Monoklonale Proliferationseinheiten in der Leber

Abstract

Die verschiedenen Theorien über den Mechanismus der Proliferation und Regeneration des Leberparenchyms sind gerade in Hinblick auf die Karzinogenese lebereigener Tumore von besonderer Bedeutung. Hierbei scheint eine Schädigung auf Stamm-zellebene der Grundstein für die Entwicklung z.B. des hepatozellulären Karzinoms zu sein. <br /> Es existieren unterschiedliche Hypothesen über mögliche Stammzellkompartimente und die Regeneration von Leberparenchym. Diese Arbeit stellt neue Aspekte einer mögli-chen Hepatokarzinogenese durch eine Schädigung des Stammzellpools vor.<br /> In einer vorausgegangenen Studie konnte anhand klonaler hepatozellulärer Proliferate ein Zusammenhang der Hepatokarzinogenese in nicht-zirrhotischen Lebern mit einer Schädigung des Progenitor-/Stammzellpools gezeigt werden.<br /> In unseren Untersuchungen nutzten wir die besonderen Eigenschaften der mitochon-drialen Genetik und verwendeten Mutationen der mitochondrialen DNA als Marker der klonalen Expansion. Zellen, die eine solche Markermutation auf der mtDNA trugen, wur-den phänotypisch mithilfe einer enzymhistochemischen Färbung (Cytochrom-c-Oxidase-Aktivitätsfärbung) identifiziert. <br /> Es zeigten sich auch hier scharf abgrenzbare Areale unterschiedlicher COX-Aktivität. Diese Areale wurden als Patches bezeichnet, die entweder als COX-negativ, COX-positiv oder COX-normal klassifiziert wurden.<br /> Durch morphometrischen Vergleich von COX-negativen und –positiven Feldern in HCC-tragenden Lebern mit denen in nicht HCC-tragenden Lebern konnten wir eine Vergröße-rung der klonalen Areale in tumorfreien Anteilen HCC-tragender Lebern bestätigen. <br /> Mittels Lasermikrodissektionsverfahren und DNA-Sequenzierung konnten wir in Gewe-beproben ausgewählter Patches spezifische Mutationen nachweisen, die die nachge-wiesenen Dysfunktionen der COX in diesen Patches erklärten. Ein, in allen Teilen eines Patches gleicher, sehr hoher Heteroplasmiegrad bzw. eine Homoplasmie für die Muta-tion belegte die klonale Natur der Patches. Zudem stellten wir uns die Frage nach dem Entstehungsmechanismus der großen, scharf abgrenzbaren Patches.<br /> Aufgrund der Morphologie der Patches schlossen wir auf eine Entstehung der Homo-plasmie der entsprechenden Mutation auf Stammzellebene. Auf dieser Ebene wäre auf-grund der größeren Anzahl von Zellteilungen und aufgrund der langen Lebensdauer der Zellen eine Segregation der mtDNA-Mutation möglich. <br /> Wir zogen die Möglichkeit in Erwägung, dass die einzelnen Patches, die nebeneinander einem Portalfeld zuzuordnen waren einen gemeinsamen genetischen Ursprung hätten.<br /> Daher untersuchten wir benachbarte Patches darauf, ob sie, als Zeichen der gemein-samen Abstammung von einer Ursprungszelle, identische Mutation homoplasmisch oder zumindest heteroplasmisch aufweisen. In allen Fällen konnten wir nur patch-spezifische Mutationen nachweisen. Die benachbarten Patches zeigten eine Homoplasmie des Wildtyps am entsprechenden Locus. <br /> Dies spricht für eine Entstehung der einzelnen Felder unabhängig voneinander aus eigenen Stammzellen. Eine Reduplikation der Stammzellen zur Regeneration des Stammzellpools, die zu einer Heteroplasmie mit gleichen Mutationen in benachbarten Patches führen würde, wurde nicht nachgewiesen. Das ist möglicherweise ein weiterer Hinweis auf eine Schädigung des Stammzellpools in der Karzinogenese HCC-tragender, nicht-zirrhotischer Lebern.