Über die Korrelation spezifischer micro-RNAs in Tumor und Plasma von Glioblastom Patienten

Abstract

Das Glioblastoma multiforme ist der häufigste primäre Hirntumor. Die Erkrankung verläuft oftmals sehr aggressiv und die Prognose der Patienten ist äußerst schlecht. Die seit Jahren unveränderte Standardtherapie besteht in einer möglichst radikalen Resektion in Kombination mit einer konkomitanten Radiochemotherapie. Zusätzlich steht die Implantation von Carmustin-Wafern zur Verfügung. Der Nutzen dieser Therapie ist jedoch umstritten. Die Expression der microR-NAs-181d und -26a im Tumor korrelierte in Vorstudien mit dem Ansprechen auf eine derartige Therapie. Bislang war eine Bestimmung dieser Marker jedoch nur postoperativ möglich. Die Entscheidung für oder gegen die Implantation der Wafer muss jedoch zwangsläufig präoperativ erfolgen. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher, die Expression jener microRNAs in präoperativen Blutproben im Vergleich zur Expression im Tumorgewebe zu untersuchen, da die präopera-tive Messbarkeit eine wichtige Grundlage zur Verwendung dieser microRNAs im Rahmen einer präoperative Therapie-Stratifizierung darstellt.

Es wurden 60 Patienten mit einem neu diagnostizierten Glioblatstoma multiforme in die Untersuchungen eingeschlossen. Die Patienten wurden zwischen 2018 und 2020 therapiert und rekrutiert. Präoperativ wurde Blut abgenommen und das Plasma isoliert. Tumorproben wurden während der Tumorresektion gewonnen. Blutproben von 30 gesunden Individuen dienten als Referenzgruppe. MicroRNA-181d und -26a Expressionen in Plasma und Tumorgewebe wurden in Form von Fold Changes mittels quantitativer Real-Time PCR ermittelt. Die Ergebnisse wurden mit dem Resektionsumfang, dem Tumorvolumen, sowie weiteren klinischen, demographischen, histopathologischen und molekulargenetischen Aspekten der Kohorte korreliert. Darüber hinaus wurden Korrelationen zwischen den Expressionen von miRNA-181d und -26a und verschiedenen Laborwerten, wie CRP, Leukozytenzahl, Leber- und Nierenwerten, Schilddrüsenwerten, Hämoglobin und Thrombozytenzahl untersucht. Auch ein Zusammenhang zwischen der präoperativen Einnahme von Dexamethason und der Expression jener miRNAs wurde betrachtet.

Im Vergleich mit gesunden Individuen zeigten Patienten mit einem Glioblastom eine signifikante Überexpression von microRNA-181d und -26a im Blutplasma (p = 0,029; p = 0,042). Die Fold Changes von miRNA-181d und -26a im Tumorgewebe betrugen 0,282 ± 0,191 und 4,359 ± 6,43. Die Fold Changes im Blutplasma der Glioblastom-Patienten betrugen 0,00039 ± 0,00066 und 0,012 ± 0,036. Es konnte eine signifikante Korrelation zwischen der miRNA-181d Expres-sion in Tumorgewebe und Plasma gezeigt werden (p = 0,001, R = 0,51). Die miRNA-26a betreffend konnte keine derartige Korrelation beobachtet werden. Zwischen den Expressionen von miRNA-181d und -26a und den untersuchten Laborwerten konnte keine signifikante Korrelation festgestellt werden. Auch zwischen den microRNA Expressionen und der Dexamethason-Einnahme, sowie der Tumorgröße konnten keine signifikante Korrelation detektiert werden.

Die MicroRNA-181d lässt sich reliabel in Blutproben von Patienten mit Glioblastoma multiforme detektieren und ihre Expression korreliert in Plasma und Tumorproben. Die Expression zeigt außerdem keinen Zusammenhang zu den weiteren untersuchten Laborparametern, welche auf Entzündungsprozesse oder Veränderungen in der Aktivität bestimmter Organe hindeuten können. Sie erfüllt damit wichtige Grundvoraussetzungen für einen potentiellen präoperativen Bio-marker und sollte in einer weiteren prospektiven Studie auf ihre Anwendbarkeit zur Therapie-Stratifizierung von Carmustin-Wafern überprüft werden.

Glioblastoma multiforme is the most common primary brain tumor. The disease progresses very aggressively and the prognosis of the patients is very poor. The standard therapy, which hasn´t changed for years, consists of most radical resection in combination with concomitant radi-ochemotherapy. In addition, the implantation of carmustin-wafers is available. The use of this therapy however is controversial. In previous studies the expressions of microRNA-181d and -26a in tumor correlated with the response to such a therapy. The aim of the study at hand was to compare the expressions of those microRNAs in preoperative blood samples with the expressions in tumor specimens because the preoperative measurability is an important foundation for the usage of those microRNAs in the context of a preoperative therapy-stratification.

60 patients with a newly diagnosed glioblastoma multiforme were included in the investigations. The patients were treated and recruited between 2018 and 2020. Preoperatively blood was drawn and the plasma was isolated. Tumor specimens were collected during tumor resection. Blood samples from 30 healthy individuals served as reference group. Micro-RNA-181d and 26a ex-pressions in plasma and tumor tissue were detected as fold change, using quantitative Real-Time PCR. The results were correlated with the extent of resection, the tumor volume, as well as other clinical, demographic, histopathological and molecular genetic aspects of the cohort. Furthermore, the expressions of microRNA-181d and -26a were correlated with various laboratory parameters such as CRP, leukocyte count, liver and kidney values, thyroid values, hemoglobin and platelet count. A relation between the preoperative intake of dexamethasone and the expressions of those microRNAs was also examined.

In comparison with healthy individuals, patients with glioblastoma showed a significant overexpression of miRNA-181d and -26a within blood plasma (p = 0,029; p = 0,042). Fold changes of miRNA-181d and -26a in tumor tissue were 0,282 ± 0,191 and 4,359 ± 6,43 respectively. Fold changes in blood plasma of glioblastoma patients were 0,00039 ± 0,00066 and 0,012 ± 0,036 respectively. Consecutively expression levels of both miRNAs in plasma were massively below the expression in the corresponding tumor samples. A significant correlation between miRNA-181d expression in tumor tissue and plasma (p = 0,001, R = 0,51) could be shown. Concerning miRNA-26a no such correlation could be observed. There was no significant correlation detected between the expressions of micoRNA-181d and -26a and the analyzed laboratory parameters. In addition, no significant correlation between the microRNA expressions and the intake of dexamethasone or the tumor volume could be detected.

MicroRNA-181d can be reliably detected in blood samples of patients suffering from glioblastoma multiforme and its expression correlated between plasma and tumor samples. Furthermore, there was no significant connection with the examined laboratory parameters, which can suggest inflammatory processes or a change in the activity of certain organs. Therewith it meets important prerequisites for a potential preoperative biomarker and should be examined in a prospective study for its usability in the therapy-stratification of carmustin-wafers.