Forschungsprojekte der NHL-BFM Studiengruppe

Bei Kindern und Jugendlichen sind Non-Hodgkin Lymphome (NHL), auch als Lymphdrüsenkrebs bezeichnet, die vierthäufigste Krebserkrankung. Jährlich erkranken ca. 160 Kinder und Jugendliche in Deutschland, Österreich, Tschechien und der deutschsprachigen Schweiz an einem NHL. Diese Länder bilden die NHL-BFM Studiengruppe. Bei den NHL handelt es sich um eine Gruppe bösartiger Erkrankungen, die erhebliche klinische Unterschiede aufweisen und unterschiedlicher Therapiestrategien bedürfen. NHL entstehen durch die maligne Transformation (bösartige Entartung) von Lymphozyten-Vorläuferzellen, den T- bzw. B-Lymphoblasten, und führen unbehandelt rasch zum Tode. Mit einer an den Subtyp angepassten Chemotherapie können etwa 80 - 90% der erkrankten Kinder dauerhaft geheilt werden und ca. 10-20% der Kinder mit NHL erleiden einen Rückfall. Seit den frühen 80er Jahren werden NHL in Deutschland nach einheitlichen Studien der NHL-BFM Studiengruppe behandelt. Diese klinischen Studien auf Basis einer populationsbasierten Rekrutierung haben das Ziel, eine systematische Therapieoptimierung zu erreichen. Das wichtigste Ziel der translationalen Forschung der NHL-BFM Studiengruppe ist es, die NHL mit all ihren verschiedenen Untergruppen besser zu verstehen und so mehr zielgerichtete, ggf. individuelle Therapien zu entwickeln. Dafür werden die im Rahmen der NHL-BFM Studien erhobenen klinischen Daten durch die Koordination und Durchführung experimenteller, insbesondere molekulargenetischer Forschungsprojekte ergänzt. Das heißt, dass das Lymphom-Material im Labor analysiert wird, sofern die Patienten bzw. Sorgeberechtigten ihre Einwilligung dazu geben. Dieser Ansatz ist entscheidend, um durch besseres Verständnis der Verschiedenheit der Non-Hodgkin Lymphome die ungünstigen Heilungschancen von Kindern mit Rückfällen zu verbessern und die Therapie an besondere Unterformen dieser Tumoren anzupassen. Aktuell werden von der NHL-BFM Studiengruppe in Münster folgende Forschungsprojekte durchgeführt:  
  • Molekulare Charakterisierung lymphoblastischer T-Zell Lymphome (T-LBL). Diese Entität ist bisher nur eingeschränkt analysiert und die zugrundeliegende Biologie nur begrenzt verstanden. Daher werden drei Hauptziele verfolgt:
    • Vorantreibung der Aufklärung der molekularen Pathogenese, d. h. der biologischen Hintergründe der Krankheits-Entstehung. Wir analysierten als erste Gruppe weltweit das gesamte Exom (bestimmter Teil des Genoms, d. h. der DNA oder genetischen Information) von pädiatrischen T-LBL Patienten und erarbeiteten so wichtige Informationen zu dieser Entität. Patienten, die ein Rezidiv (Rückfall) erleiden, haben eine sehr ungünstige Prognose und bedürfen dringend einer zielgerichteten Optimierung der Therapie. Für diese Fragestellung führen wir erweiterte genetische Analysen durch, um mit einer ausgedehnteren Sequenzierung des gesamten Exoms („high coverage whole exome sequencing“) von weiteren pädiatrischen Patienten mit T-LBL und T-LBL-Rezidiv ein besseres Verständnis der Pathogenese dieser Erkrankung zu gewinnen.
    • Identifikation molekularer Parameter mit prognostischer Relevanz. Für die Zukunft wird angestrebt, das molekulare Krankheitsprofil (Muster bestimmter Mutationen/Veränderungen) der Patienten bei Diagnosestellung zu analysieren. Aufgrund dessen sollen die Patienten unterschiedlichen Risikogruppen zugeordnet werden (Stratifizierung) und mit einer für diese Gruppe optimierten Therapie behandelt werden. In den letzten Jahren wurden mindestens drei molekulare Marker mit prognostischer Bedeutung für die analysierten pädiatrischen Patienten mit T-LBL identifiziert. Das heißt, es gab sichtbare Unterschiede in der Überlebenswahrscheinlichkeit für die Gruppen mit bzw. ohne diese Mutationen/Veränderungen. In einer internationalen Kooperation mehrerer Studiengruppen wurde mit Hilfe dieser molekularen Marker erstmals ein Risikostratifizierungssystem für pädiatrische T-LBL Patienten erarbeitet, das nach internationalem Konsens in einer in der Implementierung befindlichen klinischen Therapieoptimierungsstudie umgesetzt werden soll. Es ist geplant, zusätzliche interessante prognostische Kandidaten durch die Sequenzierung des gesamten Exoms („whole exome sequencing“, WES) mittels „next generation sequencing“ (NGS) zu analysieren und an einer größeren Patienten-Kohorte der NHL-BFM Studien zu validieren. Zur Evaluation der prognostischen Relevanz der potenziellen molekularen Marker werden die molekularen Daten mit den klinischen Daten korreliert. Des Weiteren sind wir daran interessiert, epigenetische Veränderungen sowie strukturelle genetische Varianten auf ihre prognostische Relevanz hin zu analysieren.
