Molekulare therapeutische Stratifizierung des nichtkleinzelligen Lungenkarzinoms

Zusammenfassung Hintergrund Die Therapiemöglichkeiten des nichtkleinzelligen Lungenkarzinoms (NSCLC) im Stadium IV haben sich in den letzten Jahren rasant entwickelt. Das Überleben der Patienten wurde durch die zielgerichtete Behandlung von Tumoren mit EGFR-, BRAF-Mutationen, EML4/ALK- und ROS1-Translokationen verbessert. Durch die Entwicklung neuer Therapieoptionen wird die molekulare Stratifizierung der Therapie für den behandelnden Arzt immer schwieriger. Ziel der Arbeit Die Übersicht gibt einen aktuellen Überblick über die molekular stratifizierten therapeutischen Optionen beim NSCLC. Ergebnisse Durch reversible EGFR-Tyrosinkinaseinhibitoren (TKI) ließ sich das Überleben von NSCLC-Patienten mit EGFR-Mutation verlängern. Im Verlauf kommt es jedoch unweigerlich zur Resistenzentwicklung, die durch irreversible EGFR-TKI z. T. überwunden werden konnte. Aktuelle Studien zeigen einen möglichen Vorteil der Kombination von TKI mit Angiogeneseinhibitoren oder Chemotherapie. Bei EML4-/ALK- (und ROS1-)positiven NSCLC war der Multityrosinkinaseinhibitor Crizotinib als Erstes verfügbar. Potentere Zweitgenerations-ALK-TKI vermochten die Crizotinibresistenz zu durchbrechen. Mit der Einführung eines hochpotenten Drittgenerations-TKI konnten weitere ALK-Resistenzen überwunden werden. Für BRAF-, HER2-, MET-Exon-14-Skipping und RET-Mutationen stehen zielgerichtete Substanzen zur Verfügung, die z. T. bereits zugelassen sind. Larotrectinib erhielt als erste Substanz in der EU eine tumorunabhängige Zulassung für NTRK-positive Tumoren. Schlussfolgerung Die Weiterentwicklung zielgerichteter Therapien erfordern die molekulare Analyse des Tumorgewebes und molekulare Stratifizierung der Therapie. Unklar bleiben die optimale Therapiesequenz und mögliche Verbesserungen durch Kombinationstherapien.

Update 2020: Systemische Therapie des differenzierten und medullären Schilddrüsenkarzinoms

ZusammenfassungFür das fortgeschrittene Radiojod-refraktäre differenzierte Schilddrüsenkarzinom (DTC) als auch für das progrediente medulläre Schilddrüsenkarzinom sind seit mehreren Jahren Tyrosinkinase-Inhibitoren (TKI) als wirksame Therapieoptionen zugelassen. Nicht zuletzt aufgrund des Toxizitätsprofiles der TKIs erfolgt deren Einsatz individualisiert und risikoadaptiert nach Ausschöpfen lokaler palliativer Therapieverfahren und wenn bei großer Tumormasse und/oder signifikantem Fortschreiten ein weiteres Abwarten nicht mehr vertretbar erscheint. Für das DTC gibt es zwei zugelassene Tyrosinkinaseinhibitoren, Lenvatinib und Sorafenib; für das MTC sind es ebenfalls zwei, Vandetanib und Cabozantinib. Hinzu kommen, vor allem in letzter Zeit, (relativ) selektive Inhibitoren einzelner Tyrosinkinasen (z. B. BRAF, MEK, NTRK, RET und mTOR), die im Rahmen von Studien oder im individuellen Heilversuch zur Verfügung stehen. Kürzlich erlangten zwei NTRK-Inhibitoren die europäische Zulassung und können bei Vorliegen einer NTRK-Fusion eingesetzt werden; leider ist diese Fusion jedoch relativ selten beim Schilddrüsenkarzinom zu finden.In Summe sind die Nebenwirkungen der selektiven Inhibitoren meist geringer als die der bisher zugelassenen Medikamente, bei teils besserer, teils gleicher und teils etwas schlechterer Wirkung. Es steht zu erwarten, dass die selektiven Inhibitoren zukünftig das therapeutische Spektrum ergänzen werden. Grundvoraussetzung ist jedoch eine molekulare Analyse von Tumorgewebe mit Nachweis einer spezifischen Veränderung im Sinne eines „drugable target“. Um eine optimale individuelle Therapieplanung unter Berücksichtigung aller möglichen Therapieoptionen, inklusive Einschluss in klinische Studien, zu gewährleisten, sollten Patienten mit fortgeschrittenem MTC oder Radiojod-refraktären DTC interdisziplinär an spezialisierten Zentren (mit-)betreut werden.

