Titelaufnahme

Titel
Detection of Müllerian Duct Carcinomas : development and evaluation of a new, innovative diagnostic approach / submitted by Elisabeth Maritschnegg, MSc
Weitere Titel
Detektion von Karzinomen des Müller'schen Epithels - Etablierung und Evaluierung einer neuen, innovativen diagnostischen Methode
Verfasser / VerfasserinMaritschnegg, Elisabeth
Begutachter / BegutachterinZeillinger, Robert
ErschienenWien, 2016
UmfangXV, 102 Blätter : Illustrationen
HochschulschriftMedizinische Universität Wien, Univ., Dissertation, 2016
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Ovarialkarzinom / Diagnose / Endometriumkarzinom / Lavage / TP53 / serös tubuläres intraepitheliales Karzinom / CA125 / Mutationsanalyse
Schlagwörter (EN)ovarian cancer / diagnosis / endometrial cancer / Lavage / TP53 / serous tubal intraepithelial carcinoma / CA125 / mutation analysis
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-8027 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
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Detection of Müllerian Duct Carcinomas [3.37 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Weltweit sind mehr als 200,000 Sterbefälle jährlich auf Eierstock- und Endometriumkarzinome zurückzuführen. Beide entwickeln sich aus Müllerschem Epithel und können in zwei Gruppen eingeteilt werden. Typ I wird für gewöhnlich bereits früh diagnostiziert, Type II weist einen wesentlich aggressiveren Phänotyp auf. Type II-Tumore werden auch als „stille Mörder“ bezeichnet, da sie keine, oder nur unspezifische Früh-Symptome verursachen und in den meisten Fällen erst nach der Ausbreitung auf weitere Organe diagnostiziert werden. Die derzeit verwendeten diagnostischen Methoden umfassen die Bestimmung des CA125-Wertes im Serum, sowie ein transvaginaler Ultraschall. Die begrenzte Sensitivität und Spezifität dieser Methoden erlaubt allerdings keine Frühdiagnose der Krebserkrankungen. Diese Arbeit beschreibt die Etablierung einer innovativen Methode zur Detektion von Müllerschen Tumoren. Die Methode basiert auf aktuellen Erkenntnissen, die gezeigt haben, dass Typ II-Tumoren und vielleicht auch Teile von Typ I-Tumoren sich tatsächlich in der Tube entwickeln, wo auch Vorstufen identifiziert wurden. Diese werden als „serous tubal intraepithelial carcinoma“, STIC, bezeichnet. Zellen invasiver Karzinome und STICs werden sehr häufig abgeschilfert. Daraus leitet sich unsere Hypothese ab, wonach diese abgeschilferten Zellen, aufgrund der biologischen Funktion der Tube, in den Uterus transportiert werden. Folglich umfasst unsere Methodik eine Lavage der Uterushöhle um diese Zellen zu gewinnen und in der gewonnenen Spülflüssigkeit nachzuweisen.

Der erste Teil der Arbeit beschreibt die Evaluierungsphase. In dieser Phase wurde die Lavage-Methodik, sowie die Weiterverarbeitung der gewonnenen Probe optimiert. Dieser Teil beschreibt auch die erfolgten Maßnahmen, um eine Teilnahme externer Kooperationspartner an weiterführenden Studien zu ermöglichen. Der zweite Teil der vorliegenden Arbeit beschreibt die Ergebnisse, die im Zuge einer proof-of-concept-Studie gewonnen wurden, welche eine Analyse von Lavage-Proben von Ovarialkarzinompatientinnen umfasste. Ein Multiplex-Sequenzierverfahren wurde angewandt, um Mutationen in ausgewählten Genen und somit indirekt Tumorzellen zu detektieren. Bei 18/30 (60 %) der Ovarialkarzinomfälle wurde eine Mutation detektiert. Bei einem Teil der Proben wurde die noch sensitivere Methode - digitale droplet PCR (ddPCR) - angewandt. Dadurch konnte die Anzahl an Ovarialkarzinom-Proben mit IX detektierbarer Mutation auf 24/30 (80 %) erhöht werden. Die Mutationsanteile, die mittels Next generation sequencing und ddPCR bestimmt wurden, zeigten eine Übereinstimmung von R = 0,986 (Spermans Rho). Soweit vorhanden, wurde auch korrespondierendes Tumorgewebe analysiert. Mit Ausnahme von zwei Fällen, konnte dieselbe Mutation, die in der Lavage DNA identifiziert wurde, auch im Gewebe nachgewiesen werden. Dies bestätigt die Gültigkeit unseres Konzepts und somit die Sinnhaftigkeit, dieses auszuweiten und in größeren, spezialisierten Studien anzuwenden. Der dritte Teil der Arbeit beschreibt die ersten Resultate aus diesen laufenden Studien. Im Zuge dieser wurde die Anwendbarkeit des Konzeptes zum Nachweis eines okkulten Ovarialkarzinoms, sowie zur Detektion von 5/5 Endometrium-Karzinomen gezeigt. Des Weiteren wurden 27 Lavage-Proben von Patientinnen mit benignen gynäkologischen Erkrankungen auf das Vorhandensein von Mutationen getestet. In 8/27 (29,6 %) wurde eine Mutation detektiert, wobei in 6/8 (75 %) der Patientinnen das Gen KRAS betroffen war.

