Genetische Diagnostik hereditarer Kolonkarzinome. Genetic Diagnostics for Hereditary Colon Cancer

Zusammenfassung: Polyposis und chronisch inflammatorische Darmerkrankungen, die bereits im Alter von 2 bis 5 Jahren beginnen konnen, pradisponieren fur kolorektale Karzinome in der 4. und 5. Lebensdekade. Bei der Polyposis wird eine Mutation in dem Tumorsuppressorgen (TSG) APC (adenomatous polyposis coli gene) in der Lymphozyten-DNA gefunden. Bei der ulcerativen Kolitis tritt meistens eine Mutation im TSG p53 als erster Hinweis auf die Krebsentstehung auf. Das hereditare nicht-polypose Kolonkarzinom (HNPCC), das 5 % aller kolorektalen Karzinome umfasst, wird durch die Inaktivierung in DNA-Reperaturgenen (MMR) hervorgerufen, welche durch eine Instabilitat von polymorphen einfachen repetitiven Sequenzen in der DNA nachweisbar ist. Zur Karzinomentstehung mussen zu den Keimbahnmutationen weitere Mutationen in Genen wie ras, DCC, MCC und p53 hinzukommen. Es wurden Labormethoden etabliert, die den Nachweis von Mutationen in TSG und MMR ermoglichen. Man muss dabei die direkte Bestimmung einer Mutation mittels Sequenzierung mit fluoreszenz-markierten Didesoxy-Nukleotiden von indirekten Methoden wie dem Protein Truncation Assay oder der denaturierenden HPLC unterscheiden. Positive Ergebnisse mit den indirekten Methoden mussen stets durch Sequenzierung bestatigt werden. Alle Methoden sind auf Lymphozyten-DNA und DNA aus Gewebe von Polypen, Adenomen und Karzinomen anwendbar. Patienten mit einer nachgewiesenen Mutation in TSG oder MMR tragen ein hohes Karzinomrisiko, sollten engmaschig kontrolliert werden und eine konsequente Behandlung der Primarerkrankung ist notwendig. Bei Patienten mit einer APC-Mutation wird eine grose Variabilitat der Zeitspanne bis zum Ausbruch des Karzinoms beobachtet. Aufgrund von Ergebnissen an Mausmodellen, die eine Mutation im APC-analogen Gen der Maus tragen, kann man auf die Existenz von Tumor-modifier Genen auch beim Menschen schliesen, die mit den TSG und MMR kooperieren. Uber sie konnte in Zukunft eine individuellere Bestimmung des Karzinomrisikos und auch der Progredienz von bestehenden Karzinomen moglich werden. Summary: Polyposis and chronic inflammatory large bowel diseases with its earliest onset at age 2 to 5 are prone for cancer development in the thirties or forties. In polyposis, one allele of the tumor-suppressor gene (TSG) adenomatous polyposis coli gene (APC) is already inactivated in the germ line, whereas in ulcerative colitis the p53 TSG is affected in the inflammatory tissue. Hereditary non-polyposis colorectal cancer, comprising 5 % of all cancer cases, is caused by mutations in mismatch repair genes (MMR) which is detectable by a genetic instability of simple sequence polymorphic DNA stretches. Subsequent mutations have to follow accidentally to develop the complete malignant phenotype: ras, DCC (deleted in colon cancer, Chr. 18q), MCC (mutated in colon cancer, Chr. 5q), and p53 mutations are required for full malignant transformation. Laboratory methods have been established to determine the TSG and MMR mutations. Using direct sequencing methods such as the didesoxy-nucleotides and indirect methods such as the protein truncation assay or denaturating HPLC most of the mutations are detectable. The methods are applicable to DNA from lymphocytes, tissue from polyps, adenomas, and cancer. Patients indicated to harbor TSG or MMR mutations are at high risk, and as a consequence, short-term follow-up and, if detectable, consequent treatment of the primary disease is necessary. In respect to individuals inheriting an APC mutation predisposing to colorectal cancer different outcomes are observed, ranging from early aggressive cancer to disease-free survival. This might be explained by the cooperation of TSGs and MMRs with tumor-modifier genes. Tumor-modifier genes were identified from investigations of the genetic background effects on phenotypic expression in mice carrying a point mutation in the mouse equivalent of the APC gene (APCMIN) and could provide us with genetic markers with which individuals could be tested for disease susceptibility or tumor progression.