Metastasierungsspezifische Veränderungen im DNA-Methylierungsmuster von KISS1R und EPHB3 im muskelinvasiven Harnblasenkarzinom

Abstract

Die epigenetische Inaktivierung von Genen durch Promotorhypermethylierung kann zur Entstehung und Metastasierung von Tumoren beitragen. Veränderungen im DNA-Methylierungsmuster gelten als hoch sensitiv und sind bereits frühzeitig nachweisbar. Auch im Harnblasenkarzinom konnten diese Veränderungen nachgewiesen werden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der Analyse metastasierungsspezifischer Veränderungen im DNA-Methylierungsmuster der beiden ausgewählten Gene EPHB3 und KISS1R im muskelinvasiven Harnblasenkarzinom. Der Zusammenhang zwischen Genexpression und Promotorhypermethylierung der beiden Gene wurde an Harnblasenkarzinomzelllinien und im Primärtumorgewebe untersucht. Für EPHB3 zeigte sich nach Behandlung der Zelllinien mit 5-Aza-2‘-deoxycytidin eine signifikante Zunahme der Genexpression in der Zelllinie RT-112. Die Annahme, dass die passive Demethylierung der Promotorregion zu einer Reexpression des Gens führte, konnte in den anschließenden Methylierungsanalysen widerlegt werden. Die Ergebnisse wiesen auf eine unmethylierte Promotorregion von EPHB3 hin. Eine Untersuchung der Funktion von EPHB3 in metastasierungsassoziierten Prozessen schien daher nicht sinnvoll. Die Methylierungsanalysen von KISS1R in der Zelllinie T24 deuteten auf eine methylierte Promotorregion des Gens hin. Nach Herabregulation der Genexpression von KISS1R in der Zelllinie 5637 konnte in Funktionsanalysen jedoch kein Einfluss auf metastasierungsassoziierte Prozesse nachgewiesen werden. In Harnblasentumorgewebe aus Zystektomiepräparaten konnte eine Korrelation der relativen Methylierung von KISS1R zu positivem Lymphknotenstatus festgestellt werden. Mit Hilfe der derzeit verfügbaren diagnostischen Methoden ist eine individuelle Beurteilung des Metastasierungsrisikos und eine individuelle Prognoseeinschätzung für Patienten mit muskelinvasivem Harnblasenkarzinom nicht möglich. Der Methylierungsstatus von KISS1R könnte in Zukunft als prognostischer Marker zur Selektion von Patienten mit erhöhtem Risiko für das Auftreten von Lymphknotenmetastasen eingesetzt werden, um so eine individuelle Therapieplanung zu ermöglichen.

Epigenetic silencing of genes by promoter hypermethylation may contribute to tumorigenesis and metastasis. Alterations in the DNA methylation pattern are considered highly sensitive and can be detected at an early stage. These changes could also be found in urinary bladder carcinoma. The aim of the present study was to analyze metastasis-specific alterations in the DNA methylation pattern of the two selected genes EPHB3 and KISS1R in muscle-invasive bladder cancer. The correlation between gene expression and promoter hypermethylation of the two genes was investigated in urinary bladder carcinoma cell lines and primary tumor tissue. For EPHB3, the cell line RT-112 showed a significant increase in gene expression after treatment with 5-aza-2'-deoxycytidine. The assumption that passive demethylation of the promoter region led to re-expression of the gene was disproven in subsequent methylation analyses. The results indicated a nonmethylated promoter region of EPHB3. Therefore, an investigation of the function of EPHB3 in metastasis-associated processes did not seem reasonable. Methylation analyses of KISS1R in the T24 cell line indicated a methylated promoter region of the gene. However, after downregulation of KISS1R gene expression in cell line 5637, no effect on metastasis-associated processes was detected in functional analyses. In urinary bladder tumor tissue taken at the time of cystectomy, a correlation of relative methylation of KISS1R to positive lymph node status was detected. Using currently available diagnostic methods, an individualized assessment of metastatic risk and prognosis assessment for patients with muscle-invasive bladder cancer is not possible. In the future, the methylation status of KISS1R could be used as a prognostic marker to select patients at increased risk for the occurrence of lymph node metastases, thus enabling individualized therapy planning.