Inherited long-QT syndrome is caused by mutations in HERG gene that are associated with distinct mechanisms of ion channel dysfunction (haploinsufficiency or IKr current suppression). Recently, mutations with a gain of HERG channel dysfunction were reported to cause ventricular fibrillation or short-QT syndrome. In the present work, we performed clinical characterization of arrhythmia patients, genotyping and biochemical analysis of HERG mutants in order to elucidate potential disease mechanisms. Using site-directed mutagenesis, 7 identified mutations were inserted into the WT-HERG cDNA. Western blot was used to analyze mutant HERG glycosylation patterns, immunostaining and confocal laser microscopy was performed to localize mutant proteins in different cell compartments. Heterologous expression in Xenopus oocytes was used to analyze IKr currents with the voltage clamp method. The cellular turnover of mutant HERG channels was assessed with pulse-chase experiments. Mutations in the cytoplasmic domains (PAS and cNBD) and in the voltage sensor are trafficking deficient and were identified in LQT2 patients. Three mutations in the N- and C-terminal linker regions undergo regular trafficking to the plasma membrane and were identified compound heterozygous with one of the other mutations in LQT2 patients or separate in patients with IVF. HERG-mutations are associated with various phenotypes like LQT2 and IVF. It seems that there is a direct correlation between the functionality of the protein region with the clinical and molecular biological phenotype. Mutations in functional regions like the PAS- and cNBD-domain lead to a trafficking defect of the mutant proteins and for that reason to a reduction of Ikr. Mutations in less functional regions like the N and C-terminal linker regions undergo normal trafficking and lead to IVF.

Bei der Replikation monotoner DNA - Sequenzen tritt theoretisch ein Vorgang auf, den wir als „Basenkonkurrenz“ bezeichnen: Da sich an jeder Replikations-Stelle mehrere Basenbausteine bewerben, aber immer nur einer benötigt wird, bewerben sich die übrig gebliebenen Bausteine an den jeweils nächsten Replikations - Positionen und erlangen wegen der fortwährenden Beschleunigung durch elektrostatische Anziehung immer größere kinetische Energien. Das führt dazu, dass an einer bestimmten Stelle der replizierenden monotonen Sequenz der eine Partner der Wasserstoffbrückenbindung ein hohes Energieniveau erreicht. Es wird berechnet, dass sich dadurch kurzzeitig eine sehr hohe Bindungsenergie zwischen den beiden Partnern der Wasserstoffbrückenbindung einstellt, wodurch der in dieser kurzen Zeitspanne wirkende DNA-Reparaturmechanismus unterdrückt wird. Die Auswirkungen der hohen Basenkonkurrenz – Energien werden berechnet (hohe Bindungsenergien der Wasserstoffbrückenbindungen, Tunnelvorgänge, irreparable Mutationen). Die Folgen dieser Erscheinung sind Tumorbildung, Alterung, Veränderung der DNA – Struktur, Beeinflussung der Evolution, worauf im Einzelnen eingegangen wird. Es zeigt sich, dass die negativen Auswirkungen der Basenkonkurrenz vorwiegend bei zu niedriger Viskosität des Zellplasmas auftreten.

This work is a revision of the article "Die Kalkulation kalkulierbarer Mutationen” by the same author. In some chapters errors have been corrected in the mathematical representation. Chapters 6 and 7 have been re-edited. In this work, corrected excerpts from "Tumour Physics" and from "Evolution and mutation Physics" are used. To the agencies concerned should be noted.

