Einfluss von microRNAs auf die Sensibilität von kolorektalen Tumorzellen gegenüber einer 5-FU-basierten Radiochemotherapie

Influence of microRNA on the sensivity of colorectal cancer cells on a 5-FU-based radiochemotherapy

by Robert Hans-Joachim Templin
Doctoral thesis
Date of Examination:2019-09-18
Date of issue:2019-08-29
Advisor:Prof. Dr. Jochen Gaedcke
Referee:Prof. Dr. Jochen Gaedcke
Referee:PD Dr. Markus Schirmer
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-7614

 

 

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Abstract

English

The clinical course of comparable patients (same tumor stage, age, gender and comparable histopathological parameters) suffering from rectal cancer can vary widely. The range of response rates to neoadjuvant chemoradiation is very large and ranges from complete remission to extensive radiation resistance or progress of the disease under the previous therapy. In the present work it could be shown that microRNAs could play a role in this context. In a genome-wide array analysis, promising targets were identified that are significantly lower in pre-therapeutic biopsy than in the residual tumor. From a total of ten selected targets, four could be independently validated by PCR. The functional relevance could be shown in the colony-forming-unit culture assay. It was found that overexpression of the miR-1, miR-127-3p, miR-152-3p and miR-376a-3p microRNAs was associated with slightly increased resistance to chemoradiation. The biggest difference was in miR-376a-3p. Also, given the literature data, this target has probably the strongest oncogenic potential of the targets studied here attributed. In addition, after the analysis of the associated clinical pathological patient data, a rather moderate to poor response to therapy emerged. In view of the clinical benefit of these results, different approaches would be considered. Both diagnostic and therapeutic applications would be conceivable. However, this still requires further investigation. It would be interesting, for example, whether antisense oligonucleotides could actually achieve the opposite effects to the investigated targets in vitro. Also promising with regard to the further search for an adequate "prediction tool" would be In-situ -hybridizations before and after neoadjuvant chemoradiation.
Keywords: rectal cancer; microRNA; chemoradiation; miR-1; miR-127-3p; miR-152-3p; miR-376a-3p; neoadjuvant

German

Die klinischen Verläufe von vergleichbaren Patienten (gleiches Tumorstadium, Alter, Geschlecht und vergleichbare histopathologische Parameter), welche an einem Rektumkarzinom leiden, können sehr variieren. Die Spannweite der Ansprechraten auf die neoadjuvante Radiochemotherapie ist sehr groß und reicht von Komplettremission bis zu weitgehender Strahlenresistenz bzw. Progress der Erkrankung unter der Vortherapie. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass microRNAs in diesem Zusammenhang eine Rolle spielen könnten. In einer genomweiten Array-Analyse wurden zunächst aussichtsreiche Targets identifiziert, welche in der prätherapeutischen Biopsie wesentlich geringer als im residuellen Tumor exprimiert sind. Von insgesamt zehn ausgewählten Targets konnten schließlich vier mittels PCR unabhängig validiert werden. Die funktionelle Relevanz dieser Ergebnisse ließen schließlich die angeschlossenen Koloniebildungstests vermuten. Hier zeigte sich, dass eine Überexpression der microRNAs miR-1, miR-127-3p, miR-152-3p und miR-376a-3p mit einer etwas erhöhten, wenngleich unterschiedlich ausgeprägten Resistenz gegen eine Radiochemotherapie einherging. Der stärkste Unterschied fand sich hier bei miR-376a-3p. Auch in Anbetracht der Literaturdaten ist diesem Target das wohl stärkste onkogene Potential der hier untersuchten Targets zuzuschreiben. Zudem zeichnete sich nach der Analyse der zugehörigen klinisch-pathologischen Patientendaten ein insgesamt eher mäßig bis schlechtes Therapieansprechen ab. In Hinblick auf den klinischen Nutzen dieser Ergebnisse kämen verschiedene Ansätze in Betracht. Sowohl diagnostische als auch therapeutische Anwendungen wären denkbar. Hierfür bedarf es jedoch zwingend noch weiterer Untersuchungen. Interessant wäre beispielsweise, ob sich mit Antisense-Oligonukleotiden zu den untersuchten Targets in vitro tatsächlich gegenteilige Effekte erreichen ließen. Ebenfalls vielversprechend hinsichtlich der weiteren Suche nach einem adäquatem „Vorhersage-Tool“, wären m. E. In-situ-Hybridisierungen vor und nach einer neoadjuvanten Radiochemotherapie.
 
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