Die derzeit eingesetzten Modelle zur Abschätzung der Prognose von Patienten
mit einem Nierenzellkarzinom basieren vornehmlich auf der Integration
histopathologischer, klinischer und laborchemischer Faktoren. Man geht jedoch
davon aus, dass der zusätzliche Einschluss molekularer Parameter, die die
individuelle Tumorbiologie besser widerspiegeln, die Vorhersagegenauigkeit
dieser Modelle noch deutlich verbessern kann. Da einer Fehlregulation der
Apoptose eine zentrale Bedeutung bei der Entstehung, Progression und
Therapierefraktärität maligner Tumoren zukommt, haben die IAP (inhibitor of
apoptosis)-Proteinfamilie und deren Antagonisten diesbezüglich möglicherweise
großes Potential. Schwerpunkt meiner Arbeiten war es deshalb, erstmalig das
Expressionsprofil der IAPFamilienmitglieder cIAP1, cIAP2 und Livin sowie das
der IAP-Antagonisten Smac/DIABLO, Omi/HtrA2 und XAF1 im Nierenzellkarzinom zu
untersuchen und auf mögliche Korrelationen mit der Aggressivität und Prognose
dieser Tumoren hin zu überprüfen. Methodisch kamen im Rahmen dieser Studien
die real-time RT-PCR, die quantitative methylierungsspezifische PCR,
immunhistochemische Untersuchungen und Western Blot Analysen zum Einsatz. Im
Rahmen unserer Untersuchungen zur Expression der Apoptoseinhibitoren cIAP1,
cIAP2 und Livin in Nierenzellkarzinom- und korrespondierenden Normalgeweben
konnten wir zeigen, dass die mRNA von cIAP1 und cIAP2 in den meisten
Nierenzellkarzinomen verstärkt exprimiert wird. Im Falle von cIAP1 war diese
Überexpression unabhängig vom T- und G-Stadium mit einer mit einer günstigen
Prognose assoziiert, wobei der prognostische Effekt innerhalb der Gruppe der
pT3 Tumoren besonders ausgeprägt war. Eine mRNA Expression der Livin
Splicevarianten α und β ließ sich in ca. 40% der untersuchten Karzinome, nicht
aber im normalen Nierenparenchym nachweisen. Dieses Ergebnis konnte mittels
stichprobenartig durchgeführter Western Blot Analysen auf Proteinebene
bestätigt werden. Signifikante Korrelation der Expression von Livin mit
histopathologischen Parametern oder der Prognose fanden sich nicht. Die
Untersuchung zur mRNA Expression der mitochondrialen IAP-Antagonisten
Smac/DIABLO und Omi/HtrA2 im klarzelligen Nierenzellkarzinom war
ausschließlich auf Tumorproben beschränkt. Smac/DIABLO und Omi/HtrA2 waren in
nahezu allen 67 Tumorgeweben exprimiert, wobei die Expressionsniveaus beider
Parameter eng miteinander korrelierten. Während in einer univariaten Analyse
sowohl die niedrige Expression von Smac/DIABLO als auch die von Omi/HtrA2 mit
einem verkürzten rezidivfreien- und tumorspezifischem Überleben
vergesellschaftet war, konnte dieser Zusammenhang im multivariaten Modell nur
für Smac/DIABLO bestätigt werden. Die Untersuchung zur transkriptionellen
Expression und Promotormethylierung von XAF1 in Nierenzellkarzinomen erfolgte
ebenfalls ausschließlich an Tumorgewebe. Eine niedrige mRNA Expression von
XAF1 im Tumor vermochte unabhängig vom T-, G- und M-Stadium eine ungünstige
Prognose vorherzusagen. Dieser prognostische Effekt war dabei, ähnlich wie für
cIAP1 gezeigt, in der Gruppe von Patienten mit pT3 Tumoren besonders stark
ausgeprägt. Eine Methylierung des XAF1 Promotors konnte nur in 10% der
untersuchten Proben nachgewiesen werden, wobei die XAF1 Expression dieser
Proben erwartungsgemäß invers mit der Stärke der Methylierung korrelierte.