Bei der Replikation monotoner Sequenzen tritt theoretisch ein Vorgang auf, den wir als „Basenkonkurrenz“ bezeichnen: Da sich an jeder Replikations-Stelle mehrere Basenbausteine bewerben, aber immer nur einer benötigt wird, bewerben sich die übrig gebliebenen Bausteine an den jeweils nächsten Replikations - Positionen und erlangen wegen der fortwährenden Beschleunigung durch elektrostatische Anziehung immer größere kinetische Energien. Das führt dazu, dass an einer bestimmten Stelle der replizierenden monotonen Sequenz der eine Partner der Wasserstoffbrückenbindung ein hohes Energieniveau erreicht. Es wird berechnet, dass sich dadurch kurzzeitig eine sehr hohe Bindungsenergie zwischen den beiden Partnern der Wasserstoffbrückenbindung einstellt, wodurch der in dieser kurzen Zeitspanne wirkende DNA-Reparaturmechanismus unterdrückt wird. Die Auswirkungen der hohen Basenkonkurrenz – Energien werden berechnet (hohe Bindungsenergien der Wasserstoffbrückenbindungen, Tunnelvorgänge, irreparable Mutationen). Die Folgen dieser Erscheinung sind Tumorbildung, Alterung, Veränderung der DNA – Struktur, Beeinflussung der Evolution, worauf im Einzelnen eingegangen wird. Es zeigt sich, dass die negativen Auswirkungen der Basenkonkurrenz vorwiegend bei zu niedriger Viskosität des Zellplasmas auftreten.:1. Basenkonkurrenz 3 1.1. Basenkonkurrenz während des Replikationsvorganges 3 1.2. Der Einfluss der Viskosität des Zytoplasmas 6 1.3. Berechnung der Energiestufen Tk 7 2. Auswirkungen der Basenkonkurrenz auf tautomere Basenpaare 8 2.1. Berechnung der Bindeenergie der Wasserstoffbrückenbindung 8 2.1.1. Normierung der Wellenfunktionen und 12 2.1.1.1.Wasserstoff im Grundzustand (1s) 12 2.1.1.2. Wasserstoff im angeregten Zustand (2p) 13 2.1.1.3. Akzeptor im Grundzustand 13 2.1.2. Darstellung der Energieflächen 14 2.1.3. Berechnung der Bindeenergie, wenn beide Partner sich im Grundzustand befinden 15 2.1.4. Berechnung der Bindeenergie, wenn sich der Acceptor im Grundzustand und der Wasserstoff im angeregten Zustand 2p befindet 18 2.2. Falschpaarung durch Basenkonkurrenz bei tautomeren Basenpaaren 20 2.3. Abklingzeit der Basenkonkurrenz – Energie 21 2.4. Entstehung, Vererbung und Löschung eines „Gedächtnisses“ vorgeschädigter DNA 22 2.4.1. Entstehung 22 2.4.2. Vererbung 22 2.4.3. Löschung 22 3. Auswirkung der Basenkonkurrenz auf die DNA – Struktur 23 4. Tunnelvorgänge in biologischen Wasserstoffbrückenbindungen 26 4.1. Berechnung der Tunnel – Wahrscheinlichkeit 27 4.1.1. Ab–initio–Berechnung der Tunnel –Wahrscheinlichkeit 27 4.1.2. Der Protonenstrom 33 4.1.3. Der Einfluss der Temperatur 36 4.1.4. Berechnung der Tunnel – Wahrscheinlichkeit in Wasserstoffbrückenbindungen bei parabelförmigem Potenzialverlauf. 37 4.1.5. Berechnung des Mindestabstandes zwischen der Gesamtenergie E und dem Potenzialwall der Wasserstoffbrückenbindung 43 4.1.6. Berechnung der Größe 16/R 44 4.1.7. Die Änderung der Tunnel – Wahrscheinlichkeit durch Temperatur – und Energieänderung. 46 5. Zufällige Änderung der Basenverteilung der DNA während der Replikation 49 5.1. Aufzählung aller möglichen Verteilungen 49 5.2. Aufzählung aller günstigen Verteilungen und die Chance des Auftretens hoher Basenkonkurrenz – Energie 51 6. Die Total – Wahrscheinlichkeit der durch Basenkonkurrenz verursachten Mutation 53 7. Interpretation der Gleichung (93) 55 8. Evolution und Physik 58 9. Mutation und Physik innerhalb kleinerer Zeiträume 58 10. Zusammenfassung 59 Literaturverzeichnis 60

