title: Prädiktive und prognostische Marker in pankreatischen neuroendokrinen Neoplasien in vitro und in vivo
Creators: name: Boch, Michael
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2017
Subjects: Medical sciences, Medicine
Medizin, Gesundheit
miRNA, O6-Methylguanin-DNA-Methyltransferas
Prädiktive Marker
Dacarbazin (DTIC)
CUX1
Prognostische Marker
Pankreatische neuroendokrine Neoplasien
Bon-1
Xenograft, 5-Fluorouracil (5-FU)

description: Bei pankreatischen neuroendokrinen
      Neoplasien (PNEN) handelt es sich um seltene Tumoren, die von
      den endokrinen Zellen des Pankreas ausgehen. Biomarker,
      welche eine effektive Selektion geeigneter Patienten für
      bestimmte systemische Chemotherapien ermöglichen, sowie
      Marker von prognostischer Relevanz für den Therapieverlauf
      sind jedoch nur unzureichend beschrieben. Daher war das Ziel
      dieser Arbeit, sowohl in vitro, im Xenograft-Mausmodell als
      auch in humanen Geweben mögliche prognostische und prädiktive
      Biomarker zu identifizieren und zu evaluieren. Im Fokus stand
      hierbei der Transkriptionsfaktor CUX1, dessen Genprodukt in
      malignen Zellen Gene reguliert, die für proproliferative,
      antiapoptotische und motilitätsfördernde Prozesse von
      Bedeutung sind. Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe belegten
      eine signifikant gesteigerte CUX1-Expression in invasiven
      humanen Insulinomen. In stabil CUX1-überexprimierenden
      Bon1-Zelllinien konnten in vitro proproliferative,
      antiapoptotische und proangiogene Eigenschaften von CUX1
      gezeigt werden. In der vorliegenden Arbeit wurden im
      Xenograft-Modell der Maus die tumorfördernden Eigenschaften
      von CUX1 bestätigt. CUX1-überexprimierende Tumoren zeigten
      immunhistochemisch eine signifikant gesteigerte
      Proliferationsrate. Basierend auf diesen in vitro und in vivo
      Befunden im Mausmodell war es ein weiteres Ziel der Arbeit,
      die prognostische Relevanz des Transkriptionsfaktors CUX1 bei
      Patienten mit PNEN zu evaluieren, welche als systemische
      Chemotherapie eine Behandlung mit 5-Fluoruracil (5-FU)- bzw.
      Dacarbacin (DTIC) erhalten hatten. Eine hohe CUX1-Expression
      war bei Patienten mit 5-FU-basierter Therapie mit einem
      signifikant kürzeren progressionsfreien Überleben (PFS)
      vergesellschaftet. Jedoch war in dieser Kohorte weder
      zwischen dem Proliferationsindex Ki-67 noch dem
      Gesamtüberleben eine Korrelation mit der CUX1-Expression zu
      beobachten. Hieraus ergab sich als weitere Fragestellung,
      inwieweit CUX1, unabhängig von den Effekten auf die
      Proliferationsrate, Resistenzmechanismen gegen zytotoxische
      Chemotherapien induziert. Hierzu wurden potenziell
      CUX1-abhängige miRNAs und Enzyme, die in den Metabolismus der
      Chemotherapeutika eingreifen können, untersucht. Es konnten
      jedoch keine miRNAs identifiziert werden, die klar durch CUX1
      reguliert werden. Ebenso wenig zeigten die Enzyme
      Thymidylatsynthase (TS), Dihydropyrimidin-Dehydrogenase (DPD)
      und O6-Methylguanin-DNA-Methyltransferase (MGMT) eine
      CUX1-abhängige Regulation. Aufgrund von Literaturdaten, dass
      die letztgenannten Enzyme für andere Tumorentitäten
      prognostische und prädiktive Aussagekraft besitzen, wurde
      deren Expression und Relevanz auch an Gewebeproben einer
      PNEN-Kohorte evaluiert. Die erhöhte DPD-Expression war
      signifikant mit einer erhöhten objektiven Ansprechrate (ORR)
      korreliert, zeigte allerdings keine Verlängerung des
      mittleren progressionsfreien Überlebens (mPFS), während die
      TS neben einem signifikant gesteigerten mPFS auch einen Trend
      zu einer besseren Krankheitskontrolle aufwies. Die MGMT
      hingegen war bei Patienten, die eine DTIC-basierte Therapie
      erhalten hatten, ohne prognostischen oder prädiktiven Wert.
      Die potentiellen Biomarker, welche in dieser Arbeit
      beschrieben wurden, sollten in prospektiven Studien weiter
      evaluiert werden.
description: Pancreatic neuroendocrine
      neoplasms (PNEN) form a rare and heterogenous group of tumors
      that originate from the endocrine cells of the pancreas.
      Biomarkers that allow an effective selection of patients for
      individualized systemic chemotherapy, as well as markers of
      prognostic relevance for the course of the disease however
      are still lacking. Therefore, the aim of this work was to
      identify and evaluate potential biomarkers in vitro, in a
      xenograft mouse model and in human tissues. The transcription
      factor CUX1, which is known to regulate genes implicated in
      proliferation, resistance to apoptosis and cell migration
      mechanisms was in focus of this study. Previous
      investigations performed by our group showed that the CUX1
      expression is significantly increased in invasive human
      insulinomas. Stably overexpressing CUX1 Bon1 cells
      demonstrated in vitro the pro-proliferative, anti-apoptotic
      and pro-angiogenic properties of CUX1 in vitro. In the
      current work, these tumorigenic features of CUX1 were
      confirmed using a xenograft mouse model. CUX1 overexpressing
      tumors significantly modulated proliferation and apoptosis
      detected via immunohistochemistry. Based on these in vitro
      and in vivo data, another objective was to evaluate the
      relevance of the transcription factor CUX1 in patients with
      PNEN who had received a 5-fluorouracil (5-FU)- or dacarbazine
      (DTIC)-based chemotherapy. In patients with a 5-FU-based
      therapy a strong immunohistochemical CUX1 expression was
      associated with a significantly shorter progression free
      survival (PFS). However, neither the proliferation index
      Ki-67 nor overall survival correlated with CUX1 expression.
      Searching for proliferation-independent mechanisms mediating
      CUX1-induced resistance to chemotherapy, potential
      CUX1-associated miRNAs and drug metabolismassociated enzymes
      were evaluated. However, no miRNAs were identified that were
      conclusively are regulated by CUX1. Likewise, the enzymes
      thymidylate synthase (TS), dihydropyrimidine dehydrogenase
      (DPD) and O-6-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT)
      exhibited no CUX1-dependent regulation. Since literature
      reports suggest that these enzymes could have prognostic and
      predictive significance in other tumor entities, the
      expression levels were evaluated in tissue samples of a PNEN
      cohort. The increased DPD expression was significantly
      correlated with the increased objective response rate (ORR).
      TS was associated with prolonged progression free survival
      (PFS) and showed a non-significant trend towards prolonged
      disease control rate (DCR). In contrast, MGMT showed no
      prognostic or predictive value in patients who received a
      DTIC-based therapy. Potential biomarkers, as described in
      this study, should be further evaluated in prospective
      trials.