Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung und funktionelle Analyse der KMT2A-MAML2 Translokation in epithelialen Thymusneoplasien und den humanen Zelllinien 1889c und MP-57

by Marcellus Rose
Doctoral thesis
Date of Examination:2024-01-31
Date of issue:2024-04-25
Advisor:Prof. Dr. Philipp Ströbel
Referee:Prof. Dr. Philipp Ströbel
Referee:PD Dr. Alexander Freiherr von Hammerstein-Equord
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-10463

 

 

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Abstract

English

Thymoma and thymic carcinoma are very rare epithelial neoplasms of the thymus. Little is known about the pathogenesis of these tumors. Targeted therapeutic approaches have hardly been established to date, and the recurrence rates and the proportion of patients eligible for second-line therapies are high. Epithelial thymic tumors are among the adult malignancies with the lowest mutation rate. Recently, the KMT2A-MAML2 translocation was found in two subtypes of these tumors, which appears to occur in 6% of B2 and B3 thymomas. With regard to its function and relevance, little is known apart from a possible disruption of the Notch signaling pathway. Initially, an attempt was made to examine the prevalence of the fusion in a patient collective consisting of the 162 tissue samples using FISH. However, only one positive case of a B3 thymoma could be confirmed with NGS. In order to be able to investigate the fusion functionally, three cell models were used in which the translocation was stably overexpressed by means of sleeping beauty transposition. Cell clones were used for phenotypic analyses such as proliferation or migration. A growth-inhibiting effect was found in all cell clones. Increased stem cell properties of the clones were shown in the clonality assay and in the expression of stem cell markers in the Western blot. When the clones were treated with chemotherapeutic agents, the HEK and 1889c clones showed a poorer response to cisplatin and etoposide, while a significantly better response to sunitinib was observed. Additional analysis of protein expression revealed no differential expression of anti-apoptotic or autophagy-associated markers. Aberrant activation of the EGFR signaling pathway was shown for the 1889c and MP-57 clones. The results indicate a functional relevance of this translocation, in which HES1 is a realistic target.
Keywords: Thymus; Thymic neoplasm; Thymoma; Thymic carcinoma; Sleeping beauty; Sleeping Beauty Transposition; KMT2A; MAML2; KMT2A-MAML2 Translocation

German

Thymome und Thymuskarzinome sind sehr seltene epitheliale Neoplasien des Thymus. Über die Pathogenese dieser Tumoren ist wenig bekannt. Gezielte Therapieansätze sind bisher kaum etabliert und die Rezidivraten sowie der Anteil der Patienten, die für Zweitlinientherapien in Frage kommen, sind hoch. Epitheliale Thymustumoren gehören zu den Malignomen mit der niedrigsten Mutationsrate. Kürzlich wurde die KMT2A-MAML2-Translokation in zwei Subtypen dieser Tumoren gefunden, die bei 6 % der B2- und B3-Thymome aufzutreten scheint. Über die Funktion und Bedeutung dieser Translokation ist außer einer möglichen Störung des Notch-Signalweges wenig bekannt. Zunächst wurde versucht, die Prävalenz der Fusion in einem Patientenkollektiv bestehend aus den 162 Gewebeproben mittels FISH zu untersuchen. Es konnte jedoch nur ein positiver Fall eines B3-Thymoms mit NGS bestätigt werden. Um die Fusion funktionell untersuchen zu können, wurden drei Zellmodelle verwendet, in denen die Translokation mit Hilfe des Sleeping-beauty Transposon-Systems stabil überexprimiert wurde. Die Zellklone wurden für phänotypische Analysen wie Proliferation oder Migration verwendet. Bei allen Zellklonen wurde eine wachstumshemmende Wirkung festgestellt. Erhöhte Stammzelleigenschaften der Klone zeigten sich im Klonalitätsassay und in der Expression von Stammzellmarkern im Western Blot. Bei Behandlung der Klone mit Chemotherapeutika sprachen die HEK- und 1889c-Klone schlechter auf Cisplatin und Etoposid an, während eine deutlich bessere Reaktion auf Sunitinib zu beobachten war. Eine zusätzliche Analyse der Proteinexpression ergab keine unterschiedliche Expression von anti-apoptotischen oder Autophagie-assoziierten Markern. Eine abweichende Aktivierung des EGFR-Signalwegs wurde für die Klone 1889c und MP-57 nachgewiesen. Die Ergebnisse deuten auf eine funktionelle Bedeutung dieser Translokation hin, bei der HES1 ein realistisches Ziel darstellt.
 
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