Einleitung: Das p53 Tumorsuppressorgen spielt eine zentrale Rolle für Regulation des Zellzyklus und die Induktion der Apoptose. MDM2, das Protein des mdm2 Gens, bindet an p53, hemmt seine Funktion als Transkriptionsfaktor und bewirkt den raschen Abbau des Proteins. Methode: Gefriergewebe von 178 primären Ovarialkarzinomen wurde mittels PCR, SSCP Single Strand Conformation Polymorphism), DNA-Sequenzierung und Immunhistochemie auf p53 Mutationen (exon 2-11) und p53 Proteinüberexpression untersucht. Das mdm2-Gen wurde an 92 Ovarialkarzinomen, neun Borderline-Tumoren, sechs Cystadenomen und 20 normalen Ovargeweben mittels reverse Transkriptase PCR der Gesamt-RNA und Sequenzierung der mdm2-cDNA auf alternatives RNA-splicing untersucht. Ergebnisse: p53 Mutationen waren in 56% (99/178) und eine p53 Proteinüberexpression in 62% (110/178) der Ovarialkarzinome nachweisbar. Bei p53 Mutationen war die rezidivfreie und Gesamtüberlebenszeit der Patientinnen signifikant kürzer als bei p53 Wildtyp (p=0,029 und p=0,014). Patientinnen mit p53 Überexpression (p=0,001) oder p53 missense Mutationen (p=0,008) waren signifikant häufiger resistent oder refraktär gegen eine Chemotherapie mit Cis- oder Carboplatin und Cyclophosphamid als Patientinnen mit normalem p53. mdm2 alternatives oder aberrantes RNA splicing war in 66/92 (72%) der Ovarialkarzinome, 7/9 (78%) der Borderline-Tumore, 5/6 (83%) der Cystadenome und 11/20 (55%) der normalen Ovargewebe nachweisbar. Eine Gesamtzahl von 30 verschiedenen Splice-Varianten-Sequenzen wurde identifiziert, von denen 22 einen partiellen oder vollständigen Verlust der p53 Bindungsstelle aufwiesen. Bei 28/30 der Sequenzen fand das splicing nicht an Exon/Intron-Grenzen statt, so daß diese als aberrantes Splicing klassifiziert wurden. Eine splice-Variante von 654 bp (mdm2b) wurde in 41% der Ovarialkarzinome, aber nur 11% (1/9) der Borderline-Tumore und 5% (1/20) der normalen Ovargewebe exprimiert. Die Expression von mdm2b in Ovarialkarzinomen korrelierte signifikant mit schlechtem Differenzierungsgrad (p=0,004), Resttumor nach Operation (p=0,004), hoher S-phase-Fraktion (p=0,016) und p53 Proteinüberexpression (p=0,018). Eine kürzere Splice-Variante von 221 bp war in nur 16% der Ovarialkarzinome, 56% der Borderline-Tumore und 40% der normalen Ovargewebe nachweisbar und korrelierte mit frühem Stadium (p=0,017) und längerem Gesamtüberleben (p=0,048) bei Ovarialkarzinom. Zusammenfassung: p53 Alterationen korrelieren in der univariaten Analyse signifikant mit einer Resistenz gegen eine platinhaltige Chemotherapie, frühem Rezidiv und kürzerem Gesamtüberleben bei Ovarialkarzinom. In der multivariablen Analyse ist p53 jedoch kein unabhängiger Prognosefaktor. mdm2 alternatives und aberrantes Splicing sind in Ovarialkarzinomen häufig, kommen aber auch in normalem Ovargewebe vor. Während die Expression der mdm2b Splice-Variante mit histologisch aggressiveren Tumoren assoziiert war, kamen kürzere Splice-Varianten typischerweise in frühen Ovarialkarzinomen und benignen Geweben vor. mdm2 Alterationen stabilisieren möglicherweise das p53 Protein und führen ohne Vorhandensein einer p53 Mutation zu einer Proteinakkumulation in Ovarialkarzinomen. / Objective: The p53 tumor suppressor gene plays a central role in cell cycle regulation and induction of apoptosis. MDM2, the protein of the mdm2 gene, binds to p53, inhibits its transcriptional activity and promotes nuclear export and rapid degradation of the p53 protein. Methods: Frozen tissue of 178 ovarian carcinomas was analyzed for mutations of the p53 gene (exons 2-11) and p53 overexpression by SSCP (Single Strand Conformation Polymorphism), DNA-sequencing and immunohistochemistry. 