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Aus der Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe im Marienhospital Herne - Universitätsklinik - der Ruhr-Universität Bochum Direktor: Prof. Dr. med. Clemens Tempfer Befall von Lymphknoten durch Endometriose Genexpressionsanalyse Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin einer Hohen Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum vorgelegt von Nadine Katharina Notscheid aus Köln 2013

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Aus der

Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe

im Marienhospital Herne

- Universitätsklinik -

der Ruhr-Universität Bochum

Direktor: Prof. Dr. med. Clemens Tempfer

Befall von Lymphknoten durch Endometriose – Genexpressionsanalyse

Inaugural-Dissertation

zur

Erlangung des Doktorgrades der Medizin

einer

Hohen Medizinischen Fakultät

der Ruhr-Universität Bochum

vorgelegt von

Nadine Katharina Notscheid

aus Köln

2013

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Dekan: Prof. Dr. med. Klaus Überla

Referent: Prof. Dr. med. Clemens Tempfer

Korreferent: Prof. Dr. med. Stephan Hahn

Tag der mündlichen Prüfung: 08.04.2014

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ABSTRACT

Befall von Lymphknoten durch Endometriose – Genexpressionsanalyse

Nadine K. Notscheid

Problem. Über molekulare Mechanismen der Ausbreitung von Endometriose

auf das lymphatische System ist wenig bekannt. Daher wurde in dieser Arbeit

das Expressionsmuster eines Sets von Genen in unterschiedlichen Stadien des

Befalls von Lymphknoten (PSLN) durch Endometriose bestimmt. Es sollten so

Hinweise auf relevante Faktoren erhalten werden, die bei diesem Prozess eine

Rolle spielen.

Methode. Aus Formalin-fixierten/Paraffin-eingebetteten Gewebeproben (EL =

Primärläsionen, PSLN+/− = PSLN mit/ohne isolierten Endometriose-ähnlichen

Zellen, MEL = PSLN mit intranodulärer Endometrioseläsion) von Patientinnen

mit ovarieller bzw. peritonealer Endometriose wurde RNA extrahiert und die

Genexpression von 28 Genen mittels Real-Time PCR quantifiziert. Zusätzlich

wurde in einigen Fällen die Expression auf Proteinebene immunhistochemisch

verifiziert.

Ergebnis. Die Genexpression wurde in EL (n=13), IELC-negativen (n=8) bzw.

positiven (n=11) PSLN sowie in einer MEL (n=1) untersucht. Gene, die in EL

hoch exprimiert waren, aber nicht in PSLN−, und die bekannterweise in IELC

exprimiert sind (wie ESR1 und PGR) zeigten den erwarteten

Verdünnungseffekt. Interessanterweise zeigten CXCR4, CD68, MKI67 und

CD44 in PSLN+ (und MEL) eine höhere Expression als in PSLN− (bei

geringster Expression in EL). Im Gegensatz dazu waren EpCAM und E-

Cadherin, die in EL und MEL stark exprimiert waren nicht in IELC-positiven

PSLN nachweisbar.

Diskussion. Die Daten deuten darauf hin, dass die Ausbreitung von

Endometriose auf das lymphatische System von einer differenzierten

Expression einiger Gene (CD44s, CD44v6, CD68, CXCR4, CDH1 und EPCAM)

begleitet ist und somit Parallelen zu malignen Transformationen und

Metastasierung aufweist.

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Meiner Familie gewidmet.

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INHALTSVERZEICHNIS

Einleitung ........................................................................................................... 8

Endometriose ................................................................................................. 8

Prävalenz / Risikofaktoren .............................................................................. 9

Einteilung und Klassifizierung ....................................................................... 11

Klinik / Symptome ......................................................................................... 13

Diagnostik ..................................................................................................... 14

Makroskopisches Bild ................................................................................... 17

Therapie ....................................................................................................... 18

Ätiologie / Pathophysiologie .......................................................................... 23

Malignitätskriterien und Lymphknotenbeteiligung ......................................... 27

Fragestellung und Zielsetzung ......................................................................... 31

Materialien und Methoden ................................................................................ 32

Patientengut ................................................................................................. 32

Gewebeproben ............................................................................................. 33

RNA-Extraktion aus FFPE-Proben ............................................................... 34

Photometrische Konzentrationsbestimmung von RNA ................................. 36

Synthese der komplementären DNA (cDNA)................................................ 36

Quantitative Real-Time PCR ........................................................................ 37

Immunhistochemie ....................................................................................... 41

Statistische Auswertung ............................................................................... 44

Berechnung des Recurrence-Scores ............................................................ 44

Ergebnisse ....................................................................................................... 46

Proben .......................................................................................................... 46

Extraktion von RNA auf FFPE-Gewebe. Methodenvergleich ....................... 48

RNA-Isolation, Qualität der erhaltenen RNA bzw. cDNA .............................. 50

Quantitative Real-Time PCR ........................................................................ 50

Unterschiede in der Genexpression zwischen den Probengruppen ............. 52

EPCAM ist in MEL stark exprimiert, jedoch nicht in IELC-positiven PSLN ... 56

Überexpression von CXCR4, CD68, MKI67 und CD44-Spleißvarianten in

IELC-positiven PSLN und PSLN mit MEL .................................................... 57

Keine Expression von CTSL2 und SCUBE2 in MEL? .................................. 58

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Immunhistochemie bestätigt die Expression von CXCR4 und CD44v6 und

die Abwesenheit von E-Cadherin in Östrogenrezeptor-positiven IELCs ....... 58

Anwendbarkeit des Oncotype DX Tests bei Endometriose? ........................ 60

Teilweise Publikation der Ergebnisse ........................................................... 61

Diskussion ........................................................................................................ 62

Auswahl der Gene ........................................................................................ 62

Bewertung des Materials / Kritische Betrachtung der Methode

(Limitationen) ................................................................................................ 65

Lymphknotenbefall durch Endometriose ist problematisch ........................... 67

Rolle der EMT bei der Ausbreitung von Endometriose ................................. 70

Veränderte Expression von CD44 Spleißvarianten ...................................... 75

Wird der Befall des lymphatischen Systems mit endometrioiden Zellen

durch CXCL12-induzierte Chemotaxis begünstigt? ...................................... 78

Tragen Makrophagen zur Ausbreitung von Endometriose bei? .................... 79

Verlust der SCUBE2-Expression in der MEL? .............................................. 79

Betrachtungen zur Expression weiterer Gene .............................................. 80

Anwendbarkeit eines Oncotype DX-ähnlichen Recurrence-Scores bei

Endometriose ............................................................................................... 82

Schlussbemerkungen ................................................................................... 83

Literaturverzeichnis .......................................................................................... 84

Danksagung

Lebenslauf

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ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

A

AFS American Fertility Society (seit 1995 als American Society

for Reproductive Medicine bekannt)

Art.-Nr. Artikelnummer

C

CA-15-3 Cancer-Antigen 15-3

CA-72 Cancer-Antigen 72

CA-125 Cancer-Antigen 125

cDNA Complementary DNA (Komplementäre

Desoxyribonukleinsäure)

COX-2 Cyclooxygenase-2

CSC Cancer stem cells (Krebs-Stammzellen)

Ct Cycle treshold

CXCL12 (SDF1α) CXC-Motiv-Chemokin 12 (stromal cell-derived factor α)

D

DAB 3,3’-Diaminobenzidin

dATP Desoxyadenosintriphosphat

dCTP Desoxycytidintriphosphat

dGTP Desoxyguanosintriphosphat

dTTP Desoxythymidintriphosphat

DNA Desoxyribonukleinsäure

E

ECM Extracellular matrix (extrazelluläre Matrix)

EL Endometriotic lesion (Endometriose-Primärläsion)

EMT Epithelial-mesenchymale Transition

ER Estrogen receptor (Östrogenrezeptor)

ESR1 Östrogenrezeptor-Gen

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F

FFPE Formalin-fixiert, Paraffin-eingebettet

G

GnRH Gonadotropin-freisetzendes Hormon

GRB7 Growth factor receptor-bound protein 7

GUS β-Glucuronidase

H

H2O2 Wasserstoffperoxid

HER2 Humaner epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor 2

HE-Schnitt Hämatoxylin-Eosin-gefärbter Schnitt

HGNC HUGO Gene Nomenclature Committee

I

IELC Isolated endometriosis-like cells (Isolierte Endometriose-

ähnliche Zellen)

IgG Immunglobulin-G

IHC Immunhistochemie

K

Kat.-Nr. Katalognummer

Ki-67 Proteinprodukt des MKI67-Gens

L

LYVE-1 Lymphatic vessel endothelial hyaluronan receptor

M

MEL Metastatische Endometrioseläsion (PSLN mit

intranodulärer Endometrioseläsion)

MET Mesenchymal-epitheliale Transformation

MMP Matrix-Metalloproteinase

mRNA Boten-RNA

MRT Magnetresonanztomographie

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N

n Anzahl

NK-Zellen Natürliche Killer-Zellen

O

OD Optische Dichte

P

PCR Polymerase chain reaction (Polymerase-Kettenreaktion)

PGE2 Prostaglandin E2

PGR Progesteronrezeptor

PP-14 Plazentales Protein 14

PRLPO Prolactin-like protein O

Prox-1 Prospero homeobox protein 1

PSLN Pelvic sentinel lymph node (Pelvine Wächtelymphknoten)

PSLN+ PSLN mit isolierten Endometriose-ähnlichen Zellen

PSLN- PSLN ohne isolierte Endometriose-ähnliche Zellen

Q

qPCR Quantitative PCR

R

rAFS American Fertility Society Revised Classification of

Endometriosis

rASRM Revised classification of the American Society of

Reproductive Medicine

RNA Ribonukleinsäure

RS Recurrence-Score

RSU Unskalierter Recurrence-Score

S

SLN Sentinel lymph node (Wächterlymphknoten)