Diese Arbeit beschreibt die erfolgreiche Etablierung eines neuen Konzeptes zur Detektion von Müllerschen Karzinomen. Die zugrundeliegende Hypothese, wonach Tumorzellen abgeschilfert und anschließend über die Tube in den Uterus transportiert und somit über eine Lavage dieser gewonnen werden können, konnte bestätigt werden. Es wurde gezeigt, dass die Mutationsanalyse ein geeigneter Ansatz ist, um Tumorzellen anschließend in der gewonnen Flüssigkeit zu detektieren. Jedoch ist eine hohe Sensitivität der angewandten Methode erforderlich. Der Grundstein für die Anwendung des Konzeptes im Rahmen größerer Studien konnte gelegt werden. Die ersten darin gewonnenen Resultate waren äußerst vielversprechend, und zeigen das Potential der beschriebenen Methode zur Frühdiagnose von Müllerschen Karzinomen, möglicherweise sogar derer Vorstufen.

Zusammenfassung (Englisch)

Ovarian cancer and endometrial cancer account for more than 200,000 deaths each year. Both develop from Müllerian epithelium and can be divided into two groups. Type I usually diagnosed early and type II, which is far more aggressive. Type II cancers are also referred to as the “silent killer”, because they usually only present with unspecific or no early symptoms at all and are frequently not diagnosed before they have already spread. State-of-the-art diagnostic tools are the assessment of the CA125 serum level and a transvaginal ultrasound. However, the sensitivity and specificity of these tests are not high enough to allow for an early detection of these cancers. The present thesis describes an innovative new approach for detecting Müllerian cancers. It is based on recent findings which showed that type II and possibly even type I cancers actually arise in the fallopian tube and that a precursor lesion called “serous tubal intraepithelial carcinoma” (STIC) exists. Cells from invasive carcinoma and already STICs are shed very frequently. We hypothesized that these shed cells are transported into the uterine cavity, based on the natural function of the fallopian tube. Therefore, our approach involves a lavage of the uterine cavity to collect these cells and subsequently detect them in the specimen obtained thereby.

The first part of the thesis describes the evaluation phase, including the optimization process of the lavage approach and subsequent processing, as well as different measures which had to be taken to allow conducting the studies within collaborating institutions. The second part describes the results obtained when analyzing samples of ovarian cancer (OC) patients within a proof-of-concept-study. Within this study a massively parallel sequencing approach was used to test the lavage DNA for the presence of mutations in a panel of selected genes. In 18/30 (60 %) of OC cases such a mutation was detected. Additionally, the use of an even more sensitive method for mutation detection was applied in a subset of patients, namely digital droplet PCR (ddPCR). Thereby, the number of positive samples from OC patients could be increased to 24/30 (80 %). The mutation rates obtained by both methods showed a concordance of Spearmans Rho R = 0.986. To the extent available, corresponding tumor tissue DNA was analyzed as well, and in all - except for two cases - the same mutation as in the lavage sample was identified. In this way we were able to confirm the general validity of the concept which in parallel VII indicated that the applicability of this concept should be evaluated within larger, more specific studies. The third part of this thesis describes the first results of these studies, which are still ongoing. In one patient an occult OC could be detected. 5/5 included endometrial cancer cases were tested positive as well. Furthermore, 27 lavage samples of patients with benign gynecological diseases were tested for the presence of a mutation in the same panel of genes. In 8/27 (29.6 %) a mutation was detected. 6/8 (75 %) affected the KRAS gene.

This thesis outlines the successful establishment of a new concept for diagnosis of Müllerian cancers. It proves the assumption that tumor cells are shed and can be collected through a lavage of the uterine cavity. Furthermore, it is shown that mutation analysis is a suitable tool for subsequent detection, but a high sensitivity is required. Foundations for larger studies investigating different fields of application of this technique were laid. First promising results were obtained and showed that the described approach has a potential for early diagnosis of Müllerian cancers, possibly even for premalignant lesions.