92 cases of ovarian cancer, nine borderline ovarian tumors, six cystadenomas and 20 normal ovarian tissues were analyzed for mdm2 alternative RNA splicing by reverse transcription of total RNA, nested PCR amplification of mdm2 cDNAs and DNA sequencing of RT-PCR products. Results: p53 mutations were found in 56% (99/178) and p53 protein overexpression in 62% (110/178) of the tumors. Time to progression and overall survival were significantly shortened in patients with p53 mutations compared to wildtype p53 (p=0.029 and p=0.014). Resistance to adjuvant Cis- or Carboplatin chemotherapy was significantly more frequent in patients with p53 overexpression (p=0.001) or p53 missense mutations (p=0.008) than patients with normal p53. mdm2 RNA splicing was seen in 66/92 (72%) of the ovarian carcinomas, 7/9 (78%) of borderline tumors, 5/6 (83%) of benign cystadenomas and 11/20 (55%) of the normal ovarian tissues. A total of 30 splice variant sequences were identified, out of which 22 had a partial or complete loss of the p53 binding site. 28/30 do not splice at exon/intron boundaries and were therefore considered aberrant splice variants. The mdm2b splice variant of 654 bp, which splices out most of the p53 binding domain, was expressed in 41% of ovarian carcinomas, but only in 1/9 (11%) LMP tumors, and 1/20 (5%) of the normal ovaries. Expression of mdm2b in ovarian carcinomas was significantly correlated with poor grade of differentiation (p=0.004), residual tumor after surgery (p=0.004), high S-phase fraction (p=0.016) and p53 protein overexpression (p=0.018). A small splice variant of only 221 bp was present in only 16% of the ovarian carcinomas, but 56% of borderline tumors, and 40% of normal ovarian tissues and was correlated with early stage of ovarian cancer (p=0.017) and longer overall survival (p=0.048). Conclusion: p53 alterations correlate significantly with resistance to platinum-based chemotherapy, early relapse and shortened overall survival in ovarian cancer patients in univariate analysis. In multivariable analysis though, p53 was not an independent prognostic factor. mdm2 alternative and aberrant splicing was found frequently in ovarian tumors but also in normal ovarian tissue. While expression of the mdm2b splice variant was associated with histologically more aggressive ovarian carcinomas, smaller size variants were typically seen in early stage ovarian carcinomas and benign tissues. mdm2 alterations may stabilize p53 protein and cause p53 accumulation in the absence of p53 mutation in ovarian tumors.

Bei der Replikation monotoner Sequenzen tritt theoretisch ein Vorgang auf, den wir als „Basenkonkurrenz“ bezeichnen: Da sich an jeder Replikations-Stelle mehrere Basenbausteine bewerben, aber immer nur einer benötigt wird, bewerben sich die übrig gebliebenen Bausteine an den jeweils nächsten Replikations - Positionen und erlangen wegen der fortwährenden Beschleunigung durch elektrostatische Anziehung immer größere kinetische Energien. Das führt dazu, dass an einer bestimmten Stelle der replizierenden monotonen Sequenz der eine Partner der Wasserstoffbrückenbindung ein hohes Energieniveau erreicht. Es wird berechnet, dass sich dadurch kurzzeitig eine sehr hohe Bindungsenergie zwischen den beiden Partnern der Wasserstoffbrückenbindung einstellt, wodurch der in dieser kurzen Zeitspanne wirkende DNA-Reparaturmechanismus unterdrückt wird. Die Auswirkungen der hohen Basenkonkurrenz – Energien werden berechnet (hohe Bindungsenergien der Wasserstoffbrückenbindungen, Tunnelvorgänge, irreparable Mutationen). Die Folgen dieser Erscheinung sind Tumorbildung, Alterung, Veränderung der DNA – Struktur, Beeinflussung der Evolution, worauf im Einzelnen eingegangen wird. Es zeigt sich, dass die negativen Auswirkungen der Basenkonkurrenz vorwiegend bei zu niedriger Viskosität des Zellplasmas auftreten.

No description available.

No description available.

