Differentielle Genexpression in primären humanen kolorektalen Adenom- und Karzinomzellinien

Einleitung: Die Kolonkarzinogenese wird klassischerweise durch die Adenom-Karzinom-Sequenz dargestellt. Die im Rahmen der Progression auftretenden genetischen Veränderungen wurden erstmals 1991 durch Vogelstein beschrieben. Die in diesem Modell relevanten vier Gene (APC, kras, p53, DCC) stellen jedoch nur einen winzigen Teil der genetischen Veränderungen dar. Mittels der Microarray-Technologie ist es heute möglich die Expressionsänderungen von tausenden Genen zu erfassen. Dadurch ist es möglich ein Expressionsprofil des untersuchten Karzinoms/Adenoms zu erstellen und möglicherweise neue Erkenntnisse zur Patientenprognose und Therapie zu gewinnen. Weiterhin erlaubt die Array-Technologie die Charakterisierung von etablierten Zellinien. Dadurch können die Ergebnisse von in-vitro Studien besser interpretiert werden, da es möglich ist, auch komplexe Wirkungen von Substanzen auf multiple Stoffwechselwege zu erfassen.

Methodik: Die differentielle mRNA-Expression von primäre Kolonkarzinom- (Geki-1,-3,-4,-5,-7) und -adenomzellen (Geki-2) gegenüber der korrespondierenden Normalschleimhaut wurde mittels eines Affymetrix-Microarray untersucht. Die Ergebnisse der einzelnen Zellinien wurden mittels einer MS-Access-Abfrage und dem Clusterprogramm J-Express verglichen.

Ergebnisse: Nach Datenabgleich für die einzelnen Zellinien ergaben sich lediglich zehn Gene, die in allen Zellinien identisch durch Butyrat beeinflusst wurden (WEE1+, SUOX, ERBB3, CDKN2, APC10, DUSP5, CGI-142, TIMP2, TONDU, Cytokeratin 20). Eine Sequenzierung durch Quiagen bewies die Identität der Gensonden. Für WEE1+ Pompe homologue konnte das Ergebnis bereits in der Real Time PCR verifiziert werden.

Diskussion und Ausblick: Die Genexpressionsanalyse von fünf Kolonkarzinomzellinien und einer Adenomzellinie im Vergleich zur Normalschleimhaut ergab erwartungsgemäß die Modulation von multiplen Genen. Im Rahmen der Clusteranalyse konnten gemeinsame Veränderungen ermittelt werden, allerdings reichen die Daten für die Erstellung eines Tumorprofils nicht aus. In Anlehnung an eine Projekt, das bei Mammakarzinomen durchgeführt worden ist, ist es wünschenswert, dass die Daten möglichst vieler Arbeitsgruppen zusammengefasst werden sollten und somit eine große Anzahl an Kolonkarzinomen untersucht werden kann. Allerdings ermöglichte das Projekt die umfassende Charakterisierung der differentielle Genexpression der untersuchten Kolonkarzinom/Adenomzelllinien und damit eine bessere Einordnung zukünftiger und bisheriger in-vitro Ergebnisse (z.B. die Butyratwirkung auf die Zellen)