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Das Leiomyosarkom ist eine histologische Entität mit hoher genetischer Variabilität. Trotz stetigen intensiven Forschungsanstrengungen finden sich in einer Mehrzahl der Tumoren keine wiederkehrenden genetischen Veränderungen, sondern diese spiegeln die komplexe Genetik dieser seltenen histologischen Entität wieder. Zu diesem Ergebnis kommt letztlich auch die gesamtgenomische Analyse, welche in dieser Arbeit an einem kleinen Leiomyosarkomkollektiv durchgeführt wurde. Dieser Umstand hat zur Folge, dass sich die Suche nach übergreifenden prognostischen oder therapeutischen Markern entsprechend schwierig gestaltet. Im Weiteren wurde in der hier vorgelegten Arbeit der p16-Signalweg eingehend im Leiomyosarkom untersucht. Pathologische Veränderungen der Zellzykluskinasen, insbesondere die Amplifikation der Cyclin-abhängigen Kinase 4 (CDK4), stellen einen klassischen Treiber in der pathologischen Kaskade dieses Signalweges dar. Die Wirksamkeit einer zielgerichteten Therapie gegen diesen pathologisch aktivierten Signalweg konnte im Zellkulturmodell mittels Inhibition mit dem selektiven CDK4/CDK6-Inhibitor Palbociclib demonstriert werden. Im nächsten Schritt wurden diese Ergebnisse auf ein in vivo Modell übertragen. Zu diesem Zweck wurde ein großes Leiomyosarkomkollektiv hinsichtlich der beteiligten Proteine des p16-Signalweges untersucht, um entsprechende Rückschlüsse auf ein potentielles erwartetes Ansprechen auf eine mögliche Therapie mit einem CDK4/CDK6-Inhibitor ziehen zu können. Zusammengenommen zeigten sich bei 29,3 % der Patienten entsprechende Veränderungen in mindestens einer der analysierten Tumorprobe, welche die Rationale für eine potentielle Therapie mit einem CDK4/CDK6-Inhibitor liefern. Des Weiteren zeigen diese Daten anschaulich das Ausmaß der intraindividuellen Tumorheterogenität und bilden eine Rationale für wiederholte molekulargenetische beziehungsweise immunhistochemische Untersuchungen desselben Patienten über den Krankheitsverlauf hinweg. Zusammengefasst kann diese Arbeit mit ihrem detaillierten genomischen und immunhistologischen Profil somit als Basis im Hinblick auf zukünftige klinische Studien der CDK4/CDK6-Inhibitoren im Leiomyosarkom gesehen werden.

Die Richter-Transformation (RT) ist bis heute ein noch in weiten Teilen unzureichend verstandenes Krankheitsbild, das als Entwicklung eines diffus großzelligen B Zell Lymphoms (DLBCL) oder selten eines klassischen Hodgkin-Lymphoms (cHL) in Patienten mit chronisch lymphatischer Leukämie (CLL) definiert ist. Deshalb wurde das RT Kollektiv aus dem Probenarchiv des pathologischen Instituts der Universität Ulm erstellt und eine Reihe verschiedener Parameter erhoben, um diese mit der Literatur zu vergleichen und mit dem Gesamtüberleben zu korrelieren. Der Vergleich mit publizierten Daten zeigt ein weitgehend repräsentatives RT-Kollektiv, da es in allen relevanten Bereichen außer den Überlebensanalysen mit anderen RT-Kollektiven übereinstimmt. Das der Arbeit zugrundeliegende RT-Kollektiv kann daher als Grundlage für den Aufbau eines größeren Kollektivs für weitergehende Studien dienen. Besonders mit der CLL klonal verwandte RT, die die Mehrheit der RT darstellen, weisen aufgrund der begrenzten Therapiemöglichkeiten und der meist raschen Krankheitsprogression eine äußerst schlechte Prognose auf. Deshalb ist die Testung neuer effektiverer Therapien von großer Bedeutung, wofür sich vor der Erprobung der Wirksamkeit neuer Medikamente in vivo etablierte und charakterisierte humane Zelllinien als Modellsystem eignen. Da ein derartiges Zellsystem noch nicht existiert, wurde die Zelllinie U-RT1 aus einem aggressiven Lymphom im Lymphknoten eines Patienten mit vorausgegangener CLL etabliert und charakterisiert. Anhand der Klonalitätsanalyse mittels Kapillarelektrophorese und Gensequenzierung der variablen Region des Immunglobulin Schwerketten-Gens konnte nachgewiesen werden, dass sich der Ursprung von U-RT1 sowohl in der Gewebeprobe aus dem Lymphknoten, aus dem U-RT1 stammt, als auch in einer Knochenmarkbiopsie mit CLL und in einer Magenschleimhautbiopsie mit enthaltenem DLBCL des Patienten findet. Daher handelt es sich bei U-RT1, ebenso wie bei dem Klon im Lymphknoten, aus dem U-RT1 etabliert wurde, und einem Klon der Magenschleimhaut um mit der CLL klonal verwandte RT. Neben diesem Klon im Lymphknoten konnten noch mindestens zwei weitere klonal unabhängige und nicht mit der CLL verwandte Klone im Lymphknoten nachgewiesen werden. Somit sind in dem Patienten mindestens drei klonal