Bei der Replikation monotoner DNA - Sequenzen tritt theoretisch ein Vorgang auf, den wir als „Basenkonkurrenz“ bezeichnen: Da sich an jeder Replikations-Stelle mehrere Basenbausteine bewerben, aber immer nur einer benötigt wird, bewerben sich die übrig gebliebenen Bausteine an den jeweils nächsten Replikations - Positionen und erlangen wegen der fortwährenden Beschleunigung durch elektrostatische Anziehung immer größere kinetische Energien. Das führt dazu, dass an einer bestimmten Stelle der replizierenden monotonen Sequenz der eine Partner der Wasserstoffbrückenbindung ein hohes Energieniveau erreicht. Es wird berechnet, dass sich dadurch kurzzeitig eine sehr hohe Bindungsenergie zwischen den beiden Partnern der Wasserstoffbrückenbindung einstellt, wodurch der in dieser kurzen Zeitspanne wirkende DNA-Reparaturmechanismus unterdrückt wird. Die Auswirkungen der hohen Basenkonkurrenz – Energien werden berechnet (hohe Bindungsenergien der Wasserstoffbrückenbindungen, Tunnelvorgänge, irreparable Mutationen). Die Folgen dieser Erscheinung sind Tumorbildung, Alterung, Veränderung der DNA – Struktur, Beeinflussung der Evolution, worauf im Einzelnen eingegangen wird. Es zeigt sich, dass die negativen Auswirkungen der Basenkonkurrenz vorwiegend bei zu niedriger Viskosität des Zellplasmas auftreten.

Spinale Meningeome machen ca. 30% von allen intradural-extramedullären Läsionen aus. Die Literatur, die sich mit spinalen Meningeomen beschäftigt hat, ist rar. Bisher ist nur wenig über das molekulare Profil von spinalen Meningeomen und seine klinischen Auswirkungen bekannt. Fragestellung: 1. Was sind die Prädilektionsstellen für spinale Meningeome und korrelieren diese mit dem postoperativen neurologischen Status? 2. Was sind die Risikofaktoren für die Entstehung eines Tumorrezidivs? 3. Welche Faktoren minimieren die Wahrscheinlichkeit einer vollständigen Resektion der spinalen Meningeome? 4. Lassen sich Meningeome anhand ihres molekularen Profils klassifizieren? Material und Methoden: Diese retrospektive Arbeit befasste sich mit Patienten, welche an einem spinalen Meningeom im Zeitraum von 1993 bis 2020 in der Klinik für Neurochirurgie am Universitätsklinikum „Carl Gustav Carus“ operiert wurden. Dabei wurde besonderes Augenmerk auf die klinischen und genomischen Merkmale der spinalen Meningeome gelegt. Insgesamt wurden 101 Patienten mit 104 spinalen Meningeomen in diese Untersuchung eingeschlossen. Deren Krankenakten systematisch erfasst und statistisch ausgewertet wurden. Klinisch, bildmorphologische sowie histopathologische Daten wurden analysiert. Des Weiteren wurden klinische Parameter mit Sequenzierungsergebnissen in einer gut charakterisierten Kohorte von 47 Patienten korreliert. Ergebnisse: Das mediane Alter aller Patienten in dieser Arbeit betrug 69 Jahre. Die Mehrheit der Tumore in dieser Studie war in der Brustwirbelsäule lokalisiert (56,7%). Die häufigsten neurologischen Symptome waren sensomotorische Defizite und Gangstörungen. Meningeome der BWS gingen am häufigsten mit präoperativen neurologischen Defiziten einher (p=0,005). Lediglich bei einem Patienten (0,9 %) wurde eine permanente, chirurgisch-bedingte, neurologische Verschlechterung beobachtet. Es ließ sich feststellen, dass Foramen magnum-Meningeome im Vergleich mit Meningeomen anderer Lokalisationen am häufigsten mit postoperativen neurologischen Defiziten assoziiert waren (p=0,01). Insgesamt konnte eine Verbesserung des funktionellen Outcomes durch die chirurgische Intervention gezeigt werden (67 von 104, p=0,00001). Damit profitieren die Patienten von einer Operation. Unabhängig vom präoperativen Status ist postoperativ mit einer Verbesserung des Outcomes zu rechnen. Es ließ sich in dieser Arbeit kein Einfluss von Resektionsgrad, histologischen