Einfluss der miRNA-26a Expression auf das Ansprechen einer Therapie mit Carmustin-Wafer Implantaten bei Patienten mit Glioblastoma multiforme

Abstract

Das Glioblastom ist der häufigste bösartige Hirntumor des Erwachsenen. Trotz intensiver Forschung ist die Prognose der Patienten infaust. Das infiltrative Wachstum von Glioblasto- men erfordert den Einsatz verschiedener Therapiemodalitäten. Die Standardtherapie umfasst neben einer möglichst umfangreichen Tumorresektion die anschließende konkomi- tante Radio- und Chemotherapie mit Temozolomid. Mit der Markteinführung von Carmustin-Wafer Implantaten (Gliadel-Wafer®) hoffte man, die Standardtherapie um eine lokal in der Tumorhöhle wirksame Chemotherapie erweitern zu können. Carmustin zählt wie Temozolomid zu den alkylierenden Chemotherapeutika. Nachdem initiale Studien hoffnungsvolle Ergebnisse sowohl bei der Primär- als auch bei der Rezidivtherapie des Glioblastoms lieferten, konnten spätere Studien diese positiven Ergebnisse nicht reproduzieren. Der therapeutische Einsatz von Carmustin-Wafer Implanta- ten in der Primärtherapie des Glioblastoms wird seither kontrovers diskutiert. Molekulare Marker gewinnen derzeit bei der Diagnostik und Therapie von Glioblastomen zunehmend an Bedeutung. Insbesondere der miRNA-26a wird aktuell immer mehr Beach- tung geschenkt. Unter anderem spricht man ihr eine prädiktive Bedeutung für das klinische Outcome von Glioblastompatienten zu. Außerdem scheint sie Einfluss auf die Progression des Glioblastoms zu haben, da sie durch die Regulation des Tumorsuppressorgens Rb1 den Zellzyklus erheblich beeinflussen kann. Es wäre von klinischem Interesse einen molekularen Marker zu identifizieren, der den Therapieerfolg einer Carmustin-Wafer Implantation vorherzusagen vermag. Der Erfolg dieser adjuvanten Therapie ist möglicherweise auf eine Patientensubpopulation beschränkt, die besondere molekulare Veränderungen aufweist. Das Ziel der vorliegenden Studie war daher, die miRNA-26a als potentiellen prädiktiven Marker für eine Therapie mit Carmustin-Wafer Implantaten zu evaluieren. Hierfür wurden Tumorproben von 80 Glioblastompatienten untersucht und in zwei Gruppen à 40 Patienten aufgeteilt. Die Patienten der Carmustin-Wafer-Gruppe erhielten nach der Tumorresektion intraoperativ eine intrakavitäre Applikation von Carmustin-Wafern. Postope- Zusammenfassung 9 rativ erfolgte eine konkomitante Radio- und Chemotherapie mit Temozolomid. Die Patienten der Kontroll-Gruppe erhielten nach der Tumorresektion lediglich die konkomitante Radio- und Chemotherapie. Mittels quantitativer Real-Time PCR wurde das Expressionslevel der miRNA-26a in allen 80 Tumorproben bestimmt. Die Bestimmung des Methylierungsstatus der Promotorregionen von MGMT und Rb1 erfolgte mit Hilfe der Methylierungsspezifischen PCR. Im Gesamtkollektiv zeigte sich kein Überlebensvorteil der adjuvanten Carmustin-Wafer Implantation gegenüber der alleinigen Standardtherapie. Erst unter Einbeziehung der miRNA-26a Expressionsunterschiede scheint die zusätzliche Therapie mit Carmustin-Wafern der alleinigen Standardtherapie überlegen zu sein. Die Patienten der Carmustin-Wafer- Gruppe mit erhöhter miRNA-26a Expression zeigten ein signifikant längeres OS und PFS als die Patienten der Kontroll-Gruppe. Die Resultate der Kontroll-Gruppe wurden zudem mit einem unabhängigen Datensatz von 149 Patienten aus der „The Cancer Genome Atlas“- Datenbank validiert. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie belegen erstmals eine prädiktive Bedeutung der miRNA-26a Expression für die Therapie mit Carmustin-Wafern bei Patienten mit Glioblastoma multiforme. Möglicherweise kann sie in Zukunft bei der klinischen Entschei- dungsfindung helfen, ob eine Carmustin-Wafer Implantation zusätzlich zur Standardtherapie erfolgen soll oder nicht.

Glioblastoma is the most common malignant brain tumor in adults. Despite intensive research, the prognosis of patients is very poor. The infiltrative growth of glioblastomas requires the use of different therapeutic modalities. The standard therapy includes, in addition to the most extensive possible tumor resection, subsequent concomitant radio- and chemotherapy with temozolomide. With the market launch of carmustine wafer implants (Gliadel-Wafer®), it was hoped to expand the standard therapy with chemotherapy that is effective locally in the tumor cavity. Like temozolomide, carmustine is also an alkylating chemotherapeutic agent. After initial studies reported promising results in both primary and recurrent glioblastoma therapy, later studies could not reproduce these positive results. The therapeutic use of carmustine wafer implants in the primary therapy of glioblastoma has since been the subject of controversial discussion. Molecular markers are currently gaining increasing importance in the diagnosis and therapy of glioblastomas. In particular, miRNA-26a is currently receiving more and more attention. Among other things, it is believed to have a predictive importance for the clinical outcome of glioblastoma patients. In addition, it seems to have an influence on the progression of glioblastomas, as it can significantly influence the cell cycle by regulating the tumor suppressor gene Rb1. It would be of clinical interest to identify a molecular marker that could predict the therapeutic success of carmustine wafer implantation. The success of this adjuvant therapy may be limited to a patient subpopulation that exhibits particular molecular changes. The aim of the present study was therefore to evaluate miRNA-26a as a potential predictive marker for a therapy with carmustine wafer implants. For this purpose, tumor samples from 80 glioblastoma patients were examined and divided into two groups of 40 patients each. The patients of the carmustine wafer group received intraoperative intracavitary application of carmustine wafers after tumor resection. Postopera- tively, a concomitant radio- and chemotherapy with temozolomide was administered. The patients in the control group received only concomitant radio- and chemotherapy after tumor resection. The expression level of miRNA-26a was determined by quantitative real-time PCR in all 80 tumor samples. The methylation status of the promoter regions of MGMT and Rb1 was determined by methylation specific PCR. In the overall collective, no survival advantage of adjuvant carmustine wafer implantation compared to standard therapy alone was found. Only when taking into account the miRNA- 26a expression differences, the additional therapy with carmustine wafers seems to be superior to the sole standard therapy. Patients of the carmustine wafer group with increased Zusammenfassung 11 miRNA-26a expression showed significantly longer OS and PFS than patients of the control group. The results of the control group were also validated with an independent data set of 149 patients from The Cancer Genome Atlas database. The results of this study demonstrate for the first time a predictive significance of miRNA-26a expression for carmustine wafer therapy in patients with glioblastoma multiforme. In the future, it may help in clinical decision making whether or not carmustine wafer implantation should be performed in addition to standard therapy.