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T

TAG-72 Tumor-assoziiertes Glykoprotein-72

TAM Tumor-assoziierte Makrophagen

TBS Tris-gepufferte Salzlösung

TBS-Tx TBS mit 0,025% Triton X-100

TFRC Gen, welches für Transferrin Rezeptor Protein 1 kodiert

TIAR Tissue-Injury and Repair

TNFα Tumornekrosefaktor α

Typ-2-17-β-HSD 17 β-Hydroxysteroiddehydrogenase vom Typ 2

U

UV Ultraviolett

V

VEGF Vaskulär-endothelialer Wachstumsfaktor

VEGFR VEGF-Rezeptor

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ABBILDUNGEN UND TABELLEN

Abb. 1 H&E-gefärbte Schnitte der Gewebeblöcke, aus denen

mittels einer Stanze Proben für die RNA-Extraktion gezogen

werden........................................................................................... 47

Abb. 2 Grafische Darstellung der Genexpressionsniveaus .................. 54-55

Abb. 3 Repräsentative immunhisotochemische Färbungen eines

Wächterlymphknoten mit eingestreuten IELCs, des PSLN

mit ausgebildeter Endometrioseläsion (MEL) und einer

Endometriose Primärläsion ........................................................... 59

Tab. 1 Gene, Primersequenzen und Amplikons ................................. 39-40

Tab. 2 Probengruppen .............................................................................. 46

Tab. 3 Vergleich der RNA Extraktionsmethoden ...................................... 49

Tab. 4 Gene und Expression ............................................................... 50-52

Tab. 5 ΔCt-Werte ausgewählter Gene in einer Reihe von Proben

aus derselben Patientin ................................................................. 57

Tab. 6 Oncotype DX-ähnliche Scores ...................................................... 60

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EINLEITUNG

Endometriose

Endometriose ist eine Erkrankung des Uterus und dessen Gewebe, definiert als

das Vorkommen von endometrialen und endometriumähnlichen Drüsen- und

Stromagewebe außerhalb des physiologischen Endometrium im Cavum uteri

(Halis et al., 2010; Olive und Schwartz, 1993). Endometriose gilt als chronische

entzündliche Erkrankung und ist zudem eine der häufigsten gutartigen

proliferativen Krankheiten der Frau im gebärfähigen Alter. Die häufigsten

Lokalisationen der Endometrioseherde stellen das Ovar, das Peritoneum, das

uterosakrale Ligament, der Douglas-Raum und das rektovaginale Septum dar.

Endometrioseläsionen außerhalb des kleinen Beckens, wie beispielsweise am

Bauchnabel oder am Zwerchfell, sind eher selten (Farquhar, 2000).

Kurioserweise scheinen sich die Endometrioseläsionen häufiger auf der linken

Körperhälfte zu bilden, allerdings existiert dafür keine Begründung (Hsu et al.,

2010). Das Gewebe der atop gelegenen Endometrioseherde entspricht dabei

biologisch dem basalen Endometrium. Es kann sich einerseits um

Absiedlungen und andererseits um Neubildung von endometrialem Gewebe

handeln. Oft finden sich in den Endometrioseläsionen auch Muskelzellen und

die Implantationen sind zudem durch Nerven sowie Blut- und Lymphgefäße

versorgt (Halis et al., 2010; Oehmke et al., 2007). Zusätzlich können

Endometrioseherde auch andere Ausprägungen des Müller’schen Epithels

imitieren, in Form von z.B. tuboiden (Endosalpingeose), isthmusähnlichen oder

zervikoiden (Zervikose) Differenzierungsarten. Bestehen die Implantationen rein

aus zytogenem Stroma, so spricht man von einer Stromatose (Schweppe,

2011). Innerhalb der endometrioiden Läsionen sind außerdem im glandulären

Anteil und im Stroma Östrogenrezeptoren (ER α/β) und Progesteronrezeptoren

(PR A/B) exprimiert, sodass die ektopen Endometrioseherde ähnlichen

proliferativen und aktivierenden zyklusabhängigen Veränderungen wie das

physiologische Endometrium unterliegen (Bloski und Pierson, 2008; Halis et al.,

2010; Neukomm und Mueller, 2007). Endometriose ist daher als eine

östrogenabhängige Erkrankung zu sehen (Giudice und Kao, 2004).

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Die anteilige Verteilung der Steroidhormonrezeptoren unterscheidet sich jedoch

von der im eutopen Endometrium, was sich auch in einem unterschiedlichen

Effekt durch therapeutisch verabreichte Hormone zeigt. Es wirkt sowohl das in

den Gonaden produzierte als auch das peripher durch Aromatisation von C19-

Steroiden entstandene Östrogen auf die Endometrioseläsionen. Gewisse Gene,

die für Aromatase sowie für die sogenannten „Steroidogenic-acute-regulatory“-

Proteine kodieren, werden verstärkt exprimiert und spielen für die lokale

Östradiolproduktion eine wichtige Rolle. Zudem werden diese durch

Prostaglandin E2 (PGE2) stimuliert. Durch eine erhöhte Konzentration des

Enzyms Cyclooxygenase 2, welches wiederum unter Einfluss von Östradiol,

Interleukin 1β und PGE2 stimuliert wird, kommt es zu einem Anstieg des PGE2.

Es entsteht also ein Circulus vitiosus, der letztendlich eine vermehrte

Östradiolproduktion bewirkt. Des Weiteren besteht bei Patientinnen mit

Endometriose ein verringerter Abbau des Östradiols, weil die 17β-

Dehydrogenase, welche Östradiol in das inaktivere Östron umwandelt, eine

Fehlfunktion aufweist. Dies führt in Summe zu einem besonders starken

östrogenen Einfluss auf die Endometrioseherde (Neukomm und Mueller, 2007).

Prävalenz / Risikofaktoren

Endometriose ist eine häufige Erkrankung und zählt neben den Myomen der

weiblichen Gebärmutter als zweithäufigste, als gutartig charakterisierte,

proliferative Erkrankung der Frau. In Deutschland gibt es ungefähr 1,5 Millionen

Endometriosepatientinnen; die Inzidenz der Endometriose liegt nach

Schätzungen zufolge bundesweit bei circa 40.000/Jahr (Schweppe, 2011). Das

Durchschnittsalter zum Zeitpunkt der Diagnosestellung beträgt 28 Jahre.

Hauptsächlich tritt die Erkrankung im gebärfähigem Alter auf, aber es sind

jedoch auch Fälle von Endometriose bei prämenarchealen sowie

postmenopausalen Frauen bekannt (Haas et al., 2012; Pritts und Taylor, 2003).

Die in der Literatur anzutreffenden epidemiologischen Daten in Bezug auf

Endometriose sind recht uneinheitlich. Das liegt daran, dass diese Erkrankung

durch sehr variable klinische Symptome bzw. Ausprägungen gekennzeichnet

ist. Patientinnen mit sehr ausgeprägten Endometrioseherden können nur

geringe Symptomatik beklagen oder sich gar asymptomatisch zeigen, während

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andere Patientinnen auch trotz vergleichsweise gering ausgeprägter Läsionen

unter schweren Beschwerden leiden können.

Da die chirurgische Beurteilung mittels Laparoskopie bzw. Laparotomie somit

letztlich die einzige objektive Methode zur Diagnosestellung der Endometriose

darstellt, ist es praktisch nicht möglich, die tatsächliche Prävalenz der

Endometriose in der unselektierten weiblichen Bevölkerung zu ermitteln. Damit

stellen die Daten zur allgemeinen Prävalenz, die mit 6-10% angenommen wird,

nur Schätzwerte dar (Bloski und Pierson, 2008; Giudice und Kao, 2004; Olive

und Schwartz, 1993). In der Literatur finden sich jedoch zahlreiche Angaben zur

Häufigkeit innerhalb verschiedener Subpopulationen, mit großen

Schwankungen, je nachdem nach welchen Gesichtspunkten die Einteilung

erfolgte (z.B. klinische Symptomatiken oder Altersklassen). Bei Frauen mit

chronischen Unterbauchschmerzen und / oder Infertilität liegt die Endometriose-

Prävalenz bei 35–50% (Giudice und Kao, 2004). Haas et al. untersuchten die

Prävalenz von Endometriose bei Patientinnen in diversen Altersklassen und

verglichen die Häufigkeit der Endometriose zwischen diesen Gruppierungen.

Die Ergebnisse zeigten, dass Endometriose bei Patientinnen vor dem

zwanzigsten Lebensjahr eher selten bis sehr selten auftritt. Es fiel jedoch ein

sprunghafter Anstieg der Prävalenz ab dem zwanzigsten Lebensjahr auf,

sodass in der reproduktionsfähigen Altersgruppe der 20 – 45-Jährigen eine

Häufigkeit von etwa 78% existierte. In der postmenopausalen Patientengruppe

(im Alter zwischen 55 und 95 Jahren) hingegen fiel die Prävalenz auf ca. 2,5%

herab (Haas et al., 2012).

Bei Endometriosepatientinnen besteht eine familiäre Häufung der Erkrankung,

sodass eine über sechsfach erhöhte Prävalenz bei Verwandten ersten Grades

vorliegt (Simpson et al., 1980). Zudem gibt es bei eineiigen Zwillingen eine noch

größere Übereinstimmung (75%), was auf eine genetische Prädisposition

hinweist (Hadfield et al., 1997; Moen, 1994).

Die oben genannte Tatsache, dass Endometriose vor allem im gebärfähigem

Alter, d.h. unter dem Effekt des Steroidhormons Östrogen auftritt unterstützt die

Definition der Erkrankung als östrogenabhängig (Bloski und Pierson, 2008).

Daraus ergibt sich auch der Risikofaktor Östrogeneinfluss, der sich aus der

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Menstruations- bzw. Reproduktionsanamnese ableitet und als besonders

einflussreich gestaltet, wenn eine frühe Menarche bzw. eine späte Menopause

eintreten. Eine zusätzliche Risikoerhöhung entsteht bei verkürzter Länge des

weiblichen Zyklus (<27 Tage). Dagegen reduziert die Einnahme von oralen

Kontrazeptiva die Wahrscheinlichkeit, an Endometriose zu erkranken (Cramer

und Missmer, 2002; Farquhar, 2007). Schwangerschaften bzw. Stillphasen

wirken ebenfalls risikoreduzierend. Klinischen Beobachtungen zufolge wird also

das Risiko an Endometriose zu erkranken durch einen verlängerten

Blutungszeitraum und einer erhöhten Blutungsfrequenz gesteigert. Aber auch

spontane oder induzierte Schwangerschaftsabbrüche steigern besonders bei

jüngeren Patientinnen die Erkrankungswahrscheinlichkeit (Schweppe, 2011).

