MGMT – Aktivitätsstatus als molekularer Marker für das Ansprechen auf Chemotherapie
Die Aktivierung oder Inaktivierung von Genen, also Teilen der menschlichen Erbinformation, spielt bei der Entstehung und der Behandlung von Krebs eine wichtige Rolle. Bei malignen Hirntumoren ist nach der operativen Entfernung des Tumorgewebes eine kombinierte Folgebehandlung aus Bestrahlung und Chemotherapie ein häufiges Mittel der Wahl. Alkylierende Chemotherapeutika (z.B. Temozolomid) modifizieren die DNA in den Zellen durch eine Methylierung der Guanin-Base und leiten so das Absterben der Turmorzellen ein.
O6-Methyllguanine DNA Methyltransferase (kurz MGMT, codiert durch das MGMT-Gen), ist ein Reparaturenzym, welches die DNA–Modifizierung alkylierender Chemotherapeutika rückgängig macht. Eine epigenetische Inaktivierung des MGMT-Gens durch Methylierung des Promoters wurde vermehrt in bestimmten Tumorarten beobachtet [1]. Patienten mit inaktivem MGMT-Gen sprechen daher besser auf die Behandlung mit alkylierenden Chemotherapeutika an [1, 2]
Bei Glioblastomen wird routinemäßig getestet, ob eine Inaktivierung durch Methylierung des MGMT-Gens vorliegt. Dafür wird ein Bereich des MGMT-Gens mit Hilfe der methylspezifischen Polymerase-Kettenreaktion (MS-PCR) jeweils spezifisch für das methylierte (= inaktive) oder unmethylierte (= aktive) Gen vervielfältigt [1, 3]. Der Grad der Methylierung ergibt sich dabei durch unterschiedlich starke Signale beider Reaktionsansätze. Zur Validierung der Ergebnisse werden mehrere Kontrollen eingesetzt. Falls notwendig wird die PCR-Analyse durch eine Sequenzierung des zugehörigen Genabschnittes für eine Quantifizerung ergänzt (Pyrosequencing). Zum Nachweis einer (teilweisen) Methylierung, wird die DNA so behandelt, dass sich ihre Sequenz an den methylierten Stellen nicht verändert (Austausch einer Cytosin-Base (C) durch eine Thymin-Base (T)). Falls vorhanden, spiegelt sich diese Veränderung in den Sequenzierungs-Ergebnissen wider. Beide Methoden liefern in Kombination ein sinnvolles molekulardiagnostisches Werkzeug zur Charakterisierung von Glioblastomen und erlauben eine Vorhersage über das Ansprechen des Tumors auf den Einsatz von alkylierenden Chemotherapeutika.
[1] Esteller et al. 2000 NRJMed "Inactivation of the DNA-Repair Gene MGMT and the Clinical Response of Gliomas to Alkylating Agents."
[2] Johannessen et al. 2018 CancGenProteom "MGMT Gene Promoter Methylation Status – Assessment of Two Pyrosequencing Kits and Three Methylation-Specific PCR Methods for Their Predictive Capacity in Glioblastomas."
[3] Felsberg et al. 2009 ClinCancRes "Prognostic Significance of Molecular Markers and Extent
of Resection in Primary Glioblastoma Patients."
Bestimmung der MGMT-Methylierung mittels Pyrosequenzing