Molekulares Verstehen des Hörens – Was ändert sich für den Patienten?

ZusammenfassungDas Innenohr und die Hörbahn mit ihren vergleichsweise geringen Zellzahlen haben sich einigen molekularen Ansätzen bislang beharrlich entzogen. Gleichzeitig vollbringt das Hören Spitzenleistungen, die sehr spezialisierte biologische Mechanismen nahelegen. Dies bedeutet einerseits, dass Analogieschlüsse zur molekularen Anatomie und Physiologie der Zellen des Hörsystems auf der Grundlage von Erkenntnissen aus molekular besser zugänglichen Systemen von beschränktem Nutzen sind. Andererseits legt eine solche Spezialisierung Gendefekte nahe, die von der Evolution toleriert wurden, weil sie nicht zur Fehlfunktion von essentiellen Körperprozessen führen. Technologische Fortschritte in der Humangenetik und der molekularen Analyse des Innenohrs im Tier bestätigen beide Annahmen und beleuchten den faszinierenden Mikrokosmos der Cochlea. Auf kleinstem Raum werden hier in konsequenter Arbeitsteilung herausragende Leistungen im Ionentransport, der Mechanotransduktion, der aktiven Zellmotilität und der synaptischen Verarbeitung erbracht. Einige der zugrundeliegenden molekularen Maschinen, z. B. das Motorprotein Prestin und das an synaptischer Fusion beteiligte Otoferlin, sind ausschließlich im Ohr aktiv. Dementsprechend führen ihre Defekte zu spezifischen nicht-syndromalen Schwerhörigkeiten, wie etwa bei der auditorischen Synaptopathie durch autosomal rezessive Mutationen im Otoferlin-Gen. Andere Mutationen, wie die den cochleären Kalium-Zyklus betreffenden, bedingen einen globalen Funktionsverlust der Cochlea. Viele genetische Defekte führen schließlich zur Degeneration des Innenohrs. Letztlich führt die molekulare Analyse sowohl beim Menschen, als auch im Tier-Innenohr aber auch zu neuen Erkenntnissen für häufige Formen der Schwerhörigkeit. So wurde der immunhistochemische Nachweis des Verlusts von Bandsynapsen der inneren Haarzellen zum Biomarker für „hidden hearing loss“ im Tiermodell. Die moderne Hochdurchsatz-Sequenzierung (sog. Next Generation Sequencing – NGS) bietet Zugang zu bislang nicht bekannten Taubheitsgenen, Mutationsspektren von bekannten Taubheitsgenen und zu einem genetischen Profil der individuellen Schwerhörigkeit, ihre Interpretation erfordert jedoch große humangenetische Expertise und umfangreiche tierexperimentelle Einsichten. Eine kausale Therapie etwa durch viralen Genersatz, der im Tier-Innenohr und bei einzelnen Formen der humanen Blindheit bereits erfolgreich ist, steht für die Schwerhörigkeit in der Klinik noch nicht zur Verfügung. Bereits jetzt ermöglichen molekulare Ansätze aber schon eine verbesserte Beratung von schwerhörigen Patienten.

Molekulare Blutgruppenbestimmung

ZusammenfassungDie erste molekulare Analyse einer menschlichen Blutgruppe erfolgte 1983 mittels eines Restriktions-Fragment-Längen-Polymorphismus (RFLP) am System Xg. Seither wurden in unzähligen Studien die molekularen Ursachen für Blutgruppen und deren Antigene erforscht,und das resultierende Wissen für eine ständige Verbesserung der entsprechenden Analysemethoden verwendet. Die Untersuchung kausaler Punktmutationen (Single Nucleotide Polymorphism, SNP) aller 36 von der International Society for Blood Transfusion (ISBT) anerkannten Blutgruppensysteme erlaubt heute eine der Serologie ebenbürtige, exakte Vorhersage der Blutgruppenantigene. In Patienten wird die molekulare Blutgruppenbestimmung bevorzugt in Form von Einzelprobenanalytik für die Diagnose von RhD-Varianten eingesetzt, um damit transfusionsrelevante Entscheidungen bezüglich RhD zu treffen und um die Rh-Prophylaxe noch zielsicherer zu steuern. An Spenderproben und im Hochdurchsatz ermöglicht die Blutgruppen-Genotypisierung die Schaffung einer ausreichenden Anzahl von Spender-Datensätzen, um immunisierte Patienten bestverträglich zu transfundieren oder deren Immunisierung bereits im Ansatz zu vermeiden. Gleichzeitig werden heutzutage an den gleichen Proben zusätzlich eine Vielzahl weiterer SNPs zur Identifikation von Spendern mit seltener Negativität für hochfrequente Antigene getestet. Derartig umfassende Spender-Datensätze werden bereits ideal genutzt für „In-silico-Kreuzproben“ eingesetzt. Next Generation Sequencing (NGS) ist auch in der Transfusionsmedizin der „neue Stern am Horizont“ und wird vermutlich innert weniger Jahre eine wichtige Rolle in der Analyse kompletter Blutgruppengenome (chronischer) Empfänger spielen. Blutgruppenbestimmung als frühestes Beispiel echter personalisierter Medizin wird in ihrer molekularen Version mit dazu beitragen, den gebührenden Platz der Transfusionsmedizin in der modernen Medizin zu behaupten.