Ein weiterer sehr stark mit dem Vorhandensein von Endometriose korrelierter

Risikofaktor ist Dysmenorrhoe, wobei diese jedoch generell eher als ein

Symptom der Erkrankung angesehen wird. Eine hohe Körpergröße scheint

statistisch ebenso eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für Endometriose zu bergen

wie auch Exposition gegenüber Alkohol und Koffein. Raucherinnen hingegen

weisen ein verringertes Risiko auf (Cramer und Missmer, 2002).

Einteilung und Klassifizierung

Endometriose kann nach unterschiedlichen Aspekten eingeteilt werden,

beispielsweise nach der Lokalisation der Endometrioseherde. Diese hat sich im

klinischen Alltag bewährt und ist vor allem im deutschsprachigem Raum weit

verbreitet (Halis et al., 2010).

Bei der Endometriosis genitalis interna können sich Herde einerseits in den

intramuralen und proximalen Abschnitten der Tuben befinden (auch bekannt als

Salpingitis isthmica nodosa), andererseits können Endometrioseläsionen in das

Myometrium der Uteruswand einwachsen (Adenomyosis uteri) (Genss, 2009).

Die Adenomyosis uteri unterscheidet sich jedoch von der klassischen

Endometriose hinsichtlich pathogenetischer, epidemiologischer sowie

symptomatischer Aspekte, sodass diskutiert wird, sie als eigene Entität

anzusehen (Olive und Schwartz, 1993). Unter den Oberbegriff Endometriosis

genitalis externa fallen Herdlokalisationen im Ovar, in der Vagina bzw. der

Vulva, am Perineum sowie an uterinen Ligamenten und im Douglasraum. Eine

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weitere Form ist die Endometriosis extragenitalis bei der man Herde

beispielsweise an Darm und Blase bzw. Harnleiter, im Leistenkanal, an

Episiotomie- und Hautnarben, aber auch am Nabel, in der Leber und an der

Pleura sowie der Lunge und im zentralen Nervensystem vorfinden kann

(Genss, 2009). Eine weitere Einteilung nach der Herdlokalisation ist die

Unterteilung in peritoneale, ovarielle und tief infiltrierende Endometriose. In über

50% der Fälle findet man jedoch sogenannte Endometriosemischformen vor

(Neukomm und Mueller, 2007). Die tief infiltrierende Endometriose findet sich

insbesondere am Septum rectovaginale, der hinteren Fornix vaginae und im

Retroperitoneum, ist aber zum Beispiel auch in Darm, Harnblase oder

Harnleitern anzutreffen (Renner et al., 2006).

1979 veröffentlichte die American Fertility Society (AFS, seit 1995 als American

Society for Reproductive Medicine bekannt) das Klassifikationssystem rAFS zur

Stadieneinteilung der Endometriose, das 1985 als rASRM modifiziert wurde und

in dieser Form bis heute gültig ist (American Society for Reproductive Medicine,

1997). Das rASRM-Klassifikationssystem unterteilt die Endometriose in vier

Stadien aufsteigend von I = minimal bis IV = schwer. Hierbei wird während einer

Laparoskopie bzw. einer Laparotomie ein Punktescore errechnet, der unter

Anderem Lokalisation, Durchmesser und Infiltrationstiefe der intraperitoneal

sichtbaren Endometrioseherde, aber auch das Ausmaß der Adhäsionen an

Ovar und Tube und im Douglasraum berücksichtigt. Doch auch die

überarbeitete rASRM-Klassifikation weist Mängel auf und stellt nur eine

suboptimale Klassifikationsmöglichkeit dar. So werden beispielsweise die tiefer

liegenden extraperitonealen Herde und die tief infiltrierende Endometriose nicht

beachtet. Ebenso wenig werden Aktivitätszustände der Herde oder eine

mögliche Infertilität berücksichtigt, sodass eine schlechte Korrelation zwischen

Schweregrad der Erkrankung und klinischer Erscheinung besteht, da besonders

diese Formen und Erscheinungsbilder der Endometriose zum Teil gravierende

klinische Symptome verursachen (Coccia und Rizzello, 2011; Renner et al.,

2006).

Aufgrund dieser Mängel erarbeitete eine Arbeitsgruppe der Stiftung der

Endometriose Forschung den sogenannten ENZIAN-Score, der vor allem einer

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optimierten Klassifikation der organübergreifenden, tief infiltrierenden

Endometriose dient und sich bei der Ausdehnung in verschiedenen

Kompartimenten (beispielsweise Retroperitoneum) an der onkologischen

Stadieneinteilung orientiert (Keckstein et al., 2007; Tuttlies et al., 2005).

Klinik / Symptome

Endometriose weist ein sehr vielgestaltiges klinisches Erscheinungsbild auf.

Manche Patientinnen können sich auch als asymptomatisch erweisen und es

besteht keine Korrelation zwischen Ausprägung und Größe der

Endometrioseherde und der von der Patientin geschilderten Symptomatik. Des

Weiteren existieren keine pathognomischen Symptome, die konkret auf die

Erkrankung hinweisen können. Es gibt jedoch gewisse klinische Anzeichen, die

typischerweise häufig bei bestehender Endometriose vorliegen und somit auf

die Erkrankung hinweisen können, aber dennoch nicht obligat vorhanden sein

müssen. Beispielsweise gilt Infertilität als eine häufige Symptomatik der

Endometriose (Bloski und Pierson, 2008; Olive und Schwartz, 1993). Bei

Patientinnen, die unter Sterilität litten, wurde in 30-50% der Fälle histologisch

Endometriose nachgewiesen. Als ursächlich für das Sterilitätsproblem kommen

unter anderem Adhäsionen mit konsekutivem Tubenverschluss bzw. Tuben-

Motilitätsstörungen in Betracht, aber auch Autoimmunmechanismen, eine

herabgesetzte Oozytenqualität oder auch ein verändertes eutopes

Endometrium mit Störungen des Spermientransportes und Hemmung einer

regelrechten Einnistung (Renner et al., 2006).

Ein weiteres charakteristisches und häufiges Symptom der Erkrankung ist der

Unterbauchschmerz, welcher sich unterschiedlich ausgeprägt darstellen kann.

Oft äußert er sich als sekundäre oder auch als progressive primäre

Dysmenorrhoe, aber auch als Dyspareunie oder zyklusunabhängige Unterleibs-

oder Rückenschmerzen. Die Dysmenorrhoe ist häufig vergesellschaftet mit

Adhäsionen im Douglasraum und kann teils prämenstruell (ca. zwei Tage vor

der Menstruation) einsetzen und während der Menstruation bereits wieder

rückläufig werden. Dyspareunie tritt vor allem bei Beteiligung des uterosakralen

Ligaments im Rahmen einer tief infiltrierenden Endometriose auf (Hsu et al.,

2010; Olive und Schwartz, 1993; Renner et al., 2006). Bei einigen Patientinnen,

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die unter besonders schwerwiegenden Schmerzen leiden, kommt es als Folge

häufig zu einer negativen Beeinflussungen des Sexuallebens, der

Lebensqualität sowie der Arbeitsfähigkeit (Ferrero et al., 2011). Es liegen

jedoch auch Studienergebnisse vor, die nahelegen, dass Endometriose bei

Unterbauchschmerzen nur ein Epiphänomen, jedoch nicht die Begründung der

Schmerzsymptomatik darstellt (Schweppe, 2011).

Bei der seltenen Manifestation der Endometrioseherde an atypischen

Lokalisationen können außerdem auch außergewöhnlichere Symptome

entstehen. Bei pulmonaler Beteiligung können z.B. Pleuraergüsse,

Pneumothoraces sowie Hämoptysen auftreten. Ebenso kann es bei Sitz des

Endometrioseherdes im Hirn zu zyklusabhängigen Cephalgien und

Krampfanfällen kommen. Eine Lumboischalgie kann bei Sitz des Herdes im

Retroperitoneum beschrieben sein (Olive und Schwartz, 1993). Bei Befall von

Blase und Darm kann es insbesondere perimenstruell zu Dysurie oder

Dyschezie sowie Blähungen, Diarrhoen oder Obstipation kommen. Allen

Symptomatiken gemein ist, dass sie insbesondere bei ausgedehntem Befall vor

allem menstruationsabhängig auftreten (Renner et al., 2006).

Endometriosepatientinnen berichten teilweise zusätzlich von Fatigue-ähnlichen

Symptomen, depressiver Verstimmung und Angststörungen (Halis et al., 2010).

Endometriosepatientinnen weisen ein erhöhtes Risiko auf, zusätzlich an

malignen Entitäten zu erkranken. Hierzu zählen vor allem ovarielle Tumoren

sowie Non-Hodgkin-Lymphome, aber auch das Mammakarzinom. Allerdings

können auf dem Boden einer Endometriose, d.h. direkt aus einem

Endometrioseherd heraus trotz des invasiven Proliferationscharakters nur

selten (ca. in 1% der Fälle) maligne Tumore entstehen. Dabei sind zu 80% das

Ovar und nur zu 20% extragonadale Manifestationen betroffen, bei Letzteren

am häufigsten das Rektosigmoid sowie das Septum rectovaginale (Ulrich et al.,

2003; Melin et al., 2007).

Diagnostik

Wie weiter oben bereits beschrieben, besteht bei Endometriose ein Mangel an

Kongruenz zwischen klinischer Symptomatik und dem anatomischen Ausmaß

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der Endometrioseherde. Darüber hinaus fehlt es an pathognomonischen

Beschwerden. Es gibt jedoch diverse differentialdiagnostische Erkrankungen,

die ebenfalls wie Endometriose chronischen Unterbauchschmerz verursachen

können. Darunter fallen z.B. entzündliche Erkrankungen der benachbarten

Organe im kleinen Becken wie Zystitiden (Bloski und Pierson, 2008). Hierdurch

wird die Stellung der Diagnose erschwert, was dazu führt, dass das Intervall

zwischen Auftreten der ersten Symptome und Diagnosestellung in Deutschland

im Durchschnitt sechs Jahre beträgt (Schweppe, 2003).

