Die Leber nimmt als Hauptzielorgan des metastasierenden Kolorektalkarzinoms (CRC) eine exponierte Rolle ein; bei mehr als 50 % der betroffenen Patienten werden im Laufe ihrer Tumorerkrankung Lebermetastasen diagnostiziert, die trotz multimodaler Therapiekonzepte immer noch den fatalen Kranksheitsverlauf bestimmen. Zwecks Entwicklung neuer Therapiestrategien ist ein fundiertes Verständnis der Entstehungsmechanismen und des Genexpressionsprofils der Metastasen erforderlich. Makrophagen wird in diesem Kontext ein großer Einfluss auf die Tumorentstehung und -progression zugeschrieben, weshalb von einer klinischen Relevanz der Makrophagenpolarisation auszugehen ist. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde mit der CRC Zelllinie CMT-93 ein syngenes, orthotopes Lebermetastasenmodell in C57BL/6N Mäusen etabliert. Basierend auf RNA Sequenzierungsdaten und bioinformatischen Analysemethoden wurde eine Entwicklung und fein abgestimmte Adaptation der CMT-93 Zellen im Zuge ihrer Propagation im hepatischen Milieu nachgewiesen. Diese resultierte in divergierenden Genexpressionsprofilen zwischen Zelllinie und Metastasen. Von insgesamt 3329 differentiell exprimierten Genen wurden mittels einer Selektionsliste 32 signifikant exprimierte Gene identifiziert. Insbesondere Matrix-Metalloproteasen (MMP-2, -7, -9), Chemokinrezeptoren (CXCR2, CXCR4), Zelladhäsionsgene (ITGA6, ITGB3) sowie Wif1 als Feinregulator des kanonischen Wnt Signalweges nehmen eine bedeutende Rolle ein und tragen zum Invasions- und Metastasierungsprofil von CMT-93 Zellen unter dem Einfluss des Lebermilieus bei. Invasive und aggressive Eigenschaften der CMT-93 induzierten Lebermetastasen wurden insbesondere im frühen und späten Metastasierungsstadium nachgewiesen. Hier wurde u.a. die Expression der EMT Marker Vimentin, MMP-7 und CD44, Ki-67, NFkb1 und Stat3 untersucht. Eine Gene Ontology Analyse und RNA Sequenzierungsdaten verschiedener Leberareale zeigten, dass die vielschichtige Interaktion zwischen CMT-93 Zellen und der hepatischen Mikroumgebung u.a. durch immunregulatorische Prozesse gesteuert wird, die in veränderten Genexpressionsprofilen zwischen Zelllinie, Metastase und tumorumgebendem Gewebe resultiert. In Lebermetastasen konnte eine Mischpopulation aus M1 und M2 Makrophagen nachgewiesen werden, die einen tendenziell M2 geprägten Charakter aufweisen. Dieser ist höchstwahrscheinlich an einer Stimulation der invasiven Eigenschaften der Tumorzellen beteiligt. Durch qRT-PCR und immunhistochemische Analysen konnten Hinweise gesammelt werden, dass nicht explizit die Quantität oder spezifische Lokalisation von Makrophagenphänotypen, sondern mutmaßlich eher das Zytokinprofil des Tumors und der Mikroumgebung und damit einhergehend der Polarisationsstatus der Makrophagen zum Metastasierungserfolg beiträgt. Eine Inkubation von CMT-93 Zellen mit konditionierten Medien der verschiedenen Makrophagenphänotypen bestätigte die Rolle sezernierter Faktoren. Eine indirekte Interaktion zwischen Tumorzelle und M2 Makrophagen reicht offensichtlich aus, um tumorstimulierende Eigenschaften, Aggressivität und Proliferationsfähigkeit der Zelllinie zu beeinflussen. Somit wurden Gene und Signalwege identifiziert, die relevant sind für eine erfolgreiche Induktion und Progression von Lebermetastasen infolge der Implantation von CRC-Zellen. Eine Adaptation des Genexpressionsprofils der CMT-93 Zelllinie im Zuge der Leberkolonisation konnte nachgewiesen werden. Das molekulare Profil bzw. die Gensignatur der Metastasen korrelierte dabei in hohem Maße mit der Migrations- und Invasionsfähigkeit der Tumorzellen. Insbesondere die Anwendung bioinformatischer Methoden erwies sich dabei als nützliches Werkzeug zur Analyse von großen Datensätzen, die mittels RNA Sequenzierung generiert wurden. Diese werden nun zur Formulierung prädiktiver Modelle der Metastasierungsvorgänge genutzt, um deregulierte Gene und damit einhergehend die Aggressivität von Tumorzellen gezielt identifizieren und konsekutiv beeinflussen zu können. Eine Analyse der Makrophagenphänotypen und ihrer Interaktion mit Tumorzellen verdeutlichte den durchaus tumorstimulierend geprägten Charakter der CMT-93 induzierten Lebermetastasen und den Einfluss des Zytokinprofils auf die Tumorprogression. Eine weiterführende Untersuchung der Makrophagenpolarisation bedarf jedoch eine rigorose Charakterisierung der Phänotypen anhand weiterer spezifischer Marker. Die subtile Analyse wird Rückschlüsse der organspezifischen Einflüsse des Zytokinprofils auf die kolorektale Karzinogenese erlauben.