Grad und Subtyp sowie Lokalisation des Tumors auf das Rezidiv nachweisen. Ein Ki-67-Index > 5% hat sich in dieser Untersuchung als einziger Prädiktor für ein Rezidiv spinaler Meningeome bewährt (p=0,0436). Die molekulare Untersuchung von 47 Patienten mit verfügbarem Material zeigt, dass AKT1-Mutationen ein häufiges genomisches Ereignis bei spinalen Meningeomen darstellen. Die Mehrzahl der AKT1-mutierten Meningeome trat bei männlichen Patienten auf (p=0,0175), war in der Halswirbelsäule, ventral des Rückenmarks lokalisiert (p=0,0304 bzw. p=0,0044) und wies eine meningotheliale Histologie auf (p=0,0339). Bezüglich der NF2-mutierten spinalen Meningeome konnte gezeigt werden, dass diese vor allem in der Brustwirbelsäule lokalisiert sind. Sie waren alle AKT1-Wildtyp-Meningeome und traten ausschließlich bei weiblichen Patienten auf. Ein bisher nicht beschriebenes Merkmal ist, dass alle verkalkten Meningeome in unserer Kohorte eine NF2-Mutation aber keine AKT1-Mutation aufwiesen (p=0,0061). Diese Ergebnisse zeigen abermals eine starke Korrelation zwischen den klinischen und genomischen Parametern spinaler Meningeome. Schlussfolgerung: Die Prognose der Patienten mit spinalen Meningeomen nach vollständiger Resektion ist sehr gut. Die Resektion spinaler Meningeome geht mit niedrigen Komplikationsraten sowie einem guten langfristigen funktionellen Ergebnis einher. Diese Studie verbessert unser Verständnis der Pathobiologie spinaler Meningeome und kann das Design klinischer Studien optimieren. Darüber hinaus kann die ungünstige Lokalisation und Konsistenz häufig die vollständige Resektion behindern, was bei einigen Autoren als ein unabhängiger Risikofaktor für ein Tumorrezidiv gilt. Angesichts dieser chirurgischen Herausforderungen könnte die Aufnahme betroffener Patienten in Studien, in denen die Wirksamkeit von AKT-Inhibitoren (z.B. Afuresertib, ClinicalTrials.gov NCT02523014) untersucht wird, sinnvoll sein. Ein solcher Ansatz erfordert das Screening spinaler Meningeomen auf AKT1-Mutationen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Großteil spinaler Meningeome eine AKT1-Mutation und eine weitere, noch größere Gruppe, eine NF2-Mutation aufweisen und daher möglicherweise einer zielgerichteten Therapie zugänglich sind. Weitere Studien sind erforderlich, um den Einfluss relevanter Mutationen auf das Rezidivverhalten zu untersuchen und Meningeompatienten zu identifizieren, die den größtmöglichen Nutzen aus gezielten Therapiestrategien ziehen können.:INHALTSVERZEICHNIS III 1 EINLEITUNG 9 1.1 Definition 9 1.2 Epidemiologie 9 1.3 Lokalisation und Ursprung 9 1.4 Ätiologie 11 1.5 Klinisches Erscheinungsbild 11 1.6 Bildgebung 13 1.7 Klassifizierung und Subtypen 14 1.7.1 WHO-Grad 1 15 1.7.2 WHO-Grad 2 15 1.7.3 WHO-Grad 3 16 1.8 Meningeomwachstum und -rezidiv 16 1.9 Therapie spinaler Meningeome 17 1.9.1 Chirurgische Therapie 17 1.9.2 Radiotherapie 18 1.9.3 Chemotherapie 18 1.10 Verlaufskontrolle 18 1.11 Molekulare Alterationen in Meningeomen 19 1.11.1 NF2-Mutation 20 1.11.2 AKT1E17K-Mutation 20 2 ZIELSETZUNG UND BEDEUTUNG DER STUDIE 22 3 METHODIK 23 3.1 Studientyp 23 3.2 Patientenpopulation und Gewebeproben 23 3.3 Diagnostik und Klassifizierung 23 3.4 Prä- und postoperativer klinischer Zustand 24 3.5 Operation 24 3.6 Nachsorge 25 3.7 Neuropathologische Untersuchung 25 3.8 DNA-Sequenzierung und molekulare Charakterisierung 25 3.9 Statistische Analyse 27 4 ERGEBNISSE 28 4.1 Beschreibung der Patientenkohorte 28 4.2 Demographische Daten 28 4.2.1 Geschlechtsverteilung 28 4.2.2 Patientenzahl / Alter 29 4.2.3 Nebenerkrankungen 30 4.3 Bildgebung 32 4.4 Tumorlokalisation 33 4.4.1 Lokalisation nach Wirbelsäulenabschnitten 33 4.4.2 Lokalisation in Bezug auf das Myelon 34 4.4.3 Lokalisation in Bezug auf die Dura 34 4.5 