Die Rolle der DNA-Methyltransferase-Expression bei der DNA-Methylierung in NSCLC

Einleitung: Die Hypermethylierung normalerweise unmethylierter DNA-Promoter-Regionen ist ein wichtiger Mechanismus zur transkriptionellen Inaktivierung von Tumor-supressorgenen bei verschiedenen malignen Tumoren. Der molekulare Mechanismus für diese bekannte epigenetische Veränderung in nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinomen (NSCLC) ist bisher nicht geklärt. Ein potentieller Mechanismus ist die Überexpression von DNA-(Cytosin-5)Methyltransferasen (DNMT’s). Ziel dieser Studie war es, den Einfluss der 3 bisher bekannten DNMT-Isoformen (DNMT1, DNMT3a, DNMT3b) in gesunden Lungengeweben und gepaarten Tumorproben von Patienten mit NSCLC zu untersuchen, und 1.) den Einfluss auf die Hypermethylierung von MGMT, APC, GSTPI und DAPKinase zu untersuchen und 2.) die Bedeutung der DNMT mRNA Expression und der DNA-Hypermethylierung für die die Pathogenese und Prognose dieser Erkrankung einzuschätzen. MethodikMittels quantitativer Real-Time RT-PCR (Taqmanâ) wurde die mRNA Expression von DNMT1, DNMT3a, DNMT3b und durch methylierungsspezifische PCR die DNA-Hypermethylierung von GSTPI, DAPKinase, MGMT und APC in Tumor- und korrespondierendem Lungengewebe von 91 Patienten mit NSCLC gemessen. Die Verteilung der histopathologischen Tumorstadien war wie folgt: Stadium I: 45 (49%) Patienten, Stadium II: 19 (21%) Patienten, Stage IIIA 27 (30%) Patienten. 43 (47%) Patienten hatten Plattenepithelkarzinome, 33 (36%) hatten Adenokarzinome und 15 (17%) hatten grosszellige Bronchialkarzinome. Alle Tumoren waren R0-reseziert. Ergebnisse:Die DNMT mRNA Expression war nachweisbar in Tumor- und korrespondierenden Lungengeweben mit folgender Häufigkeit: DNMT1 normal (96.7%), Tumor (98.9%); DNMT3a normal (98.9%), Tumor (98.9%); DNMT3b normal (83.5%), Tumor (95.6%). Die mediane mRNA Expression (DNMT1 normal: Median 1.93; Min.:0.0, Max.:9.4; DNMT1 Tumor: Median 3.32, Min.:0.0, Max.:13.6; DNMT3a normal: Median: 2.16, Min.: 0.0, Max.: 18.4; DNMT3a Tumor: Median 2.89, Min.: 0.0, Max.: 26.4; DNMT3b normal: Median 0.44, Min.: 0.0, Max.: 3.6; DNMT3b Tumor: Median 1.13, Min.: 0.0, Max.: 16.1) war für alle 3 DNMT-Isoformen im Tumorgewebe signifikant erhöht verglichen mit gepaartem normalem Lungengewebe (P<0.001, Wilcoxon Test). Eine DNA-Hypermethylierung im Tumorgewebe wurde in 90% der Fälle für APC, 38% für MGMT, 20% für DAPKinase und 20% für GSTPI nachgewiesen. Es gab keine Assoziationen mit klinischen oder histopatholgischen Variablen wie dem histologischen Subtyp, TNM-Tumorstadium, Grading, Geschlecht oder Alter sowohl für die DNMT mRNA Expression als auch für die DNA-Hypermethylierung. Es konnte keine Korrelation zwischen einer Überexpression der DNMT-Isoformen und der DNA-Hypermethylierung nachgewiesen werden. Die DNA-Hypermethylierung war signifikant assoziiert mit einer schlechteren Prognose. Patienten mit keinem (MP0) oder einem methylierten Gen (MP1) hatten eine hochsignifikant bessere mediane Überlebenswahrscheinlichkeit als Patienten mit 2 (MP2) oder mehr als 3 (MP3) hypermethylierten Genen (P=0.0008, Log-rank Test). In der multivariaten Analyse stellten sich die DNA-Hypermethylierung (P =0.0014) und das TNM-Tumorstadium als unabhängige prognostische Faktoren dar. Schlussfolgerung: Die Überexpression der 3 DNMT-Isoformen ist ein potentieller Mechanismus bei der Pathogenese der NSCLC. Die Deregulierung der DNMT mRNA-Expression ist aber nicht verantwortlich für die aberrante DNA-Hypermethylierung in diesen Tumoren. Eine DNA-Hypermethylierung im Tumorgewebe von Patienten mit NSCLC ist ein potentieller Marker für eine biologisch aggressive Erkrankung. Die Quantifizierung dieser epigenetischen Veränderung ist eine vielversprechende Methode um Patienten mit NSCLC zu identifizieren, welche nach kurativer Resektion eine schlechte Prognose haben.