Die immense Variabilität der Symptomatik erfordert deshalb eine exakte sowie

differenzierte Anamneseerhebung (Oehmke et al., 2007). Fallen in der

Anamnese einer Patientinnen Dysmenorrhoe, Dyspareunie oder Sterilität auf,

so sollte zumindest differentialdiagnostisch an eine mögliche Endometriose

gedacht werden. Jedoch sollten zusätzlich differentialdiagnostische

Erkrankungen des Gastrointestinaltraktes und des Urogenitaltraktes ins Auge

gefasst und gleichzeitig möglichst ausgeschlossen werden (Hsu et al., 2010).

Obwohl die klinische vaginale bimanuelle Untersuchung nur geringe

Sensitivität, Spezifität und wenig Vorhersagewert aufweist, können dennoch

livide Verfärbungen der Fornix vaginae, Narben, aber auch Adhäsionen, Zysten

und Indurationen auffallen. Eine fixierte Retroflexion des Uterus oder eine

sogenannte „frozen pelvis“ können z.B. auf ausgedehnte Adhäsionen

hindeuten. Zystisch vergrößerte, druckdolente Adnexen können Hinweis auf ein

Endometriom geben. Außerdem kann besonders bei Beteiligung der

Sakrouterinligamente ein Portioschiebeschmerz provoziert werden. Auch die

rektovaginale Untersuchung sollte obligater Bestandteil im Rahmen der

Endometriosediagnostik sein, denn hierbei können die häufig befallenen

Sakrouterinligamente und mögliche Darmbeteiligung evaluiert werden. Die

klinischen Untersuchungen können jedoch beispielsweise bei nur

geringgradigem Befall auch völlig unauffällig und schmerzlos verlaufen

(Farquhar, 2007; Hsu et al., 2010; Renner et al., 2006). Im Rahmen der

Diagnostik der Endometriose stehen zusätzlich auch bildgebende Verfahren zur

Verfügung. Diese weisen jedoch Limitationen in der diagnostischen Anwendung

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auf, denn es mangelt an adäquater Auflösung, um kleinere Herde, Adhäsionen

oder oberflächliche peritoneale Läsionen darzustellen.

Die Ultraschalluntersuchung stellt eine kostengünstige Möglichkeit zur

Diagnostik dar, ist jedoch stark abhängig vom jeweiligen Untersucher.

Endometrioseherde stellen sich sonographisch als echoärmere, lineare

Verdickungen oder Verklumpungen mit oder ohne glatter Begrenzung dar. Bei

einer transvaginalen Ultraschalluntersuchung durch einen erfahrenen

Untersucher können mit hoher Sensitivität und Spezifität Endometriome, Herde

in der Blase und Läsionen einer tief infiltrierenden Endometriose beispielsweise

am rektovaginalem Septum dargestellt werden. Endometriome, die auch als

Schokoladenzysten bezeichnet werden, stellen sich als glatt begrenzte Zyste

mit verdickter Wandstruktur und Binnenechos bzw. Granulationen und je nach

Zysteninhalt mit dorsaler Schallverstärkung dar. In Bezug auf die Endometriome

kommen im Rahmen einer Ultraschalluntersuchung z.B. auch Dermoidzysten

oder Neoplasien in Betracht. Die transrektale Sonographie kann Anwendung

finden, um rektale Beteiligung bei Endometriose oder Implantationen an der

hinteren Blasenwand zu visualisieren (Hsu et al., 2010; Renner et al., 2006).

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist zwar kostenintensiver, jedoch

hilfreich bei der bildgebenden Diagnostik der tief infiltrierenden Endometriose

sowie bei der Visualisierung von Läsionen, die sich an atypischen Stellen

befinden. Eine MRT wird jedoch aufgrund der hohen Kosten meist nur im

Rahmen einer Studie oder bei fraglichem sonographischen Befund

durchgeführt. Die Computertomographie hingegen weist nur eine

unzureichende Darstellung der Organe im kleinen Becken auf. Sie findet

dennoch unter Kontrastmittelgabe Anwendung, um Beteiligungen des Ureters

und die eventuell daraus resultierende Niereninsuffizienz zu bestimmen. Im

Falle einer Beteiligung von Blase und/oder Darm können zusätzlich eine

Zystoskopie sowie eine Sigmoidoskopie bzw. eine Koloskopie durchgeführt

werden (Hsu et al., 2010).

Verschiedene Serummarker wurden auf ihre Nützlichkeit bei der Diagnostik der

Endometriose bzw. bei der Charakterisierung der Aktivität bzw. des Verlaufs der

Endometriose untersucht. So ist beispielsweise CA-125 bei Patientinnen mit tief

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infiltrierender Endometriose im Serum erhöht, während bei Frauen mit milder

Endometriose keine signifikante Erhöhung feststellbar ist. Daher kann CA-125

nur ein stützender Parameter im Algorithmus der Endometriosediagnostik

darstellen. Zurzeit existiert kein adäquater Marker, der für die Erkrankung

spezifisch ist bzw. mit deren Symptomen korreliert (Hsu et al., 2010;

Muyldermans et al., 1995). Damit sind Serummarker (z.B. CA-72, CA-15-3,

TAG-72, PP-14) und Marker im Douglasraum bzw. direkt aus den

Endometrioseläsionen (z.B. CA-125, TNFα, Ki-67, Interleukine) weiterhin nur

bedingt einsetzbar (Oehmke et al., 2007).

Die sogenannte diagnostische Laparoskopie, bei der die Diagnose histologisch

gesichert wird, stellt somit den Goldstandard dar, um die Endometriose exakt zu

diagnostizieren (Renner et al., 2006). Während der Laparoskopie können die

Endometrioseimplantate direkt angeschaut werden, wobei es sich bei der tief

infiltrierenden Endometriose als günstig herausstellt, durch präoperative

Bildgebung die genaue Ausdehnung der Infiltration in Erfahrung zu bringen, da

dies ohne vorherige Bildgebung intraoperativ nur schwer abzuschätzen ist. Die

Farbe, Größe und Morphologie der Herde zeigen eine große Variabilität und

sind von Patientin zu Patientin unterschiedlich ausgeprägt. Die definitive

Diagnose kann anschließend durch eine histopathologische Untersuchung der

Läsion eindeutig gestellt werden (Hsu et al., 2010). Meist werden einzeitig, das

heißt in der gleichen operativen Sitzung, die makroskopisch sichtbaren Herde

chirurgisch entfernt, sodass es sich in der Regel um eine diagnostisch-

therapeutische Laparoskopie handelt.

Makroskopisches Bild

Das makroskopische Erscheinungsbild der Endometriose ist ebenfalls variabel

und gestaltet sich je nach Lokalisationsherd. Bei der Peritonealendometriose

beispielsweise unterscheidet man sogenannte rote, schwarze bzw. braune und

weiße Herde. Die roten Herde werden allgemein als aktive Form der

Endometriose gesehen, während die schwarzen Herde, die sich oftmals blasig

darstellen, als inaktiv angesehen. Letztere können auch eine bläuliche oder

bräunliche Färbung aufweisen und werden auch als „Gunpowder-lesions“

bezeichnet. In derartigen Endometrioseherden finden sich histologisch oft

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Hämosiderinablagerungen. Weiße Herde scheinen ebenfalls inaktive

Endometrioseläsionen darzustellen, die jedoch im Laufe der Zeit vernarbt sind

(Hsu et al., 2010; Renner et al., 2006). Man vermutet eine Art Lebenszyklus der

Herde, beginnend mit roten Herden, welche sich im Verlauf in schwarze

Läsionen und letztendlich in weiße narbige Läsionen verwandeln (Nisolle und

Donnez, 1997). Unklar ist dennoch, ob bzw. wie sich die jeweiligen

Erscheinungsformen der Endometrioseläsionen hinsichtlich Schmerzintensität,

Auswirkungen auf Fertilität und Ansprechen auf diverse medikamentöse

Therapien unterscheiden. Sind die Eierstöcke befallen, so äußert sich dies

durch Invagination der Endometrioseherde in die Rinde des Ovars in Form von

ovariellen Pseudozysten. Diese werden auch als Endometriome oder

sogenannte Schokoladenzysten beschrieben, da ihr Inhalt oft dichte und

schokoladenartige Flüssigkeit enthält. Sind die Ovarien hierbei beidseits

befallen und derart vergrößert, dass sie sich medial berühren spricht man auch

von „kissing ovaries“. Bei der tief infiltrierenden Endometriose, die

beispielsweise die Fornix vaginae, aber auch oft das uterosakrale Ligament

sowie das rektovaginale Septum betrifft, stellen sich die Läsionen als bläuliche

Knötchen dar und bestehen unter anderem aus fibromuskulärem

Narbengewebe (Hsu et al., 2010; Renner et al., 2006).

Therapie

Die Ätiologie und Pathogenese der Endometriose sind bisher nur ansatzweise

geklärt und teils sogar noch unverstanden. Daher stehen zurzeit keine sicher

kurativen Therapieansätze zur Verfügung, und daraus resultieren auch die

hohen Rezidivraten. Bei der Erstellung eines Therapiekonzepts muss der

behandelnde Arzt die individuelle Situation der Patientin erfassen, indem er

diverse Faktoren berücksichtigt, wie beispielsweise die Schmerzsymptomatik,

die Infertilitätsanamnese, die Lokalisation und den Aktivitätsgrad der Herde,

sowie das Alter der Patientin bei Diagnosestellung. Die Therapie soll dazu

dienen, die Lebensqualität der Patientinnen zu verbessern. Generell ist eine

individualisierte Langzeittherapie erforderlich, da die Endometriose oft

chronischen Charakter und eine hohe Rezidivneigung aufweist. Es gibt

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verschiedene Therapieansätze, die in operative und konservative bzw.

medikamentöse Therapien unterteilt werden.

