1. Predictive biomarkers in diffuse gliomas and non-small cell lung cancer
- Author
-
Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta, kliinisteoreettinen laitos, Helsingfors universitet, medicinska fakulteten, Haartman institutet, University of Helsinki, Faculty of Medicine, Haartman Institute, Patologian osasto, Merkkiniemi, Katja, Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta, kliinisteoreettinen laitos, Helsingfors universitet, medicinska fakulteten, Haartman institutet, University of Helsinki, Faculty of Medicine, Haartman Institute, Patologian osasto, and Merkkiniemi, Katja
- Abstract
The presence of certain cancer-related genetic and epigenetic alterations in the tumor affect patients´ response to specific cancer therapies. The accurate screening of these predictive biomarkers in molecular diagnostics is important since it enables the tailoring of an optimal treatment based on molecular characteristics of the tumor. Depending on the type of gene alteration, a wide variety of methods could be applied in biomarker testing. Among the novel methods is next-generation sequencing (NGS) technology, enabling simultaneous detection of multiple alterations. The aim of this thesis was to analyze predictive or potentially predictive genetic and epigenetic alterations of diffuse gliomas and non-small cell lung cancer (NSCLC), and to evaluate the feasibility of pyrosequencing and targeted NGS in the detection of these alterations in formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tumor tissue specimens. In Study I, we assessed the genetic and epigenetic profile of diffuse gliomas by applying methylation-specific pyrosequencing to detect MGMT promoter hypermethylation, array comparative genomic hybridization to detect chromosomal copy number alterations, and immunohistochemistry (IHC) to detect IDH1 mutation status. MGMT hypermethylation, IDH1 mutations, and losses of chromosome arms 1p and 19q were typical changes in oligodendroglial tumors (grades II-III), whereas losses of 9p and 10q were frequently seen in glioblastomas (grade IV). Furthermore, we detected significant associations of 1) MGMT hypermethylation with IDH1 mutations and loss of 19q, 2) unmethylated MGMT with losses of 9p and 10q and gain of 7p, 3) IDH1 mutations with MGMT hypermethylation, 1p loss, and combined loss of 1p/19q, and 4) non-mutated IDH1 with losses of 10q. Pyrosequencing proved to be a feasible method for determination of MGMT methylation status in FFPE sample material. In Studies II and III, we compared targeted NGS with fluorescence in situ hybridization, IHC, and real-time reverse-tran, Tiettyjen syöpään liityvien geneettisten ja epigeneettisten muutosten esiintyminen kasvaimissa vaikuttaa potilaan vasteeseen syöpähoidoille. Näiden hoitovastetta ennustavien, prediktiviisten biomarkkereiden tarkka seulonta molekyylidiagnostiikassa on tärkeää, sillä se mahdollistaa optimaalisen hoidon räätälöinnin kasvaimen molekulaaristen ominaisuuksien perusteella. Geenimuutoksesta riippuen biomarkkereiden testauksessa voidaan hyödyntää useita eri menetelmiä, joista uusimpien joukossa ovat lukuisten markkereiden samanaikaisen tutkimisen mahdollistavat uuden sukupolven sekvensointimenetelmät. Tämän väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli analysoida hoitovastetta ennustavia geneettisiä ja epigeneettisiä muutoksia glioomissa ja ei-pienisoluisessa keuhkosyövässä. Lisäksi työssä arvioitiin pyrosekvensoinnin ja kohdennetun uuden sukupolven sekvensoinnin soveltuvuutta näiden muutosten tunnistamiseen formaliiniin fiksoiduista ja parafiiniin valetuista (FFPE) kasvainkudosnäytteistä. Ensimmäisessä osatyössä tutkimme 51 glioomanäytettä määrittämällä niistä MGMT-geenin säätelyalueen metyloitumisasteen pyrosekvensoinnilla, kromosomien kopiolukumäärämuutokset mikrosirupohjaisella vertailevalla genomisella hybridisaatiolla ja IDH1-geenin mutaatiostatuksen immunohistokemiallisella värjäyksellä. Tutkimuksessa havaitsimme vaihtelua tutkittujen biomarkkerien esiintymisessä eri glioomatyyppien välillä; MGMT-geenin metylaatio, IDH1-geenin mutaatiot sekä kromosomien 1p ja 19q puutokset olivat tyypillisiä muutoksia oligodendrogliaalisissa kasvaimissa (gradus II-III), kun taas kromosomien 9p ja 10q puutoksia nähtiin useammin glioblastoomissa (gradus IV). Lisäksi osoitimme, että 1) metyloitunut MGMT-geeni esiintyy usein yhdessä IDH1-geenin mutaation ja kromosomin 19q puutoksen kanssa, 2) metyloitumaton MGMT-geeni kromosomien 9p ja 10q puutosten sekä kromosomin 7q monistuman kanssa 3) mutatoitunut IDH1-geeni metyloituneen MGMT-geenin sekä kromosomien 1p ja 1p/19q puutosten kanssa, sekä 4) mu
- Published
- 2015