Die Regulation der N-Myc-Stabilität ist eine wichtige Funktion der Aurora-A-Kinase in MYCN- amplifizierten Neuroblastomen

Das Neuroblastom ist ein Tumor des Säuglings- und Kindesalters. Es entsteht aus Vorläuferzellen des sympathischen Nervensystems, den Neuroblasten. Das klinische Erscheinungsbild reicht von sehr langsam verdrängend wachsenden Tumoren, die das Potential einer vollständigen Rückbildung ohne Therapie besitzen, bis zu aggressiven invasiv wachsenden Tumoren, deren 5-Jahres-Überlebenswahrscheinlichkeit bei Ausnutzung aller zur Verfügung stehenden Therapieoptionen lediglich 30% beträgt. Die großen Unterschiede im biologischen Verhalten der Tumore basieren auf molekulargenetischen Risikofaktoren. Einer dieser Risikofaktoren ist die Amplifikation des Protoonkogens MYCN. Das exprimierte Protein N-Myc ist ein Transkriptionsfaktor, der andere Gene aktivieren und das Wachstum der Zelle beeinflussen kann. Es sind viele Zielgene des N-Myc-Proteins bekannt. Diese Kenntnisse reichen jedoch nicht aus um die N-Myc-induzierte Tumorentstehung sowie das besonders aggressive Wachstum und die schlechte Prognose der MYCN-amplifizierten Tumore zu erklären. Um weitere Gene zu identifizieren, die für das Wachstum der MYCN-amplifizierten Tumore essentiell sind, wurde ein Screen durchgeführt. Dabei wurden jeweils 194 Gene in einer MYCN-amplifizierten Neuroblastomzelllinie und einer Zelllinie ohne MYCN-Amplifikation ausgeschaltet. Alle Gene, die in der MYCN-amplifizierten Zelllinie einen Wachstumsarrest auslösten, für die nicht amplifizierte Zelllinie hingegen verzichtbar waren, wurden gelistet. Die Bedingungen wurden von 17 Genen erfüllt. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden mit welcher Effektivtät die Expression der einzelnen Gene im Screen herunterreguliert wurde. Dies ist notwendig um die Anzahl der tatsächlich untersuchten Gene abschätzen zu können. Unter den 17 entdeckten Genen befindet sich die Aurora-Kinase A. Wird Aurora-A inhibiert bleiben die MYCN-amplifizierten Zellen im Wachstum zurück. Um zu überprüfen, ob der beobachtete Effekt nicht nur zelllinienspezifisch ist, sondern generelle Gültigkeit besitzt und auf andere Zelllinien und Neuroblastome übertragbar ist, wurden verschiedene Zelllinien auf dieses Verhalten bei Aurora-A-Depletion überprüft. In vier MYCN-amplifizierten und vier nicht amplifizierten Zelllinien bestätigten sich die Beobachtungen. Darüber hinaus konnte in den acht Neuroblastomzelllinien durch Untersuchung der Proteinveränderungen in der Zelle bei Aurora-A-Depletion auf den möglichen Mechanismus, auf dem die Beobachtungen des Wachstumsarrests beruhen, geschlossen werden. Aurora-A stabilisiert N-Myc und ist somit maßgeblich am Wachstum der Zelle beteiligt. Im Gegenzug dazu führt die Aurora-A-Depletion zu erniedrigten N-Myc-Spiegeln in der Zelle und begünstigt somit den Wachstumsarrest. Aurora-A-Kinase konnte als wichtiger Regulator der N-Myc-Stabilität identifiziert und seine entscheidende Bedeutung bei der Entstehung der MYCN-amplifizierten Neuroblastome geklärt werden

Prognostic factors for survival and radiation necrosis after stereotactic radiosurgery alone or in combination with whole brain radiation therapy for 1-3 cerebral metastases

Background: In the present study factors affecting survival and toxicity in cerebral metastasized patients treated with stereotactic radiosurgery (SRS) were analyzed with special focus on radiation necrosis. Patients and methods: 340 patients with 1-3 cerebral metastases having been treated with SRS were retrospectively analyzed. Radiation necrosis was diagnosed by MRI und PET imaging. Univariate and multivariate analysis using a Cox proportional hazards regression model and log-rank test were performed to determine the prognostic value of treatment-related and individual factors for outcome and SRS-related complications. Results: Median overall survival was 282 days and median follow-up 721 days. 44% of patients received WBRT during the course of disease. Concerning univariate analysis a significant difference in overall survival was found for Karnofsky Performance Status (KPS 2.5 ml: 234 days), prescribed dose ( 18 Gy: 351 days), gender (male: 235 days; female: 327 days) and whole brain radiotherapy (+ WBRT: 341 days/-WBRT: 231 days). In multivariate analysis significance was confirmed for KPS, RPA class and gender. MRI and clinical symptoms suggested radiation necrosis in 21 patients after SRS +/-whole brain radiotherapy (WBRT). In five patients clinically relevant radiation necrosis was confirmed by PET imaging. Conclusions: SRS alone or in combination with WBRT represents a feasible option as initial treatment for patients with brain metastases; however a significant subset of patients may develop neurological complications. Performance status, RPA class and gender were identified to predict improved survival in cerebral metastasized patients