Im Rahmen der medikamentösen Behandlung werden nichtsteroidale

Antiphlogistika und Spasmolytika eingesetzt, um symptomatisch die Schmerzen

zu lindern. Hier mangelt es jedoch an wissenschaftlichen Nachweisen, die

einen Effekt auf die Endometrioseherde selbst belegen. Zusätzlich stehen bei

der medikamentösen Therapie diverse Hormonpräparate zur Verfügung, deren

gemeinsame Wirkung darin liegt, die proliferative Aktivität von Östrogenen zu

mindern bzw. auszuschalten. Eine solche Medikation ohne vorherige invasive

Diagnostik sollte nur in ganz bestimmten Fällen erfolgen. Hierzu zählen unter

anderem schwere Komorbiditäten der Patientin, die mit einem hohen operativen

Risiko einhergehen oder der explizite Wunsch der Patientin nach einem

individuellen Heilversuch nach eingehender vorheriger Aufklärung.

Kontraindikationen wie thrombembolische Geschehen etc. verbieten den

Einsatz einer hormonellen Behandlung der Endometriose (Renner et al., 2006).

GnRH-Agonisten wie Goserelinacetat stellen die wirksamste Substanzgruppe

zur Regression der Endometrioseläsionen und zur Linderung der endometriose-

bedingten Beschwerden dar. Durch eine irreversible Bindung an hypophysäre

GnRH-Rezeptoren erfolgt nach einem initialen Anstieg der FSH- und LH-

Konzentrationen („Flare-up-effekt“) eine Herunterregulierung der Expression der

betroffenen Rezeptoren. Dies führt langfristig durch Hemmung der hypo-

physären LH-/ FSH- Freisetzung zu einem hypogonadotropen Hypogonadismus

mit Hypoöstrogenämie. Diese ovarielle Suppression erklärt auch die Neben-

wirkungen dieser Medikation im Sinne menopausaler Symptomatiken.

Insbesondere sind hier der beschleunigte Knochenmineralverlust und die

daraus resultierende Osteoporosegefahr zu erwähnen. Aufgrund dieser teils

gravierenden Beschwerden und der damit verbundenen Minderung der

Lebensqualität sollte eine Behandlung mit GnRH-Analoga für maximal sechs

Monate durchgeführt werden. Eine weitere Option besteht darin, zeitgleich eine

sogenannte Add-back-Therapie in Form von konjugierten Östrogenen und

Medroxyprogesteronacetat durchzuführen, wobei die Östradiolwerte jedoch

unter dem proliferierenden Bereich liegen müssen (Schwellenwerthypothese

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nach Barbieri) Die Add-back-Behandlung dient dazu, die durch die Hypo-

östrogenämie verursachten unerwünschten Nebenwirkungen zu mildern und

eine osteoprotektive Wirkung zu ermöglichen. Unter zeitgleicher Add-back-

Medikation darf die GnRH-Analoga-Einnahme maximal zwölf Monate erfolgen.

GnRH-Antagonisten sind im Rahmen eines „off-label-use“ eine weitere

Möglichkeit ähnlich der Wirkweise der GnRH-Agonisten einen hypogonado-

tropen Hypogonadismus zu bewirken. Allerdings findet die Suppression der

FSH- und LH-Spiegel unmittelbar ohne Auftreten des sogenannten „Flare-up-

Effekts“ statt (Oehmke et al., 2007).

Eine andere, jedoch dauerhafte medikamentöse Therapieoption stellen

monophasische, gestagenbetonte Kombinationspräparate dar, die im

Langzyklus, das heißt durchgehend über sechs Monate eingenommen werden

können (siehe auch Oehmke et al., 2007; Renner et al., 2006). Hierdurch wird

die Östrogenproduktion gehemmt und eine antigonatrope Wirkung erzielt, was

wiederum eine Amenorrhoe einleitet. Bei einem reduzierten Neben-

wirkungsspektrum im Vergleich zu den anderen medikamentösen Therapie-

optionen weisen orale Kontrazeptiva eine nicht zu unterschätzende Effektivität

in Bezug auf die Schmerzsymptomatiken und die Rezidivrate auf. Die

Differenzen zwischen den diversen gestagenbetonten Kontrazeptiva liegen in

ihren Nebenwirkungsspektren und den Kosten, jedoch nicht in ihrer Effektivität

in Bezug auf die Schmerzreduktion bei Endometriose.

Reine Gestagenpräparate wie Progesteron- und Nortestosteronderivate

verursachen eine Suppression der Gonadotropinsekretion. Des Weiteren

bewirken sie eine Endometriumatrophie und zeigen eine antiinflammatorische

Wirkung (Oehmke et al., 2007). Sie besitzen eine ähnliche Potenz zur

Linderung der Schmerzproblematiken wie GnRH-Analoga. Ihre Effektivität auf

die Regression der Endometrioseherde ist jedoch geringer als die der GnRH-

Analoga (Renner et al. 2006). Die verschiedenen Derivate unterscheiden sich

durch ihr Wirkungsprofil und ihre Wirkungsintensität. Außerdem weisen sie

unterschiedliche Partialwirkungen auf. So zeigen Progesteronderivate eine

östrogene Wirkung, Nortestosteronderivate hingegen haben einen androgenen

Effekt. Die Gestagentherapie kann sowohl systemisch als auch lokal erfolgen.

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Die systemische Variante ist jedoch mit zahlreichen Nebenwirkungen wie

Gewichtszunahme oder irreguläre Menstruationsblutungen assoziiert, sodass

ihr Einsatz nur für ein bestimmtes Patientenkollektiv und zudem nur in einer

niedrigen Dosierung vorgesehen werden sollte. Die lokale Anwendung kann

beispielsweise in Form eines Levonorgestrel-freisetzenden Intrauterinpessars

durchgeführt werden und wirkt besonders effektiv auf lokale benachbarte

Läsionen im Sakrouterinligament.

Danazol, ein 17α-Ethinyltestosteron-Derivat, bewirkt durch eine erzielte

Hyperandrogenämie sowie Östrogenmangel eine Amenorrhoe bzw.

Anovulation. Es mindert zwar die Schmerzsymptomatik der Endometriose

vergleichbar effektiv wie GnRH-Analoga und hat zudem positive Wirkungen auf

den Knochenstoffwechsel, dennoch darf es nur nach ausführlicher Aufklärung

und nur unter sehr enger Indikationsstellung angewendet werden, da es

schwerwiegende, teils sogar irreversible androgene und anabole

Nebenwirkungen (beispielsweise Stimmvertiefung) verursacht (Oehmke et al.,

2007; Renner et al., 2006).

Die sogenannten Aromatasehemmer bilden einen neuen Therapieansatz der

Endometriose, der sich zurzeit noch in der Erprobung befindet.

Aromatasehemmer sollen der lokalen Hyperöstrogenämie durch Aromatase-

überexpression sowie verminderte Typ-2-17-β-HSD im Endometriosegewebe

entgegenwirken.

Ebenfalls in der Erprobungsphase sind sogenannte COX-2-Inhibitoren. Diese

sollen die Effekte des vermehrt in Endometrioseläsionen exprimierten COX-2

reduzieren und somit die gesteigerte Angiogenese und Adhäsionsneigung, die

Zunahme der Zellproliferation sowie die verminderte NK-Zell-Aktivität positiv

beeinflussen.

Antiangiogenetische Medikamente wie Inhibitoren des vaskulären epithelialen

Wachstumsfaktors (VEGF) mindern ebenfalls die Gefäßneubildung, was

wiederum dazu führt, dass Entstehung und Progression der Endometriose-

läsionen erschwert werden. Dieser Behandlungsansatz ist jedoch bisher nur

Bestandteil von Studien (Schweppe, 2011).

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In Bezug auf die operative Therapie stellt die Laparoskopie den Goldstandard

dar. Dieser Eingriff kann einerseits diagnostischen, andererseits auch

therapeutischen Nutzen aufweisen und sollte spätestens dann erfolgen, wenn

eine symptomatische Therapie mit monophasischen Ovulationshemmern und

nichtsteroidalen Antiphlogistika keinen ausreichenden Erfolg aufweist. Während

des Eingriffs sollte neben der genauen und strukturierten Inspektion des

Bauchraums eine komplette, möglichst radikale Sanierung der Endometriose-

läsionen inklusive histologischer Diagnosesicherung stattfinden, um die

Schmerzen der Patientin bestmöglich zu lindern und das Rezidivrisiko nach

dem Eingriff zu minimieren. Dennoch ist in Bezug auf die operative Radikalität

eine Abwägung zwischen den oben genannten Zielen der chirurgischen

Behandlung und möglichem Kinderwunsch sowie Komorbiditäten nötig.

Die Endometrioseläsionen werden durch Exzision der betroffenen peritonealen

Anteile, Koagulation oder Laserbehandlung möglichst komplett und in sano

entfernt bzw. zerstört. Zudem können mögliche Adhäsionen oder Destruktionen

anatomischer Strukturen gelöst bzw. wieder hergestellt werden. So kann zum

Beispiel eine rekonstruktive Tubenchirurgie angewandt werden, wenn

Verwachsungen im Bereich der Eileiter vorliegen. Bei peritonealen sowie bei

der tief infiltrierenden Endometriose besteht häufig das Problem, dass die

präoperative Bildgebung mittels Ultraschall oder Magnetresonanztomographie

nur selten bzw. ungenau die definitiven Ausmaße der Endometrioseherde

wiedergibt, sodass die exakte Ausdehnung der Herde meist erst intraoperativ

dargestellt werden kann. Insbesondere bei organübergreifendem Befall im Zuge

einer tief infiltrierenden Endometriose ist ein interdisziplinäres Vorgehen

(chirurgisch, urologisch, gynäkologisch) in speziellen Endometriose-Zentren

anzustreben. Unter gegebenen Umständen ist bei Blasen- oder Ureterbefall

eine Teilexzision des entsprechenden Areals nötig.

