Spotlight - Abt. Jones

Multiomische Neuropathologie zur verbesserten diagnostische Genauigkeit

Tumoren des zentralen Nervensystems (ZNS) sind die häufigste Ursache für krebsbedingte Todesfälle bei Kindern. Die aktuelle Klassifikation der Weltgesundheitsorganisation (WHO) von ZNS-Tumoren spiegelt die gesamte Entwicklungskomplexität und die verschiedenen Hirntumorentitäten wider. Diese Tumoren sind klinisch und biologisch äußerst vielfältig und umfassen ein breites Spektrum gutartiger Neoplasmen, die häufig chirurgisch entfernt werden können (z. B. pilozytisches Astrozytom), oder hochgradig bösartige Tumoren, die auf jede Therapie schlecht ansprechen (z. B. Glioblastom).

Die große Vielfalt der ZNS-Tumorarten bei Kindern und Jugendlichen führt zu unterschiedlichen Ergebnissen bei den Patienten und macht eine genaue Diagnose schwierig. Um ihren Nutzen in der Routine-Neuropathologie zu bewerten, wurden in der Studie prospektiv eine DNA-Methylierungs-basierte ZNS-Tumorklassifizierung und eine gezielte Gen-Panel-Sequenzierung von Tumor- und Konstitutions-DNA mit einer verblindeten neuropathologischen Referenzdiagnostik für eine bevölkerungsbasierte Kohorte von mehr als 1 200 neu diagnostizierten pädiatrischen Patienten integriert. Beide Techniken steigerten die diagnostische Genauigkeit bei einem beträchtlichen Teil der Patienten durch die Annotation von i) verfeinerten DNA-Methylierungsklassen (50 %), ii) den Nachweis diagnostisch oder therapeutisch relevanter genetischer Veränderungen (47 %), iii) oder die Identifizierung von Krebsprädispositionssyndromen (10 %). Diskrepante Ergebnisse bei der neuropathologischen WHO-basierten und der DNA-Methylierungs-basierten Klassifizierung (30 %) waren bei histologisch hochgradigen Gliomen angereichert. In dieser Gruppe sagten prospektiv zugewiesene molekulare Risikogruppen die Prognose im Vergleich zur Standard-WHO-Einstufung wesentlich genauer voraus. Auf der Grundlage prospektiver Daten ist diese Studie der erste Bericht, der auf die Überlegenheit der DNA-Methylierungs-basierten ZNS-Tumorklassifizierung bei der genauen Vorhersage der Prognose im Vergleich zur konventionellen "State-of-the-Art"-Neuropathologie hinweist.

 

Sturm D, Capper D, Andreiuolo F, Gessi M et al, and Jones DTW. Multiomic neuropathology improves diagnostic accuracy in pediatric neuro-oncology.  Nature Medicine 2023 accepted.

 

Links: Mit freundlicher Genehmigung von Dominik Sturm. MRT-Scan der Hirnregion eines Kindes mit deutlich sichtbarem Tumor, daneben ein farbiger Kreis der DNA-Methylierungs-basierten Klassifizierung von Hirntumoren im Kindesalter mit einer breiten Palette spezifischer Signaturen, die zusammen mit der Histopathologie zu einer genaueren Diagnose beitragen. Mitte: t-SNE-Analyse von DNA-Methylierungsdaten aus einer Patientenkohorte mit veröffentlichten DNA-Methylierungsklassen. Rechts: Vergleich von WHO-basierten Tumortypen und DNA-Methylierungsklassen. Urheberrecht © Nature Medicine

Teammitglieder
  • Anja Runge, PhD (Project Manager)
  • Anna-Lisa Böttcher, PhD (Project Manager shared with Stefan Pfister)
  • Andrea Wittmann (Technician)
  • Kati Ernst (PhD Student shared with Marc Zuckermann)
  • Jan Vaillant (PhD Student shared with Lena Kutscher)
  • Laura von Soosten (PhD Student shared with Marc Zuckermann)
  • Mirjam Blattner-Johnson, PhD (Postdoc)
  • Michaela Keck, PhD (Postdoc)
  • Kathrin Schramm, PhD (Postdoc)
  • Barbara Jones, MD (Physician Scientist, Universitätsklinikum Heidelberg)
  • Elke Pfaff, MD (Physician Scientist, Universitätsklinikum Heidelberg)
  • Dominik Sturm, MD (Physician Scientist, Universitätsklinikum Heidelberg)
  • Karam Al-Halabi (MD Student)
  • Ashwyn Augustine Perera (MD Student)
  • Devishi Kesar (PhD Student)
  • Maria-Luisa Wiesinger (PhD Student)
  • Nathalie Wilke (PhD Student)
  • Jens Maile (Masterstudent)