Molekularpathologische Untersuchungen an Glialen Tumoren

Die integrierten Diagnosen der neuen WHO-Klassifikation enthalten neben dem histologischen Befund und dem WHO-Grad auch die molekularpathologische Diagnose. Für die Erhebung des molekularen Befundes stehen eine Reihe sehr gut etablierter Methoden zur Verfügung, die hier kurz dargestellt werden sollen.

Die grundlegende Untersuchung ist die Erhebung des IDH-Status. Für die häufigste Mutation (p.R132H des IDH1), die über 80% aller IDH-Mutationen ausmacht, steht ein sehr zuverlässiger Antikörper für die Immunhistochemie zur Verfügung. Bei negativem Ergebnis sollte eine Sequenzierung der Mutations-Hotspots des IDH1- und des IDH2-Gens durchgeführt werden, außer der Befund passt zu einem typischen Glioblastom (Patient über 55 Jahre alt, kein glialer Tumor anderer Provenienz in der Vorgeschichte, kein Mittelinien-naher Tumor oder Mittellinien-naher Tumor ohne H3.3-K27M-Mutation), das den IDH-Wildtyp aufweist.

Alle IDH-mutierten Gliome sollten auf eine Kodeletion 1p/19q untersucht werden, auch wenn der histologische Befund nicht einem Oligodendrogliom entspricht. Für die molekulare Untersuchung stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, in unserem Institut wird eine Mikrosatelliten-Untersuchung mittels PCR durchgeführt. Dazu benötigen wir 3 ml EDTA-Blut des Patienten zum Vergleich mit dem normalen Status. Die Diagnose Oligodendrogliom wird durch den Nachweis des kombinierten Verlustes der Chromosomen 1p und 19q gestellt, Teilverluste sind diagnostisch nicht ausreichend und sprechen bei anderen Entitäten eher für eine schlechtere Prognose.

Bei fehlendem Nachweis einer 1p/19q-Kodeletion kann der Verlust der Kernfärbung für ATRX in der Immunhistochemie als Kriterium für die Diagnose eines astrozytären Tumors gewertet werden. Auch p53-Mutationen sind dafür.

Bei Gliomen in Mittellinien-naher Lokalisation, insbesondere Rückenmarks-, Pons- und Thalamusgliomen bei Jugendlichen und jüngeren Erwachsenen, die einen IDH-Wildtyp aufweisen, sollte eine Untersuchung der H3.3-K27M-Mutation erfolgen (Immunhistochemisch, Sequenzierung).

Schwierig gestalten sich noch die diffusen Astrozytome ohne Nachweis einer IDH-Mutation. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass fast alle dieser Tumoren bzgl. Ihres klinischen Verlaufs und ihrer Molekularbiologie anderen Entitäten zugeordnet werden konnten. Insbesondere fand sich ein hoher Anteil, der ein dem Glioblastom entsprechendes molekulares Profil aufwies. Dieser Befund würde erklären, dass sich die IDH-Wildtyp Astrozytome prognostisch deutlich schlechter verhalten, als die Tumoren mit IDH-Mutation.

Für die Glioblastome wurden zuletzt unterschiedliche Subgruppen aufgrund des Expressions- oder Methylierungsprofils postuliert. Obwohl diese Einteilung noch keine Relevanz für die Diagnostik hat, haben die molekularen Veränderungen bei Jugendlichen und jüngeren Erwachsenen durchaus prognostische Relevanz. Neben der K27M-Mutation finden sich auch Tumoren mit einer Mutation des Glycins 34 (G34) des Histon 3.3-Gens H3F3A. Diese Tumoren weisen ein unterschiedliches Methylierungsmuster sowie ATRX-Verlust/p53-Mutationen auf und sind prognostisch ungünstig. Eine Reihe weiterer durchaus konstanter molekularpathologischer Surrogatmarker (u.a. TERT; CIC, FUBP1 bei Oligodendrogliomen) werden noch als unzureichend für die diagnostische Verwertung eingeschätzt.

Weitere astrozytäre Tumoren, die molekular untersucht werden sollten, schließen die Pilozytischen Astrozytome ein, die häufig Mutationen des BRAF-Gens aufweisen. Dabei handelt es sich in 80% um Fusionen mit anderen Genen und seltener um die auch in anderen Tumoren, v.a. im Melanom häufigen V600E-Punktmutationen. BRAF-V600E-Mutationen sind demgegenüber die häufigsten genetischen Alterationen im Pleomorphen Xanthoastrozytom (s.u.).

MGMT-Promotormethylierung und Temozolomid-Therapie

Als molekularer Marker mit hohem prädiktivem Wert für eine (Radio-)Chemotherapie mit Temozolomid beim Glioblastom hat sich der Nachweis der Methylierung des Promotors des Gens für die Methylguanin-Methyltransferase (MGMT) bewährt. Bei älteren Glioblastompatienten ist der MGMT-Status für die Therapieentscheidung einer Monotherapie führend.

Durch die Promotormethylierung wird das Gen transkriptionell „abgeschaltet“, d. h. es wird kein MGMT gebildet. MGMT ist ein wichtiger Faktor für die DNA-Reparatur. Wenn also durch die Promotormethylierung kein MGMT vorhanden ist, findet keine Reparatur der therapiebedingten DNA-Schäden der Tumorzellen statt und die Therapiewirkung ist besser.

Wir führen die molekularpathologische MGMT-Promotoruntersuchung als quantitative Echtzeit-PCR aus dem paraffineingebettetem Tumorgewebe durch.