten wir zeigen, dass bei Patienten, die mit dem neuen Medikament Lenalidomid behandelt werden, die prognostische Signifikanz der t(4;14) eliminiert wird, das Vorliegen der Deletion 17p13 sowie ein Zugewinn chromosomalen Materials von 1q21 nach wie vor mit einem kürzeren Gesamtüberleben assoziiert ist.

Bei der AL Amyloidose ist die pathogenetische Rolle chromosomaler Aberrationen bisher nicht ausreichend adressiert worden. Es gibt Hinweise, dass die Translokation t(11;14) einen negativen prognostischen Faktor darstellt. Kenntnisse über genomische Veränderungen sind bei der AL Amyloidose allerdings auf Interphase-FISH Analysen beschränkt, die sich vom spezifischen Sondensatzes der MM Diagnostik ableitet. In eigenen Arbeiten (Bochtler et al. 2010) untersuchten wir die IgH Translokationen t(11;14), t(4;14) und t(14;16) sowie den Zugewinn der Chromosomenregionen 1q21, 11q23 und 19q13 als auch Verluste von 8p21, 13q14 und 17p13 in AL Amyloidose im Vergleich zu MGUS (Monoklonale Gammopathie unklarer Signifikanz)/MM Patienten. Die Translokation t(11;14) war die häufigste Aberration bei AL Amyloidose (47% vs. 26% in MGUS) und war sehr stark mit dem Fehlen von intaktem Immunglobulin assoziiert, wodurch sich deren Beteiligung am Bild des häufigeren Leichtketten-Subtyps der AL Amyloidose ausdrückt.

Ziele: Unsere Hypothese lautet: Es gibt eine Assoziation zwischen genomischen Aberrationen und der Organbeteiligung, Prognose sowie dem Therapieansprechen bei AL Amyloidose-Patienten. Mit der neuen Affymetrix® CytoScanHD Array-Technologie erwarten wir, neue genomische Aberrationen zu finden, die eine starke Korrelation mit den Therapieansprechen und der Prognose aufweisen. Die genomweite Analyse wird darüber hinaus bislang offene Fragen klären, die die Interpretation von Interphase-FISH Ergebnissen betrifft. Beispielsweise kann der Zugewinn einer spezifischen Chromosomenregion, die durch Interphase-FISH detektiert wird, durch eine Trisomie des entsprechenden Chromosoms verursacht oder aber das Resultat einer unbalancierten Translokation sein. Letzteres wird zurzeit für den Zugewinn 1q21, einen Progressionsmarker bei MM, diskutiert. Unsere Studie wird die erste SNP/CopyNumber-Studie mit einer großen Kohorte von 100 AL Amyloidose-Patienten sein. Basierend auf den nachgewiesenen Aberrationen wollen wir einen Interphase-FISH Sondensatz für die Routinediagnostik etablieren, um zukünftig chromosomale Aberrationen zu erkennen, die Indikatoren für spezifische Therapieschemata und Prognose bei AL Amyloidose-Patienten sind.

Vorgehen: Die Erkennung chromosomaler Aberrationen mit prognostischem und therapeutischem Einfluss wird mit Hilfe der Affymetrix® CytoScanHD Plattform durchgeführt, die etwa 1,9 Millionen Marker und 800.000 SNPs beinhaltet und eine hochsensitive Detektion genomischer Imbalancen erlaubt. Dieser Array erlaubt die Detektion chromosomaler Imbalancen (Zugewinne und Verluste) in der Größenordnung von ≥100 kb sowie die Identifizierung von sog. 'long stretches of homozygosity' aber nicht von balancierten Translokationen. Das Interphase-FISH Panel beinhaltet Sonden für die Detektion von rekurrenten numerischen und strukturellen Chromosomenveränderungen (Zugewinn von 1q21, 5p15/5q35, 9q34, 11q22.3, 15q22 und 19q13; Verlust von 8p21, 13q14 und 17p13 sowie die IgH-Translokationen t(11;14), t(4;14) und t(14;16)). SNP/CopyNumber-Array und Interphase-FISH Ergebnisse werden miteinander korreliert, um Informationen über balancierte Translokationen (wie etwa IgH-Translokationen) zu komplettieren, die nicht mit Hilfe der Array-Technologie detektiert werden können. Darüber hinaus wird die Korrelation Hinweise auf die Sensitivität der Copy Number Array-Technologie zur Erkennung von Subklon-Aberrationen, also solchen, die nur in einem Teil der Zellen vorhanden sind, geben. Neu identifizierte, prognostisch und therapeutisch relevante chromosomale Aberrationen sollen als neuer AL Amyloidose-spezifischer Sondensatz für die Routine-FISH Diagnostik implementiert werden.

Kooperationspartner:

Das Projekt wird im Rahmen des Verbundprojektes GERAMY vom BMBF gefördert. Die Webseite des gemeinsamen Projekts finden Sie unter www.klinikum.uni-heidelberg.de/GERAMY-nationaler-Forschungsverbund.126172.0.html .

PD Dr. med. Dipl.-Phys. Dirk Hose, Laborleiter des molekulargenetischen Labors der Sektion Multiples Myelom, Universitätsklinikum Heidelberg

Ausgewählte Publikationen:

  1. Bochtler T, Hegenbart U, Kunz C, Granzow M, Benner A, Seckinger A, Kimmich C, Goldschmidt H, Ho AD, Hose D, Jauch A, Schönland SO. Translocation t(11;14) Is Associated With Adverse Outcome in Patients With Newly Diagnosed AL Amyloidosis When Treated With Bortezomib-Based Regimens. J Clin Oncol 2015 Mar 16. pii: JCO.2014.57.4947.
  2. Bochtler T, Hegenbart U, Kunz C, Benner A, Seckinger A, Dietrich S, Granzow M, Neben K, Goldschmidt H, Ho AD, Hose D, Jauch A, Schönland SO. Gain of chromosome 1q21 is an independent adverse prognostic factor in light chain amyloidosis patients treated with melphalan/dexamethasone. Amyloid. 2014 Mar;21(1):9-17. doi: 10.3109/13506129.2013.854766.
  3. Bochtler T, Hegenbart U, Heiss C, Benner A, Moos M, Seckinger A, Pschowski-Zuck S, Kirn D, Neben K, Bartram CR, Ho AD, Goldschmidt H, Hose D, Jauch A, Schonland SO. Hyperdiploidy is less frequent in AL amyloidosis compared with monoclonal gammopathy of undetermined significance and inversely associated with translocation t(11;14). Blood. 2011 Apr 7;117(14):3809-15. doi: 10.1182/blood-2010-02-268987. Epub 2011 Feb 10.
  4. Klein U, Jauch A, Hielscher T, Hillengass J, Raab MS, Seckinger A, Hose D, Ho AD, Goldschmidt H, Neben K. Chromosomal aberrations +1q21 and del(17p13) predict survival in patients with recurrent multiple myeloma treated with lenalidomide and dexamethasone. Cancer. 2011 May 15;117(10):2136-44. doi: 10.1002/cncr.25775.
  5. Bochtler T, Hegenbart U, Cremer FW, Heiss C, Benner A, Hose D, Moos M, Bila J, Bartram CR, Ho AD, Goldschmidt H, Jauch A, Schonland SO. Evaluation of the cytogenetic aberration pattern in amyloid light chain amyloidosis as compared with monoclonal gammopathy of undetermined significance reveals common pathways of karyotypic instability. Blood. 2008 May 1;111(9):4700-5. doi: 10.1182/blood-2007-11-122101. Epub 2008 Feb 27.