Eine präoperative medikamentöse Therapie wird diskutiert, um die Läsionen zu

verkleinern und hierdurch das operativ verursachte Trauma des angrenzenden

Gewebes zu reduzieren. Bei ovarieller Endometriose sollte eine vollständige

einzeitige Entfernung der Zyste samt Zystenbalg erfolgen, um die Rezidivrate

zu minimieren. Eine individualisierte postoperative medikamentöse Behandlung

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sollte allen Patientinnen angeboten werden. Sie dient der Rezidivprophylaxe

oder im Falle einer Nicht-in-sano-Entfernung der Herde während der Operation

als Baustein eines multimodalen Therapiekonzeptes. Ausnahmen zur Indikation

einer postoperativen medikamentösen Rezidivprophylaxe bilden Frauen mit

milder, in-sano entfernter Endometriose, Patientinnen mit Kinderwunsch sowie

Frauen, bei denen Kontraindikationen gegen die hormonelle Therapie wie

beispielsweise thrombembolische Ereignisse in der Anamnese vorliegen

(Renner et al., 2006).

Bei eventuell vorliegenden psychischen Beschwerden kann ebenso eine

psychotherapeutische Mitbehandlung in Betracht gezogen werden.

Endometriose zeigt eine sehr individuelle Prognose (Halis et al., 2010). Die

Erkrankung weist auch nach einem operativen Eingriff bzw. unter

medikamentöser Behandlung eine hohe Rezidivrate auf. So zeigte sich, dass

fünf Jahre nach Therapieende je nach Stadium der Erkrankung bei 20 bis 80%

der Patientinnen Rezidive auftreten (Schweppe, 2011). Bei einem

fortgeschrittenen Stadium der Erkrankung treten Rezidive früher und häufiger

auf. Ebenso ist das Risiko für ein frühes Auftreten des Rezidivs bei jungen

Patientinnen erhöht. Zusätzlich weist dieses Kollektiv ein vermehrtes Risiko für

eine zukünftige Sterilität auf (Renner et al., 2006).

Ätiologie / Pathophysiologie

Bereits 1690 beschrieb Daniel Shroen in seiner Promotionsschrift „Disputatio

Inauguralis Medica de Ulceribus Uteri“ die Morphologie und Klinik der

Endometriose. Dies stellt die zurzeit älteste bekannte Schrift über das

Krankheitsbild dar. Im Jahre 1860 wird von Karl von Rokitansky im Zentralblatt

der Gesellschaft der Ärzte in Wien unter dem Titel „Über Uterusdrüsen-

neubildung in Uterus- und Ovarialsarkomen“ eine weitere Beschreibung über

Endometriose veröffentlicht. Bis dato jedoch sind trotz über 100-jähriger

intensiver Forschung die Ätiologie der Endometriose weitgehend unbekannt

.Auch die Pathophysiologie der Endometriose ist bisher nur in Ansätzen geklärt.

Es gibt jedoch diverse Ansätze und Theorien, die das Krankheitsbild erklären

sollen. Dennoch vermutet man, dass keine der folgenden Hypothesen die

komplexe Erkrankung alleine erklären kann. Daher muss von einem

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multimodalen Konzept aus den diversen bisher bekannten Ansätzen

ausgegangen werden, bei dem verschiedene Faktoren zusammenspielen und

so zur Entstehung und Progredienz der Endometriose führen (Oehmke et al.,

2007; Schweppe, 2011). Endometriose ist also vielmehr als eine systemische

Krankheit zu sehen, bei der diverse gesundheitliche Probleme inklusive

hormonelle und immunologische Störungen zusammenwirken (Bloski und

Pierson, 2008).

Die Transplantationstheorie, die bereits im Jahre 1924 durch J.A. Sampson

postuliert wurde und insbesondere im angloamerikanischen Sprachraum

akzeptiert ist besagt, dass lebensfähige endometriale Zellen im Rahmen einer

retrograden Menstruation transtubar in den Bauchraum gelangen (Sampson,

1927). Hier implantieren sich anschließend diese Zellen und bilden in der Folge

Endometrioseherde aus. Dies wird auch durch Studien gestützt, bei denen

gezeigt wurde, dass vitales Endometrium an gesundem intakten peritonealen

Mesothel adhärieren und dieses binnen 24 Stunden infiltrieren kann

(zusammengefasst in Neukomm und Mueller, 2007). Es gibt einige weitere

Untersuchungen zu diesem Thema, in denen die Transplantationstheorie

einerseits bestätigt, andererseits aber auch in Frage gestellt wird. So fanden

Halme et al. heraus, dass bei nahezu 90% der Frauen, bei denen um den

Zeitpunkt der Menstruation herum eine Laparoskopie durchgeführt wurde, Blut

in der Peritonealflüssigkeit vorlag (Halme et al., 1984). Zudem scheinen Frauen,

bei denen Bedingungen vorliegen, die einen Reflux des menstruellen Blutes in

den Bauchraum begünstigen (z.B. Anomalien der Müllerschen Ganges), eine

erhöhte Wahrscheinlichkeit aufzuweisen, an Endometriose zu erkranken

(Mahmood und Templeton, 1990). Ein Gegenargument zu dieser These stellt

jedoch die Tatsache dar, dass zwar viele oder gar alle Frauen retrograde

Menstruation aufweisen, aber nicht alle an Endometriose erkranken (Halis et

al., 2010).

Die Metaplasietheorie nach R. Meyer kann im Gegensatz zur Transplantations-

theorie Lokalisationen der Endometrioseläsion an atypischen Stellen außerhalb

des Bauchraums erklären. Es wird hierbei angenommen, dass sich pluripotente

Zellen des Zölomepithels direkt an Ort und Stelle zu endometroiden Zellver-

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bänden entwickeln, was durch infektiöse Einflüsse oder hormonelle bzw.

immunologische Dysfunktionen begünstigt werden kann (Meyer, 1919; siehe

auch Review von Schweppe, 2011). Die Metaplasietheorie wird des Weiteren

durch die Beobachtung gestützt, dass es in männlichen Patienten, die an einem

Prostata-Karzinom erkrankt sind unter einer hoch dosierten Östrogen-Therapie

ebenfalls zu Endometriose kommen kann (Olive und Schwartz, 1993).

Das sogenannte Stammzellkonzept vereint die Transplantations- und die

Metaplasie-Theorie (Wolf et al., 2009). Mit Hilfe diverser Oberflächenmarker

wurden embryonale und erwachsene Stammzellen in dem Regelblut, das durch

die retrograde Menstruation in das kleine Becken gelangt ist, gefunden. Diese

Stammzellen sind in der Lage dort Implantate zu bilden und entwickeln sich in

der Folge dann zu endometroiden Zellen (Schweppe, 2011).

Leyendecker postulierte zunächst das Archimetrakonzept, welches er später

zum aktuellen „Tissue-Injury and Repair“-Konzept (kurz TIAR) weiterentwickelte

(Leyendecker et al., 2009; referiert in Halis et al., 2010). Während der

Embryonalentwicklung entsteht die Gebärmutter aus einem Zusammenspiel der

sogenannten Archimetra bzw. der Neometra. Die Archimetra setzt sich aus

Drüsen und Stroma des Endometriums und dem Stratum subvasculare

zusammen. Die Neometra hingegen besteht aus dem Stratum vasculare sowie

supravasculare. Bei beginnender Ovarialfunktion kommt es zu östrogen-

gesteuerten Uteruskontraktionen. Dies führt beispielsweise im Areal der

fundocornealen Raphe zu Mikrotraumata an der Grenze zwischen Archimetra

und Neometra. Die nachfolgenden Reparaturvorgänge im Bereich der Basalis

führen zu einer gesteigerten Aromatase-Expression und einem damit

verbundenen regionalen bzw. parakrinen Hyperöstrogenismus. Dies wiederum

begünstigt weitere Hyper- und Dysperistaltik der Gebärmutter, sodass es im

Rahmen eines entstandenen Circulus vitiosus zur Desquamation von basalen

Endometriumanteilen kommt. Diese Zellen können dann im Anschluss

einerseits über die Eileiter in den Bauchraum gelangen und hier Endometriose-

herde verursachen oder andererseits direkt kontinuierlich bzw. proliferativ in das

Myometrium des Uterus vordringen und hier zu einer Adenomyosis uteri führen.

Das „Tissue-Injury and Repair“-Konzept bietet einen stützenden Ansatz dafür,

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dass es nur bei manchen Patientinnen mit retrograde Menstruation zur

Entwicklung einer Endometriose kommt, denn man nimmt an, dass die

abgeschilferten Zellen der Basalis einen Stammzellcharakter aufweisen und

somit die besondere Potenz besitzen sich zu Endometrioseläsionen weiter zu

entwickeln.

Besonders bei der Entstehung peritonealer Endometrioseherde spielen

immunologische Faktoren eine wichtige Rolle. Es wird vermutet, dass bei Endo-

metriosepatientinnen Störungen des Immunsystems vorliegen, die Studien

zufolge zu weiteren Autoimmun-Komorbiditäten, wie beispielsweise Allergien

oder Schilddrüsenunterfunktion führen. Bei gesunden Frauen werden atop

lokalisierte endometriale Zellen durch das Immunsystem erkannt und beseitigt

und somit die Entstehung von Endometrioseherden verhindert. So könnte dies

auch die Frage beantworten, warum laut Transplantationstheorie nur bei einem

Teil der Patientinnen mit retrograder Menstruation Endometrioseläsionen

entstehen. Es besteht die Theorie, dass bei Endometriosepatientinnen

entweder eine verstärkte Persistenz der endometrialen Zellen oder aber eine

verminderte Immunität gegenüber diesen Zellen bestehen. Tatsächlich kann

man im eutopen, physiologischen Endometrium von Endometriosepatientinnen

eine vergleichsweise verringerte Apoptoserate im Gegensatz zu jener bei

gesunden Frauen beobachten. Außerdem besteht bei Endometriose sowohl

eine verminderte Aktivität als auch eine geringere Zytotoxizität der natürlichen

Killerzellen (NK-Zellen), deren Aufgabe es ist, die in den Bauchraum gelangten

endometrialen Zellen zu vernichten. So konnte des Weiteren bei einem In-vitro-

Experiment gezeigt werden, dass peritoneale Flüssigkeit einer Endometriose-

patientin, im Vergleich zu Proben gesunder Frauen die Fähigkeit besaß NK-

Zellen zu hemmen. Bei Endometriose besteht zudem eine erhöhte Anzahl an

aktivierten peritonealen Makrophagen, sodass die Konzentration

entsprechender Zytokine und Wachstumsfaktoren erhöht ist. Diese und weitere

Entzündungsfaktoren beeinflussen die Entwicklung, Progression und Invasivität

der Endometrioseläsionen in nicht zu unterschätzender Weise (Bloski und

Pierson, 2008; Neukomm und Mueller, 2007).