Beispiele von spinalen Meningeomen 34 4.5.1 Fall 1 35 4.5.2 Fall 2 36 4.5.3 Fall 3 37 4.6 Chirurgische Therapie 37 4.6.1 Zugangsarten 38 4.6.2 Resektionsgrad 39 4.7 Histologie 39 4.8 Perioperative Komplikationen und Mortalität 40 4.9 Prä- und postoperativer neurologischer Zustand 41 4.9.1 Klinischer Zustand in Korrelation mit der Lokalisation des Meningeoms 43 4.10 Follow-up 49 4.10.1 Einfluss der Meningeomlokalisation auf das progressionsfreie Überleben (PFS) 51 4.10.2 Einfluss der Operationsradikalität und der Histologie auf die Rezidivrate 53 4.10.3 Einfluss des Proliferationsindex Ki-67 auf das Rezidiv 56 4.11 AKT1-Mutation 60 4.12 NF2-Mutation 62 5 DISKUSSION 65 5.1 Klinische Analyse 65 5.2 Molekulare Analyse 72 6 ZUSAMMENFASSUNG 76 7 SUMMARY 79 8 LITERATURVERZEICHNIS 81 9 DANKSAGUNG 91 / Spinal meningiomas account for approximately 30% of all intradural extramedullary lesions. The literature dealing with spinal meningiomas is scarce. Little is known about the molecular profile of spinal meningiomas and its clinical implications. This retrospective study describes the clinical and genomic characteristics of patients with spinal meningioma. Particular attention was given to the clinical and genomic characteristics of spinal meningiomas. Question: 1. What are the predilection sites for spinal meningiomas and how do they correlate with the postoperative neurological status? 2. What are the risk factors for tumor recurrence? 3. What factors minimize the likelihood of complete resection of spinal meningiomas? 4. Can NF2 and AKT1 mutant meningiomas be distinguished from each other on the basis of clinical or histological features? Material and Methods: A total of 101 patients with 104 spinal meningiomas, who underwent surgery in the period from 1993 to 2020 in the Department of Neurosurgery at the University Hospital 'Carl Gustav Carus' were included in this study. Their medical records were systematically reviewed and statistically evaluated. Clinical, image morphological and histopathological data were analyzed. Furthermore, clinical parameters were correlated with sequencing results in a well-characterized cohort of 47 patients. Results: The median age of all patients in this work was 69 years. The majority of tumors in this study were located in the thoracic spine (56.7%). The most common preoperative neurological symptoms were sensorimotor deficits and gait disturbances. Meningiomas of the thoracic spine were most frequently associated with preoperative neurological deficits (p=0.005). Consequently, permanent surgery-related neurological deterioration was rarely observed in this series (0.9% of cases), while surgical intervention significantly improved patients’ functional outcome (67 out of 104 patients p=0.00001). Regardless of the preoperative status, an outcome improvement can be expected postoperatively. In this work, neither the degree of resection, nor the histological degree or tumor localization influenced tumor recurrence, while a Ki-67 index of > 5% was the only predictor for recurrence in spinal meningiomas (p=0.0436). Furthermore, we correlated clinical parameters with the molecular status in a subset of 47 patients. Herein we show that AKT1 mutations are a common genomic event in spinal meningiomas (21.2%). The majority of AKT1-mutated meningiomas occurred in male patients (p=0.0175), were located in the cervical spine and anterior to the spinal cord (p=0.0304 and p=0.0044, respectively), and had meningothelial histology (p=0.0339). In contrast, NF2-mutated spinal meningioma were all located in the thoracic spine and occurred only in female patients. Moreover, all calcified meningiomas were NF2-mutant (p=0.0061). Our results show a significant correlation between the AKT1/NF2 mutation