Vergleichende Sequenzanalyse von Immunglobulin- und T-Zell-Rezeptor-Rearrangements vor und nach Stammzelltransplantation zur Charakterisierung der Minimalen Resterkrankung (MRD)

Abstract

Mit 35 % ist die Leukämie die häufigste bösartige Neubildung im Kindesalter. Aufgrund systematischer Verbesserung der Therapie ist sie heute bei 40-50% der Erwachsenen und bei 80% der Kinder heilbar. Um die Überlebenschancen der an ALL erkrankten Kinder mit Rezidven zu verbessern, gilt es zu klären, ob ein frühzeitiges Erkennen des Rezidivs durch die MRD Bestimmung die Therapie lenken und das Überleben verbessern kann. Zur PCR basierten Erfassung der Minimalen Resterkrankung bei ALL sind Immunglobulin- und T- Zell-Rezeptor-Rearrangements als patientenspezfische Marker hervorragend geeignet. Jedoch kommt es durch Selektionsprozesse zu Veränderungen innerhalb dieser Marker, dies kann zu falsch negativen Ergebnissen führen. Im Speziellen wurde in dieser Arbeit untersucht, ob Veränderungen innerhalb der Sequenz eines Markers zwischen deren Auftreten bei Diagnose einer Leukämie und deren Rezidiv nach allogener Stammzelltransplantation zu erkennen sind. Es sollte gezeigt werden, ob die myeloablative Behandlungsmodalität dieses Therapiezweiges sich durch klonale Selektion oder durch Induktion von Mutationen auf die Stabilität der Ig- und TCR- Rearrangements auswirkt. Hierzu gab es bisher keinen Datenbestand. Dazu führten wir PCR Untersuchungen bei 30 Patienten mit ALL durch. Zur Identifizierung der klonalen IgG-, IgK-, TCRD-, TCRG-Marker wurde die Homo-/Heteroduplex-PCR-Analyse angewendet. Die Sequenzanalyse der Marker erfolgte mittels Kapillarelektrophorese. Bei 56,6% (17/30) der Pateinetn konnten alle bei Diagnose erfassten PCR-Marker zum Rezidiv unverändert identifiziert werden. Mindestens 1 stabiler Marker ist bei allen Patienten (30/30) vorhanden. Bei 73% (22/30) der Patienten sind mindestens zwei stabile Marker nachweisbar. Die am häufigsten nachgewiesenen stabilen Genloki in dieser Arbeit sínd der TCRG- und der IgK- Genlokus. Die Anwendung empfohlener Auswahlstrategien zum MRD- Monitoring bzw. zur Rezidverfassung war bei 93% der Patienten möglich. Mindestens ein stabiler MRD- Marker war bei 100% der Patienten nachweisbar.

With 35% leukemia is the most prevalent malignant neoplasm in childhood. Due to systematic improvements of the treatment, leukemia is curable in 40-50% of adult and in 80% of childhood leukemia.To improve the chance of survival for children with a relapse, it is important to resolve if the early recognition of a relapse by MRD-testing, can guide the treatment and by that can improve the survival.Immunglobulin - and T-cell-rezeptor- rearrangements are exellent patient-specific marker for PCR based MRD-detection. However by selection processes changes occur within the marker, this can lead to false negative results. In this work we investigated if changes within the sequence of the marker can be seen between their first appearance at diagnosis of leukemia and the relapse after a stem cell transplantation. It should be demonstrated if this myeloablative treatment has an affect on the stability of the marker by a clonal selection or by inducing mutations. Up to now there was no dataset existing about this. Therefor we investigated 30 ALL patients by using PCR. To identify the TCRG-, TCRD-, IgG-, IgK-marker the homo-/heteroduplex-PCR-analysis were applied.The sequence analysis were carried out by capillary electrophoresis. At 56,6% (17/30) of the patients all markers observed at the diagnosis were unmodified detectable at the relapse. At least one stable marker was existing at all patients (30/30). At 73%(22/30)of our patients at least two stable markers were detectable. The most detectable stable genloci were the TCRG- and the IgK Genlocus. By using recommended strategies for monitoring the MRD, the relapse detection was posible on 93% of our patients. At least one stable marker was detectable on all patients (100%).