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In mehreren großen epidemiologischen Studien zeigte sich eine familiäre

Häufung von Endometriose, was auf das Vorhandensein genetischer Faktoren

hinweist, die das Auftreten dieser Erkrankung begünstigen. Es wurden zudem

bereits potentielle Genloci mit direkter Assoziation zur Endometrioseentstehung

gefunden (Chromosomen 7p und 10q) und zahlreiche Arbeitsgruppen suchen

derzeit nach weiteren involvierten Genen.

Umweltnoxen scheinen bei der Krankheitsentwicklung ebenso eine Rolle zu

spielen. So wurde bei Endometriosepatientinnen ein erhöhter Dioxin-

Serumspiegel im Vergleich zu Kontrollgruppen vorgefunden. Im Tierexperiment

wurde beobachtet, dass Exposition gegenüber Dioxinen die Entstehung von

Endometriose begünstigt. Zwar konnten In-vitro-Versuche am humanen

Endometrium beweisen, dass Dioxine einen unmittelbaren Effekt auf das

Gewebe haben, jedoch ist die Datenlage beim Mensch bezüglich des

Einflusses durch Dioxine zwiegespalten (Neukomm und Mueller, 2007).

Die Verbreitung bzw. Vermehrung der Endometrioseläsionen innerhalb einer

Patientin wird durch die Beteiligung von Lymph- und Blutgefäßen erklärt. Über

diese haben endometriale Zellen die Möglichkeit, an weiter vom Uterus

entfernte Stellen zu gelangen. Durch diese These erklären sich auch atypische

Lokalisationen wie z.B. von Herden in Lunge oder Haut (Bloski und Pierson,

2008).

Malignitätskriterien und Lymphknotenbeteiligung

Endometriose wird als eine gutartige Erkrankung angesehen, teilt jedoch einige

Charakteristika mit bösartigen Entartungen, wie zum Beispiel dereguliertes

Wachstum und atypische Morphologie (Munksgaard und Blaakaer, 2012). Des

Weiteren wurden innerhalb von Endometrioseherden genetische

Veränderungen beobachtet, etwa DNA-Aneuploidie im glandulären Epithel der

Läsionen (Ballouk et al., 1994). Darüber hinaus konnte der aufgrund von In-

vitro-Versuchen vermutete monoklonale Ursprung der Herde nachgewiesen

werden (Jimbo et al., 1997). Durch somatische Mutationen verursachter Verlust

der Heterozygotie (Thomas und Campbell, 2000) konnte ebenso gefunden

werden wie Mutationen in den Genen bcl-2 und p53 als weitere maligne

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Kriterien (Nezhat et al., 2002). Es ist bekannt, dass Endometriose zu

entzündlichen Reaktionen führt, die wiederum unter anderem in einer

gesteigerten Neoangiogenese, Zellproliferation sowie Apoptose-Inhibition

resultieren. Inflammatorische Vorgänge spielen aber in der Entstehung maligner

Entartungen eine wichtige Rolle. Endometrioseläsionen verfügen außerdem

ähnlich wie maligne Tumore die Fähigkeit, sowohl lokale als auch weit entfernte

Metastasen auszubilden, indem sich Endometriose-Zellen an fremde Gewebe

anlagern, in diese eindringen und sie letztendlich sogar zerstören können

(Munksgaard und Blaakaer, 2012).

Wie bei der Krebsmetastasierung sind auch bei der Ausbreitung der

Endometriose offenbar die regionalen Lymphknoten maßgeblich beteiligt. Ries

beschrieb bereits im Jahr 1897 erstmals sogenannte „Drüseneinschlüsse“ in

Beckenlymphknoten von Frauen mit Zervix-Karzinom, die heute eindeutig als

Endometrioseimplantationen anzusehen sind (Ries, 1897, referiert in Regidor-

Brandau et al., 1994). Auch Halban erwähnte 1925 dieses Phänomen der

Ausbreitung der Endometriose auf pelvine Lymphknoten (Halban, 1925).

Auch eine Reihe aktueller Arbeiten belegen, dass die Ausbreitung der

endometrioiden Herde auf die regionalen bzw. pelvinen Lymphdrüsen

besonders bei der rektosigmoidalen und rektovaginalen Endometriose keine

Einzelfälle darstellen. So beschrieben Insabato und Pettinato drei Fälle von

Patientinnen mit rektosigmoidalem Darmbefall, bei denen ebenfalls regionale

Lymphknoten von Endometriose befallen waren (Insabato und Pettinato, 1996).

Eine weitere Fallbeschreibung über die Ausbreitung der endometroiden Herde

auf pelvine Lymphknoten stellten Lorente Poyatos et al. dar (Lorente Poyatos et

al., 2003). Thomakos et al. berichteten ebenso über eine Patientin mit

rektovaginaler Endometriose, bei der Implantationen innerhalb pelviner

Lymphdrüsen vorgefunden wurden (Thomakos et al., 2006). Abrao et al. fanden

bei Frauen mit tief infiltrierender rektosigmoidaler Endometriose eine

Beteiligung der perikolischen Lymphknoten in 26% der Fälle und stellten fest,

dass dabei unter anderem die Dicke der Darmwandläsionen ein Faktor ist

(Abrao et al., 2006). Zu ähnlichen Erkenntnissen führte eine weitere Arbeit, die

sich mit dem Befall der mesokolischen Lymphknoten bei rektosigmoidaler

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Endometriose beschäftigte. Hier zeigte sich sogar eine Lymphknotenbeteiligung

in 42% der Fälle (Noël et al., 2008). Auch Mechsner et al. registrierten in einer

retrospektiven Studie einen Befall der (zufällig entfernten) parakolischen

Lymphknoten bei 33% der Patientinnen, die unter tief infiltrierender rekto-

sigmoidaler Endometriose litten (Mechsner et al., 2010).

In einem weiteren Projekt entnahmen Mechsner et al. gezielt sogenannte

Wächterlymphknoten (sentinel lymph node = SLN) von Patientinnen mit tief

infiltrierender rektovaginaler Endometriose, indem sie diese zuvor mittels

blauem Farbstoff intraoperativ identifiziert hatten. Ein Wächterlymphknoten ist

derjenige Lymphknoten, der als erster Lymphknoten ein definiertes

anatomisches Areal drainiert. Immunhistochemische Analysen (ER, PR, CD10,

CDK) ergaben, dass ein Lymphknotenbefall in Form von intranodulären

endometrioden Läsionen in 22% der entnommenen SLN vorlag, und dass

darüber hinaus vereinzelte, eingesprengte bzw. isolierte Zellen in 88,9% (PR-

positiv) bzw. 58% (ER-positiv) der SLN vorhanden waren. Diese Zellen lagen

vor allem im subkapsulären Sinus sowie im oberflächlichen Kortex bzw. im

Mark und ließen sich nur in seltenen Fällen mittels CD10 oder CK anfärben.

Solche isolierten ER- bzw. PR-positiven Zellen, wie sie in 83,3% der

Patientinnen identifizierbar waren, konnten in Kontroll-Lymphknoten von

gesunden Frauen nicht nachgewiesen werden. Die Anzahl disseminierter

endometrioider Zellen sowie intranodulärer Endometrioseläsionen korrelierte

auch in diesem Fall mit der Größe der Primärläsionen. Mechsner et al.

postulierten, dass die isolierten Endometriose-ähnlichen Zellen eine

Zwischenstufe im Rahmen eines metaplastischen Differenzierungsprozesses

widerspiegeln könnten, an dessen Ende die Entwicklung intranodulärer

Endometrioseläsionen steht. Weiter spekulierten sie, dass die disseminierten

endometrioseähnlichen Zellen bzw. Endometrioseherde innerhalb der

Lymphknoten die Ursache für ein erhöhtes Potential für Rezidive darstellen

könnten (Mechsner et al. 2008).

Die oben genannten Arbeiten beziehen sich allesamt auf die Lymphknoten-

beteiligung bei rektosigmoidaler bzw. rektovaginaler Endometriose bzw.

Endometrioseformen, die den Darm befallen. In Bezug auf die am weitesten

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verbreitete Form der Erkrankung, die ovarielle bzw. peritoneale Endometriose,

bei der die Lymphadenektomie grundsätzlich nur experimentell durchgeführt

wird, lagen keine Daten vor.

Deshalb führten Tempfer et al. 2011 eine prospektive Studie durch, bei der die

Prävalenz von Endometrioseläsionen in pelvinen Wächterlymphknoten von

Frauen mit ovarieller und / oder peritonealer Endometriose untersucht wurde.

Hierzu rekrutierte man 26 Frauen, bei denen der klinische Verdacht auf

Endometriose bestand. Intraoperativ wurde durch eine Schnellschnitt-

untersuchung bei 7 Frauen eine peritoneale, bei 8 Frauen eine ovarielle und bei

weiteren 8 Patientinnen beide Formen der Endometriose diagnostiziert. Nach

Injektion von blauem Farbstoff fand man bei 19 der 23 Endometriose-

patientinnen vor allem nahe der Venae iliacae externa, aber auch in der Fossa

obturatoria pelvine Wächterlymphknoten (pelvic sentinel lymph nodes, PSLN)

vor. Insgesamt wurden daraufhin 37 Lymphknoten entnommen. Die Prävalenz

von endometroiden Herden, die jeweils im peripheren Sinus der PSLN

lokalisiert waren und sich positiv für ER, PR, CK und CD-10 anfärben ließen,

betrug 11%. Auch bei dieser Studie konnte man im peripheren

Lymphknotensinus isolierte Endometriose-ähnliche Zellen (isolated

endometriotic-like cells, IELC) identifizieren, die immunhistochemisch positiv für

ER (80%) und PR (70%) waren. Diese Zellen waren CK-negativ, zeigten jedoch

in 80% der PSLN eine Anfärbbarkeit für CD-10, was auf eine stromale Herkunft

dieser Zellen hindeutete (Tempfer et al., 2011).