Die Regulation der N-Myc-Stabilität ist eine wichtige Funktion der Aurora-A-Kinase in MYCN- amplifizierten Neuroblastomen

Das Neuroblastom ist ein Tumor des Säuglings- und Kindesalters. Es entsteht aus Vorläuferzellen des sympathischen Nervensystems, den Neuroblasten. Das klinische Erscheinungsbild reicht von sehr langsam verdrängend wachsenden Tumoren, die das Potential einer vollständigen Rückbildung ohne Therapie besitzen, bis zu aggressiven invasiv wachsenden Tumoren, deren 5-Jahres-Überlebenswahrscheinlichkeit bei Ausnutzung aller zur Verfügung stehenden Therapieoptionen lediglich 30% beträgt. Die großen Unterschiede im biologischen Verhalten der Tumore basieren auf molekulargenetischen Risikofaktoren. Einer dieser Risikofaktoren ist die Amplifikation des Protoonkogens MYCN. Das exprimierte Protein N-Myc ist ein Transkriptionsfaktor, der andere Gene aktivieren und das Wachstum der Zelle beeinflussen kann. Es sind viele Zielgene des N-Myc-Proteins bekannt. Diese Kenntnisse reichen jedoch nicht aus um die N-Myc-induzierte Tumorentstehung sowie das besonders aggressive Wachstum und die schlechte Prognose der MYCN-amplifizierten Tumore zu erklären. Um weitere Gene zu identifizieren, die für das Wachstum der MYCN-amplifizierten Tumore essentiell sind, wurde ein Screen durchgeführt. Dabei wurden jeweils 194 Gene in einer MYCN-amplifizierten Neuroblastomzelllinie und einer Zelllinie ohne MYCN-Amplifikation ausgeschaltet. Alle Gene, die in der MYCN-amplifizierten Zelllinie einen Wachstumsarrest auslösten, für die nicht amplifizierte Zelllinie hingegen verzichtbar waren, wurden gelistet. Die Bedingungen wurden von 17 Genen erfüllt. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden mit welcher Effektivtät die Expression der einzelnen Gene im Screen herunterreguliert wurde. Dies ist notwendig um die Anzahl der tatsächlich untersuchten Gene abschätzen zu können. Unter den 17 entdeckten Genen befindet sich die Aurora-Kinase A. Wird Aurora-A inhibiert bleiben die MYCN-amplifizierten Zellen im Wachstum zurück. Um zu überprüfen, ob der beobachtete Effekt nicht nur zelllinienspezifisch ist, sondern generelle Gültigkeit besitzt und auf andere Zelllinien und Neuroblastome übertragbar ist, wurden verschiedene Zelllinien auf dieses Verhalten bei Aurora-A-Depletion überprüft. In vier MYCN-amplifizierten und vier nicht amplifizierten Zelllinien bestätigten sich die Beobachtungen. Darüber hinaus konnte in den acht Neuroblastomzelllinien durch Untersuchung der Proteinveränderungen in der Zelle bei Aurora-A-Depletion auf den möglichen Mechanismus, auf dem die Beobachtungen des Wachstumsarrests beruhen, geschlossen werden. Aurora-A stabilisiert N-Myc und ist somit maßgeblich am Wachstum der Zelle beteiligt. Im Gegenzug dazu führt die Aurora-A-Depletion zu erniedrigten N-Myc-Spiegeln in der Zelle und begünstigt somit den Wachstumsarrest. Aurora-A-Kinase konnte als wichtiger Regulator der N-Myc-Stabilität identifiziert und seine entscheidende Bedeutung bei der Entstehung der MYCN-amplifizierten Neuroblastome geklärt werden

Postoperative (chemo) radiation in patients with squamous cell cancers of the head and neck – clinical results from the cohort of the clinical cooperation group “Personalized Radiotherapy in Head and Neck Cancer”