Molecular and morphological systematics of soil-inhabiting Cryptorhynchinae of the genus Acallorneuma and the tribe Torneumatini (Coleoptera: Curculionidae), with description of two new species.

Ausgehend von ökologischen (idealtypischen) Einordnungen der flugunfähigen, westpaläarktischen Cryptorhynchinae werden molekulare und morphologische Ergebnisse zur monophyletischen Rüsselkäfer-Gattung Acallorneuma Mainardi, 1906 und zu den subterrestrisch lebenden Arten des Tribus Torneumatini Bedel, 1884 vorgestellt. Ein Katalog und ein Bilderschlüssel zu den 8 validen Arten der Acallorneuma leitet eine Diskussion über die begrenzten Möglichkeiten einer rein morphologischen Analyse der uniformen Arten des Genus Acallorneuma ein. In einem weiteren Schritt wird die morphologische Systematik mit der molekularen Rekonstruktion der Verwandtschaftsverhältnisse anhand einer Region des mitochondrialen CO1 Gens verglichen. Im zweiten Teil der Arbeit wenden wir uns den gegenwärtig 71 bekannten, blinden, flügellosen und weitgehend kryptischen, tief im Erdreich lebenden Arten der Torneumatini zu. Die molekulare Analyse zeigt zwischen den Arten erhebliche p-Distanzen, macht aber auch deutlich, dass die Rekonstruktion der Verwandtschaftsverhältnisse ganz entscheidend von der Anzahl der Arten und Proben abhängig ist. Dennoch wurden einige taxonomische Änderungen vorgenommen: Torneuma s. str. mit der Typusart Torneuma caecum Wollaston, 1860 gibt es nur auf dem Madeira Archipel! Die Arten des Subgenus Paratyphloporus Solari, 1937 stat. nov. – und zwar nur die von den Kanarischen Inseln – gehören in das Subgenus Paratorneuma Roudier, 1956 stat. nov. Für alle anderen Arten aus dem mediterranen Gebiet und den östlichen kanarischen Inseln ist eine endgültige Klassifikation zur Zeit noch nicht möglich (incertae sedis), auch wenn erste Gruppen - eingeteilt vor allem nach der Innensackstruktur des Aedoeagus - hier bereits vorgestellt werden (siehe Anhang 2). Torneuma deplanatum deplanatum (Hampe, 1864) ist die Typusart des Subgenus Typhloporus und schließt einige, aber eben nicht alle mediterranen Arten mit einem konstant tiefen Rüsselkanal ein, der – das zeigen unsere vergleichenden Studien – offensichtlich mehrere Male in der Evolution ausgebildet wurde. Zwei neue Arten werden abschließenden beschrieben: Torneuma (s. str.) isambertoi Stüben spec. nov. von Madeira and Torneuma (s.l.) cadizensis Stüben spec. nov. aus dem Süden Spaniens. Für beide Arten werden Schlüssel mit den nächst verwandten Arten präsentiert.StichwörterAcallorneuma, Torneumatini, Torneuma, Bayesian analysis, Integrative Taxonomy, morphology, CO1, new species, taxonomic changes, Western Palaearctic, Spain, Portugal, Canary Islands, Madeira.Nomenklatorische Handlungenisambertoi Stüben, 2016 (Torneuma (s. str.)), spec. nov.cadizensis Stüben, 2016 (Torneuma (s.l.)), spec. nov.