Colorectal cancer (CRC) is a common malignancy which develops due to old age and lifestyle factors, low percent of patients afflicted by a genetic disorders. Half of all colorectal cancer patients are diagnosed after metastasis. The high rate of the late detection, emphasizes on the requirement of convenient and inexpensive diagnostic methods for comprehensive screening programs. The aim of this study was to discover proto-oncogenes mutation and assessment of tumor suppressor genes expression. Formalin fixed paraffin embedded (FFPE) histologically verified colorectal cancer samples were used. APC, KRAS and BRAF mutations were investigated using polymerase chain reaction (PCR) fragments and direct sequencing. Gene expression assessment of MLH1, MGMT and CDKN2A were achieved via quantitative polymerase chain reaction (qPCR). In the present study we could detect a novel transversion heterozygous mutation in APC gene codon 1365 in three patients. BRAF codon 600 mutation were detected in one patient. KRAS codon 12 mutation was discovered in one sample and also a novel transition mutation in codon 15 was detected in 6 patients. In 80% of cases, MLH1 and MGMT expression were undetectable, in remaining 20%, MLH1 expression were reduced, but MGMT showed both reduced and increased expression compared to control. In 100% of patients CDKN2A expression was undetectable. The rate of mutations in predetermined hotspot codons and amount of uncommon mutations into APC, BRAF and KRAS in Nepalese patients indicates the requirement of further investigation in CRC patients from that part of the world. Also, the expression rate of MLH1, MGMT, CDKN2A and deficiency of an information source emphasizes the necessity of whole genome CRC expression profiling data to comparison and conclusion. / <p>-</p> / -

Recent knowledge suggests that the onset of cancer is modulated by the interplay of internal and external environmental factors along with numerous gene variants. Structural chromsomal aberrations in peripheral blood lymphocytes are considered as biomarkers of effect of genotoxic carcinogens and reflect elevated risk of cancer. Incomplete or deficient repair of double-strand breaks in DNA underlie chromosomal aberrations and the measurement of cytogenetic alterations may reflect interindividual differences in the response towards the mutagen. In this study the expected deficiences in the DNA repair capacity have been determined in incident oncological patients with breast, colorectal and urogenital cancers. The determination of chromosomal aberrations have been supplemented by the measurement of variants in genes involved in double-strand breaks repair (XRCC3, rs861539; RAD54L, rs1048771). Methodologically, we employed conventional cytogenetic analysis, cytogenetic analysis following the induction of chromocomal damage by bleomycin ("Challenge assay"), TaqMan discrimination analysis for the detection of allelic variants and statistical analyses. By using these methods we did not observe statistically signifiant differences either in chromosomal breaks (p=0,354) or in a percentage of cells with...

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Colon rectal cancer (CRC) is one of the most common cancers worldwide. It is characterized by the successive accumulation of mutations in genes controlling epithelial cell growth and differentiation leading to genomic in-stability. This results in the activation of proto-oncogene(K-ras), loss of tumor suppressor gene activity and ab-normality in DNA repair genes. Targeted therapy is a new generation of cancer treatment in which drugs attack targets which are specific for the cancer cell and are critical for its survival or for its malignant behavior. Survival of metastatic CRC patients has approximately doubled due to the development of new combinations of stan-dard chemotherapy, and the innovative targeted therapies, such as monoclonal antibodies against epidermal growth factor receptor (EGFR) or monoclonal antibodies against vascular endothelial growth factor (VEGFR).The study is to exhibit the need for right drug-right target and provides a proof of principle for potent efficacy of molecular targeted therapy for CRC. We have performed the weighted gene co-expression network analysis for three different patient cohort treated with different targeted therapy drugs. The results demonstrates the variation across different treatment regime in context of transcription factor networks. New significant tran-scription factors have been identified as potential biomarker for CRC cancer including EP300, STAT6, ATF3, ELK1, HNF4A, JUN, TAF1, IRF1, TP53, ELF1 and YY1. The results provides guidance for future omic study on CRC and additional validation work for potent biomarker for CRC.