Abstract Background Postoperative (chemo) radiation improves tumor control and survival in high-risk patients with head and neck squamous cell carcinoma based on established risk factors. The clinical cooperation group “Personalized Radiotherapy in Head and Neck Cancer” focuses on the identification and validation of new biomarkers, which are aimed at eventually stratifying and personalizing the therapy concept. Hence, we reviewed all patients with head and neck squamous cell carcinoma of the oral cavity, oropharynx, hypopharynx, or larynx, treated with postoperative (chemo) radiation from 06/2008 until 06/2015 at the Department of Radiation Oncology in the University Hospital, LMU Munich. Here we report the clinical results of the cohort, laying the foundation for further research within the framework of a clinical cooperation group. Methods Patient data were retrospectively (until 2013) and prospectively (from 2013) collected and analyzed for outcome and treatment failures with regard to previously described and established risk factors. Results We identified 302 patients (median follow-up 45 months, average age 60.7 years), having received postoperative (chemo)radiation (median 64 Gy). Chemotherapy was added in 58% of cases, mostly Cisplatin/5- Fluorouracil in concordance with the ARO 96–3 study. The 3-year overall survival, local, locoregional and distant failure estimates were 70.5, 9.7, 12.2 and 13.5%, respectively. Human papillomavirus-associated oropharyngeal cancer was associated with a significant improved overall survival, locoregional, distant and overall tumor control rates in multivariate analysis. Additionally, in multivariate analysis, for local failure, resection status and perineural invasion, for locoregional and distant failure extracapsular extension and for overall survival the presence of nodal disease were significant adverse factors. Moreover, 138 patients have been treated in concordance with the ARO 96–3 protocol, corroborating the results of this study. Conclusions Our cohort represents a large unselected cohort of patients with head and neck squamous cell carcinoma treated with postoperative (chemo)radiation. Tumor control rates and survival rates are consistent with the results of previously reported data

A prognostic mRNA expression signature of four 16q24.3 genes in radio(chemo)therapy‐treated head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC)

Previously, we have shown that copy number gain of the chromosomal band 16q24.3 is associated with impaired clinical outcome of radiotherapy‐treated head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) patients. We set out to identify a prognostic mRNA signature from genes located on 16q24.3 in radio(chemo)therapy‐treated HNSCC patients of the TCGA (The Cancer Genome Atlas, n = 99) cohort. We applied stepwise forward selection using expression data of 41 16q24.3 genes. The resulting optimal Cox‐proportional hazards regression model included the genes APRT, CENPBD1, CHMP1A, and GALNS. Afterward, the prognostic value of the classifier was confirmed in an independent cohort of HNSCC patients treated by adjuvant radio(chemo)therapy (LMU‐KKG cohort). The signature significantly differentiated high‐ and low‐risk patients with regard to overall survival (HR = 2.01, 95% CI 1.10–3.70; P = 0.02125), recurrence‐free survival (HR = 1.84, 95% CI 1.01–3.34; P = 0.04206), and locoregional recurrence‐free survival (HR = 1.87, 95% CI 1.03–3.40; P = 0.03641). The functional impact of the four signature genes was investigated after reconstruction of a gene association network from transcriptome data of the TCGA HNSCC cohort using a partial correlation approach. Subsequent pathway enrichment analysis of the network neighborhood (first and second) of the signature genes suggests involvement of HNSCC‐associated signaling pathways such as apoptosis, cell cycle, cell adhesion, EGFR, JAK‐STAT, and mTOR. Furthermore, a detailed analysis of the first neighborhood revealed a cluster of co‐expressed genes located on chromosome 16q, substantiating the impact of 16q24.3 alterations in poor clinical outcome of HNSCC. The reported gene expression signature represents a prognostic marker in HNSCC patients following postoperative radio(chemo)therapy

Integration of p16/HPV DNA Status with a 24-miRNA-Defined Molecular Phenotype Improves Clinically Relevant Stratification of Head and Neck Cancer Patients

Human papillomavirus (HPV)-driven head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC) generally have a more favourable prognosis. We hypothesized that HPV-associated HNSCC may be identified by an miRNA-signature according to their specific molecular pathogenesis, and be characterized by a unique transcriptome compared to HPV-negative HNSCC. We performed miRNA expression profiling of two p16/HPV DNA characterized HNSCC cohorts of patients treated by adjuvant radio(chemo)therapy (multicentre DKTK-ROG n = 128, single-centre LMU-KKG n = 101). A linear model predicting HPV status built in DKTK-ROG using lasso-regression was tested in LMU-KKG. LMU-KKG tumours (n = 30) were transcriptome profiled for differential gene expression and miRNA-integration. A 24-miRNA signature predicted HPV-status with 94.53% accuracy (AUC: 0.99) in DKTK-ROG, and 86.14% (AUC: 0.86) in LMU-KKG. The prognostic values of 24-miRNA- and p16/HPV DNA status were comparable. Combining p16/HPV DNA and 24-miRNA status allowed patient sub-stratification and identification of an HPV-associated patient subgroup with impaired overall survival. HPV-positive tumours showed downregulated MAPK, Estrogen, EGFR, TGFbeta, WNT signaling activity. miRNA-mRNA integration revealed HPV-specific signaling pathway regulation, including PD−L1 expression/PD−1 checkpoint pathway in cancer in HPV-associated HNSCC. Integration of clinically established p16/HPV DNA with 24-miRNA signature status improved clinically relevant risk stratification, which might be considered for future clinical decision-making with respect to treatment de-escalation in HPV-associated HNSCC