status with the histological subtype and the meningioma localization. Conclusion: The prognosis of a spinal meningioma patients treated with complete resection is very good, with low complication rates and a good long-term functional outcome. This study improves our understanding of the pathobiology of spinal meningiomas and may optimize designing clinical trials. In addition, the unfavorable location and consistency can often impede complete resection, which some authors consider to be an independent risk factor for tumor recurrence. Given these surgical challenges, enrolling affected patients in trials evaluating the efficacy of AKT inhibitors (e.g. afuresertib, ClinicalTrials.gov NCT02523014) of clinical interest. Such an approach requires the screening of spinal meningiomas for AKT1 and NF2 mutations. Taken together, we have identified two predominant molecular subgroups in WHO-grade 1 SM, characterized by AKT1 and NF2 mutations. Both mutations are mutually exclusive and are associated with distinct patient characteristics and tumor features. AKT1-mutant meningiomas originate in the cervical spine ventrally to the spinal cord, are almost exclusively associated with meningothelial histology and exhibit no calcifications on imaging. In contrast, NF2-mutant meningiomas show strong female gender predominance, arise with a wider anatomic distribution, although most frequently in the thoracic spine dorsally to the spinal cord, and can be calcified while displaying variable histologic subtypes. Further studies are needed to investigate the impact of relevant mutations on recurrence and to identify patients who can derive maximum benefit from targeted therapy strategies.:INHALTSVERZEICHNIS III 1 EINLEITUNG 9 1.1 Definition 9 1.2 Epidemiologie 9 1.3 Lokalisation und Ursprung 9 1.4 Ätiologie 11 1.5 Klinisches Erscheinungsbild 11 1.6 Bildgebung 13 1.7 Klassifizierung und Subtypen 14 1.7.1 WHO-Grad 1 15 1.7.2 WHO-Grad 2 15 1.7.3 WHO-Grad 3 16 1.8 Meningeomwachstum und -rezidiv 16 1.9 Therapie spinaler Meningeome 17 1.9.1 Chirurgische Therapie 17 1.9.2 Radiotherapie 18 1.9.3 Chemotherapie 18 1.10 Verlaufskontrolle 18 1.11 Molekulare Alterationen in Meningeomen 19 1.11.1 NF2-Mutation 20 1.11.2 AKT1E17K-Mutation 20 2 ZIELSETZUNG UND BEDEUTUNG DER STUDIE 22 3 METHODIK 23 3.1 Studientyp 23 3.2 Patientenpopulation und Gewebeproben 23 3.3 Diagnostik und Klassifizierung 23 3.4 Prä- und postoperativer klinischer Zustand 24 3.5 Operation 24 3.6 Nachsorge 25 3.7 Neuropathologische Untersuchung 25 3.8 DNA-Sequenzierung und molekulare Charakterisierung 25 3.9 Statistische Analyse 27 4 ERGEBNISSE 28 4.1 Beschreibung der Patientenkohorte 28 4.2 Demographische Daten 28 4.2.1 Geschlechtsverteilung 28 4.2.2 Patientenzahl / Alter 29 4.2.3 Nebenerkrankungen 30 4.3 Bildgebung 32 4.4 Tumorlokalisation 33 4.4.1 Lokalisation nach Wirbelsäulenabschnitten 33 4.4.2 Lokalisation in Bezug auf das Myelon 34 4.4.3 Lokalisation in Bezug auf die Dura 34 4.5 Beispiele von spinalen Meningeomen 34 4.5.1 Fall 1 35 4.5.2 Fall 2 36 4.5.3 Fall 3 37 4.6 Chirurgische Therapie 37 4.6.1 Zugangsarten 38 4.6.2 Resektionsgrad 39 4.7 Histologie 39 4.8 Perioperative Komplikationen und Mortalität 40 4.9 Prä- und postoperativer neurologischer Zustand 41 4.9.1 Klinischer Zustand in Korrelation mit der Lokalisation des Meningeoms 43 4.10 Follow-up 49 4.10.1 Einfluss der Meningeomlokalisation auf das progressionsfreie Überleben (PFS) 51 4.10.2 Einfluss der Operationsradikalität und der Histologie auf die Rezidivrate 53 4.10.3 Einfluss des Proliferationsindex Ki-67 auf das Rezidiv 56 4.11 AKT1-Mutation 60 4.12 NF2-Mutation 62 5 DISKUSSION 65 5.1 Klinische Analyse 65 5.2 Molekulare Analyse 72 6 ZUSAMMENFASSUNG 76 7 SUMMARY 79 8 LITERATURVERZEICHNIS 81 9 DANKSAGUNG 91