unabhängige Neoplasien entstanden, was eine äußerst selten auftretende Konstellation darstellt. Die zytopathologische Charakterisierung der Zelllinie mittels Immunzytochemie und Durchflusszytometrie ergab, dass es sich bei U-RT1, ebenso wie bei dem Lymphom im Lymphknoten, um ein Grauzonenlymphom mit Eigenschaften eines DLBCL und eines cHL handelt. Mithilfe der Auswertung von Karyogrammen, der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung(FISH)- und Multicolour-FISH-Analysen wurde U-RT1 auf molekularer Ebene charakterisiert. Dabei fielen neben einem pseudo-triploiden Chromosomensatz eine TP53-Deletion, eine CDKN2A(cyclin dependent kinase inhibitor 2A)-Deletion und weitere Chromosomenaberrationen wie das Isochromosom 1q und die Translokationen t(1;11), t(2;19), t(8;17), t(10;15) und t(11;20) auf. Somit ist bei U-RT1, ebenso wie bei der Hälfte der RT, der Signalweg über eine TP53- und eine CDKN2A-Deletion betroffen. Weiterhin weist die Zelllinie eine Epstein-Barr-Virus(EBV)-Infektion und eine hohe Wachstumsgeschwindigkeit auf. Während eine EBV-Infektion, in Abhängigkeit von dem Vorliegen einer DLBCL- oder einer cHL-Variante, unterschiedlich häufig auftritt, ist eine hohe mitotische Aktivität charakteristisch für RT. U-RT1 kann folglich als humanes Modellsystem für klonal verwandte RT verwendet werden. Zur Erprobung wirksamerer Therapien für die RT als die bisher Vorhandenen wurde U-RT1 mit den in vitro und in vivo Studien als erfolgsversprechend getesteten BH3-Mimetika (HA14-1, ABT-199, ABT-737) und dem CDK(cyclin dependent kinase)4/6-Inhibitor Palbociclib inhibiert. Obwohl U-RT1 sowohl Bcl-2 (B-cell lymphoma 2) wie auch in etwas geringerem Maße CDK4 exprimiert, zeigt von den angewendeten Inhibitoren HA14-1 den besten Hemmeffekt. Dies liegt möglicherweise daran, dass HA14-1 neben der Inhibition des anti-apoptotischen Bcl-2 Proteins auch über andere Mechanismen die Apoptose einleiten kann. Zusätzlich wurde eine Zellzyklusanalyse durchgeführt, womit nachgewiesen werden konnte, dass die Inhibition der Zellen vor allem auf der Induktion der Apoptose beruht. Darüber hinaus exprimiert die Mehrheit des RT-Kollektivs das Bcl-2 Protein und verdeutlicht dadurch die Relevanz der BH3-Mimetika, insbesondere HA14-1, als möglichen neuen und effektiven Therapieansatz in der Behandlung der RT. Somit bietet U-RT1 als weltweit erstes humanes Modellsystem für klonal verwandte RT die Möglichkeit, in vitro und in vivo Studien zur Erforschung noch unklarer Bereiche der RT durchzuführen und die Wirksamkeit neuer Therapieansätze zu testen.

In der vorgelegten Arbeit wurde ein repräsentatives Chordom-Kollektiv aus dem Archiv des Instituts für Pathologie der Universität Ulm erhoben und zunächst anhand von verschiedenen Parametern analysiert. Diese wurden anschließend mit dem Gesamtüberleben korreliert. Es konnte gezeigt werden, dass ein positiver Resektions-Status, ein niedriger Gehalt von extrazellulärer Matrix und ein erhöhter Ki-67 Index eine statistisch relevante Risikozunahme der Metastasierung sowie einen negativen Einfluss auf das Gesamtüberleben von Chordompatienten zur Folge haben. In vitro gelang es acht neue Chordom-Zelllinien zu etablieren und einen rekurrenten molekularbiologischen Defekt in dem CDK4/CDK6 (cyclin-dependent kinase) Signalweg nachzuweisen. Alle acht Chordom-Zelllinien sind p16 negativ. Dies ist am ehesten im Zusammenhang mit einem nachgewiesenen Verlust von CDKN2A (cyclin-dependent kinase Inhibitor 2A) auf genomischer Ebene in einem großen Anteil von Chordomzellen zu sehen. Resultierend aus diesem Verlust, wurde eine starke Proteinexpression der abhängigen Moleküle CDK4, CDK6, Rb (Retinoblastom-Protein) und pRb (phosphoryliertes Rb) in den Zelllinien nachgewiesen. Der CDK4/CDK6 Signalweg ist folglich in allen acht Chordom-Zelllinien aktiviert und kann durch den p16-Verlust ungebremst das Molekül Rb zu dem aktiven pRb phosphorylieren. Daraus folgt eine Aktivierung des Zellzyklus und damit Zellwachstum. Die Inhibition des Signalwegs mit spezifischen CDK4/CDK6 Inhibitoren wie Palbociclib oder Abemaciclib führte zu einer konsistenten Reduktion des Wachstums in allen überprüften Chordom-Zelllinien. Das Patientenkollektiv wurde hinsichtlich der Stärke der pRb(S780)-Proteinexpression sortiert. Dabei zeigte sich, dass über 80 % der Patienten einen potentiellen Responder-Phänotyp aufwiesen. In der Zusammenschau betrachtet, weisen die Daten daraufhin, dass Palbociclib einen vielversprechenden, möglichen neuen therapeutischen Ansatz für die onkologische Therapie von Chordomen darstellt.