Aufgrund dieser vielversprechenden Ergebnisse untersuchten wir schließlich
auch die Proteinexpression von XAF1 in einem größeren Kollektiv von Patienten
mit klarzelligen Nierenzellkarzinomen und einigen unabhängigen normalen
Nierenparenchymproben. Expressionsunterschiede zwischen Tumor- und
Normalgewebe konnten nicht nachgewiesen werden. Eine niedrige XAF1 Expression
im Tumor war aber signifikant mit einer Progression des T- und G-Stadiums und
in der univariaten Analyse auch mit einer limitierten Prognose assoziiert. Als
ein von diesen histopathologischen Parametern unabhängiger prognostischer
Faktor konnte XAF1 in dieser Arbeit hingegen nicht identifiziert werden.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass unter den in diesen Arbeiten untersuchten IAPs
wahrscheinlich nur cIAP1 Potential als Prognoseparameter im Nierenzellkarzinom
besitzt. Livin stellt allerdings aufgrund seiner isolierten Expression im
Tumor prinzipiell ein attraktives therapeutisches Ziel dar. Aus der Gruppe
IAP-Antagonisten scheinen sowohl Smac/DIABLO als auch XAF1 einen
prognostischen Stellenwert zu haben, den es nun in größeren, prospektiven
Studien weiter zu untersuchen gilt.Currently applied models for the prediction of prognosis for patients with
renal cell cancer are mainly based on the integration of histopathological,
clinical and biochemical factors. However, it is commonly accepted that the
incorporation of molecular markers, which reflect tumor biology to a greater
extend, could significantly increase the accuracy of predictive models. Due to
the central role of apoptotic dysregulation on the development, progression
and therapeutic susceptibility of cancers, the IAP (inhibitor of apoptosis)
protein family could have a great potential in this regard. Main focus of my
work was to investigate the expression profile of the IAP family members
cIAP1, cIAP2, and Livin as well as the IAP antagonists Smac/DIABLO, Omi/HtraA2
and XAF1 in renal cell cancer. Furthermore, the correlation of above mentioned
markers with tumor aggressiveness and prognosis was explored. My laboratory
work was mainly based on real-time RT-PCR, quantitative methylation-specific
PCR, immunohistochemistry and Western blot analyses. We demonstrated that the
mRNA of cIAP1 and cIAP2 was overexpression in the majority of renal cell
cancers. For cIAP1 the overexpression was associated with a favorable
prognosis, independent from tumor stage and grade which the greatest
prognostic value for patients with pT3 tumors. The mRNA expression of Livin-
splicing variants α and β was observed in approximately 40% of investigated
cancers, but not in adjacent benign tissue. These results were confirmed on
the protein level by Western blot analyses. There were no statistically
significant associations of Livin expression levels with histopathological
characteristics and prognosis. The investigation of mRNA expression of the IAP
antagonists Smac/DIABLO and Omi/HtrA2 in clear cell renal cancer was limited
to tumor samples. Smac/DIABLO and Omi/HtrA2 were expressed in almost all tumor
samples with very similar expression levels. Although a low expression level
of Smac/DAIBLO and Omi/HtrA2 was associated with inferior recurrence-free and
tumor-specific survival in univariate analysis, only Smac/DIABLO remained an
independent prognosticator in multivariable analysis. The investigation of
XAF1 expression and promethylation was similarly limited to cancerous renal
tissue only. A lower mRNA expression of XAF1 was associated with a favorable
prognosis independent from tumor stage, tumor grade, and metastatic status.
Similar to the results for cIAP1, the prognostic value was specifically high
in patients with pT3 tumors. Methylation of the XAF1 promoter in tumors was
only observed in approximately 10% of the samples, with an inverse correlation
of XAF1 expression and degree of methylation. These promising results
encouraged us to investigate protein expression of XAF1 in an extended cohort
of patients with clear cell renal cancer and samples of adjacent benign
tissue. We did not find any difference s in expression levels between
cancerous and benign tissue. However, a lower XAF1 expression of the tumor was
statistically significant associated with the progression of tumor stage,
tumor grade and patient prognosis in univariate analysis. When accounting for
histopathological characteristics, XAF1 did not remain an independent
prognostic predictor. Our results demonstrate that cIAP1 I the most promising
prognostic marker of the investigated IAPs in renal cell cancer. However,
Livin represents an attractive potential therapeutic target as it is
exclusively expressed in cancerous but not in benign renal tissue. With regard
to the IAP antagonists, both - Smac/DIABLO and SAF1 - seem to have a
prognostic value in renal cell cancer. Future prospective studies aiming to
further evaluate our promising initial findings in larger patient cohorts are
warranted