    • Ableitung von molekularen Targets für gerichtete Therapieansätze. Aus den experimentellen Daten sollen bestimmte Mutationen/Veränderungen identifiziert werden, die eine Schlüsselrolle bzw. -funktion in spezifischen Signalwegen in der Pathogenese der pädiatrischen T-LBL spielen und sich durch eine Behandlung z. B. mit besonderen, neu entwickelten Medikamenten zielgerichtet modifizieren lassen. Dies könnte sich für die Entwicklung von personalisierten und individuellen Therapieansätzen eignen, indem ganz gezielt einzelne Mutationen der Lymphomzellen behandelt und damit sozusagen „ausgeschaltet“ werden.
  • Molekulare Charakterisierung reifer B-Zell Lymphome bei Kindern und Jugendlichen. Der Fokus der Arbeiten liegt dabei auf vier Hauptprojekten: 
    • Analyse von molekularen Markern mit potentiell prognostischer Relevanz für das Ansprechen auf eine Behandlung mit dem Medikament Rituximab. In diesem Zusammenhang fanden wir bereits heraus, dass unterschiedliche „Buchstaben“ (Basen) an bestimmten Stellen in der DNA mit dem Krankheitsverlauf (gutes oder schlechtes Ansprechen auf die Therapie) zusammen zuhängen scheinen. Diese und ähnliche Analysen sollen an den Patienten der klinischen Studie „B-NHL 2013“ durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob sich dieser Zusammenhang bestätigt.
    • Analysen zur Immunrekonstitution nach der Therapie. Untersucht wird hier die Regeneration (der Wiederaufbau) des Immunsystems nach Gabe unterschiedlicher Dosen Rituximab in Verbindung mit Chemotherapie im Rahmen der klinischen Studie „B-NHL 2013“. Ziel ist es, langfristige Effekte von Rituximab auf das Immunsystem, d. h. die körpereigene Abwehr, zu erforschen. Für dieses Projekt wird an unterschiedlichen Zeitpunkten nach der Therapie die Menge bestimmter Immun-Zellen sowie die Rituximab-Restmengen im Blut bestimmt.
    • Analyse zur Frequenz und Relevanz von genetischen Aberrationen bei B-Zell Lymphomen im Kindes- und Jugendalter. Zusammen mit den Forschern einiger anderer Universitäts-Kliniken werden umfassende Analysen auf unterschiedlichen Ebenen der Erbinformation (Genom, Exom, Transkriptom, Methylom und kleine RNAs) von Patienten mit reifem B-NHL jeden Alters durchgeführt. In der NHL-BFM Studiengruppe werden interessante Kandidaten speziell für pädiatrische B-NHL Patienten untersucht. Wir zeigten bereits, dass Mutationen/Veränderungen in bestimmten Genen sehr wichtig für die Entwicklung einer bestimmten Unterform der B-Zell Lymphome im Kindes- und Jugendalter zu sein scheinen. In zukünftigen Analysen sollen weitere Kandidaten-Gene untersucht werden.
    • Analyse von Patienten, die ein Rezidiv (Rückfall) erlitten haben, z. B. mittels Genexpressions-Profilen oder neuen Sequenzier-Techniken (WES). Proben von unterschiedlichen Zeitpunkten der Erkrankung werden verglichen. Dadurch soll erforscht werden, welche Mutationen bzw. genetische Aberration erst im Rezidiv und noch nicht in der Grunderkrankung nachzuweisen sind. Diese Mutationen könnten für die schlechten Heilungs-Chancen im Falle eines Rezidivs verantwortlich sein. Aufgrund der ungünstigen Prognose von Rezidiv-Patienten ist die Entwicklung von mehr zielgerichteten, an das persönliche Erkrankungsprofil jedes Patienten angepassten Therapien absolut sinnvoll und dringend erforderlich.
Ausblick
Die NHL-BFM Gruppe plant in naher Zukunft, in-vivo-Modelle (z.B. Zebrafisch-Modell) zu entwickeln, um damit die für die Tumorgenese/-entwicklung bzw. das klonale Wachstum verantwortlichen molekularen Mechanismen, die zu einem Rezidiv des Lymphoms führen, zu analysieren. Die Durchführung funktioneller genetischer Analysen wie shRNA und CRISPR/Cas9 in entsprechenden Zelllinien zur Identifikation von molekularen Markern und ggf. spezifischen Signalwegen für zielgerichtete Therapieansätze ist eines unserer zukünftigen Ziele.