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FRAGESTELLUNG UND ZIELSETZUNG

Wie die oben aufgeführten Studien belegen, ist das Vorkommen von

intranodulären Endometrioseläsionen bzw. von IELC im peripheren Sinus von

Lymphknoten sowohl bei rektovaginaler bzw. rektosigmoidaler als auch bei

peritonealer und ovarieller Endometriose ein häufig anzutreffendes Phänomen.

Dennoch ist über den Prozess des Lymphknotenbefalls bei Endometriose nur

wenig bekannt. Insbesondere über die molekularen Vorgänge, die (gewissen)

endometroiden Zellen die Fähigkeit verleihen, sich von den Primärläsionen

abzuspalten und sich anschließend innerhalb von Lymphknoten anzusiedeln

existieren bisher kaum Informationen.

Ziel der vorliegenden Arbeit war daher, in Probenmaterial, das im Laufe der

Studie „Lymphatic spread of endometriosis to pelvic sentinel lymph nodes: a

prospective clinical study“ (Tempfer et al., 2011) gewonnen wurde, die

Expression einer Reihe von Genen mit Hilfe von quantitativer PCR zu

analysieren. Die Proben wurden dazu in vier Gruppen eingeteilt: Primärläsionen

der Endometriose, IELC-negative PSLN, IELC-positive PSLN und intranoduläre

Endometrioseherde.

Durch Vergleich der Genexpressionsprofile zwischen den Probengruppen

sollten mögliche Kandidatengene identifiziert werden, die im Prozess des

Lymphknotenbefalls durch Endometriose eine Rolle spielen.

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MATERIALIEN UND METHODEN

Patientengut

Das in dieser Arbeit verwendete Patientenmaterial wurde im Rahmen der

Studie „Lymphatic spread of endometriosis to pelvic sentinel lymph nodes: a

prospective clinical study” gewonnen (Tempfer et al., 2011). Bei dieser

prospektiven Kohortenstudie, die durch die Ethikkommission der Medizinischen

Universität Wien genehmigt worden war (Protokollnummer 473/2009) wurden

im Zeitraum von 2009 bis 2010 Patientinnen der ambulanten Frauenklinik Wien

im Alter zwischen 18 und 50 Jahren rekrutiert. Bei diesen Frauen bestand

aufgrund Endometriose-typischer Symptome wie beispielsweise sekundäre

Dysmenorrhoe oder Dyspareunie der Verdacht auf eine Endometriose. Von

jeder Patientin wurde nach vorheriger eingehender Aufklärung eine schriftliche

Einverständniserklärung eingeholt. Ausschlusskriterien von der Studie waren

unter anderem bekannte Allergien gegenüber blauem Farbstoff (Patent Blue V,

CAS 3536-49-0, Guerbet), bekannte Vorerkrankungen des lymphatischen

Gewebes sowie die Diagnosen Vaginitis oder Zervizitis. Außerdem wurden

einerseits Frauen, deren Endometrioseläsionen nur auf die Ovarien begrenzt

waren und andererseits Patientinnen mit nur gering ausgeprägter Symptomatik

unabhängig vom Krankheitsstadium ausgeschlossen.

Bei den teilnehmenden Patientinnen wurde schließlich eine diagnostische

Laparoskopie durchgeführt, bei der nach einem standardisierten Protokoll, das

in der Wiener Institution etabliert worden ist, vorgegangen wurde. Alle Eingriffe

wurden durch die im Bereich der laparoskopischen Lymphadenektomie

erfahrenen Studienteammitglieder Clemens Tempfer und Alexander Reinthaller

durchgeführt. Hierbei wurden sichtbare Endometrioseherde wie beispielsweise

Schokoladenzysten, rote bzw. weiße Implantationen oder Gunpowder-Läsionen

am Ovar sowie dem Peritoneum durch vollständige Resektion und/oder

Thermokoagulation behandelt. Im Falle der Diagnose Endometriose im rAFS

Stadium III – IV bei der intraoperativen Inaugenscheinnahme wurde ein

Gefrierschnitt von dem mutmaßlichen Endometriosegewebe angefertigt, um die

Diagnose zusätzlich histologisch zu sichern. Anschließend wurden auch die

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Lymphknoten in Hinsicht auf sichtbare Vergrößerungen oder endometriale

Veränderungen untersucht und der jeweilige Befund dokumentiert. Weiterhin

wurde ca. 1,5 ml blauer Farbstoff in das den Endometrioseherd umgebende

Gewebe bzw. die vier Quadranten der Zervix subepidermal injiziert. Des

Weiteren wurde nach zehnminütiger Wartezeit und unter der Bedingung der

histologischen Diagnosessicherung das Peritoneum parallel zu den

Iliakalgefäßen inzidiert. Die externen und internen Iliakalgefäße sowie die Fossa

obturatoria wurden nun auf eventuell blau angefärbte pelvine

Wächterlymphknoten (PSLN) hin abgesucht. Nur unter der Voraussetzung,

dass solche PSLN identifiziert werden konnten, wurden diese exzidiert. Am

Ende dieser Prozedur wurde die Hämostase sorgfältig überprüft und

gegebenenfalls wiederhergestellt, wobei bei keiner Patientin eine

retroperitoneale Drainage nötig war. Es traten außerdem bei keiner Patientin

intraoperative Komplikationen auf. Alle Patientinnen waren für den Fall einer

eventuellen Schädigung durch die Studienteilnahme abgesichert/versichert und

wurden drei Monate nach dem Eingriff nochmals gynäkologisch untersucht.

Hierin inbegriffen war eine transvaginale Sonographie.

Patientinnen sowie Gewebeproben wurden anonymisiert und fortlaufend

nummeriert. Die Patientendaten wurden in ebenfalls anonym verschlüsselter

Form elektronisch gespeichert. Nur die Versuchsleiter hatten Zugriff auf diese

Daten.

Gewebeproben

Alle Proben waren mit Formalin fixiert und anschließend in Paraffin eingebettet

worden (formalin-fixed, paraffin-embedded = FFPE). Die FFPE Proben wurden

von Wien nach Herne geschickt und hier weiteren molekularbiologischen und

immunhistologischen Analysen unterzogen. Alle verwendeten Chemikalien und

Reagenzien erfüllten die Qualitätsstufe für molekularbiologische Analysen.

Entsprechende Vorsichtsmaßnahmen wurden ergriffen, um Kontamination mit

ubiquitär vorkommenden RNasen zu verhindern bzw. zu minimieren. Sämtliche

Plastikware (Reaktionsgefäße etc.) wurden vor Verwendung autoklaviert und

ausschließlich Pipettenspitzen mit Filter verwendet.

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Von den FFPE-Proben der endometrialen Läsionen bzw. der Lymphknoten

wurden Hämatoxylin-Eosin-Schnitte (HE-Schnitte) angefertigt. Darauf wurden

bestimmte Areale unter einem Lichtmikroskop (Axioskop2mot plus, Zeiss,

Oberkochen, Deutschland) aufgesucht und markiert. Zu diesen Arealen zählten

charakteristische primäre Endometrioseläsionen sowie periphere Areale bzw.

Randsinus (mit oder ohne isolierte Endometriose-ähnlichen Zellen) in den

Lymphknotenpräparaten. Es entstanden somit vier Gruppen von Proben: 1)

metastatische Endometrioseläsion im Lymphknoten, 2) Lymphknoten mit IELC

im Randsinusbereich, 3) Lymphknoten ohne IELC im Randsinusbereich, 4)

Endometriose-Primärläsionen.

Im folgenden Arbeitsschritt wurde mit Hilfe des markierten HE-Schnittes das

betroffene Areal auf dem entsprechenden Paraffinblock aufgesucht und mit

einer Punchbiopsie-Stanze (Biopsy Punch, 3 mm Durchmesser, Stiefel

Laboratorium GmbH, Offenbach a.M., Deutschland) vorsichtig ausgestanzt.

Anschließend wurde die Stanze samt darin enthaltenem Probenzylinder in ein

2-ml-Reaktionsgefäß positioniert und in einem Thermocycler (Eppendorf,

Hamburg) auf ca. 62°C erwärmt. So dehnte sich der Stanzzylinder aufgrund der

thermischen Materialeigenschaften des Paraffins aus und schob sich somit

unversehrt aus der Punchbiopsie-Stanze hervor.

RNA-Extraktion aus FFPE-Proben

Materialien und Reagenzien:

RNeasy FFPE- Kit (Qiagen, Hilden, Germany; Kat.-Nr. 73504)

Deparaffinierungslösung (Qiagen, Kat.-Nr. 19093)

Punchbiopsie-Stanze (Biopsy Punch, 3 mm Durchmesser; Stiefel

Laboratorium GmbH, Offenbach a.M., Deutschland)

RNase-freies Wasser

Mittels Skalpell und Pinzette wurde in einer Petrischale überschüssiges Paraffin

von den ausgestanzten Proben entfernt sowie übriggebliebene Gewebeanteile

sorgfältig zerkleinert und in 1,5-ml-Reaktionsgefäße überführt. Hierbei war zu

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beachten, dass ungefähr eine Menge von ca. 3 mg bis max. 10 mg an

Füllgewicht eingehalten wurde, um optimale Erträge aus der RNA-Extraktion zu

erhalten. Im Falle einer zu großen Gewebemenge war die Deparaffinierung und

der Proteinase-K-Verdau nicht effizient genug, sodass am Ende der RNA-

Extraktion nur sehr geringe Mengen RNA eluiert werden konnten. Deshalb

wurden die zerkleinerten Proben gegebenenfalls auch auf zwei oder drei

Reaktionsgefäße bzw. Ansätze pro Probe aufgeteilt. Für jede Probe wurde

jeweils eine neue Punchbiopsie-Stanze, eine neue Skalpellklinge sowie ein

neues “Kulturgefäß” und neue Eppendorfgefäße verwendet.

Alle Proben wurden gemäß den Protokollangaben des Herstellers Qiagen wie

folgt bearbeitet: Zunächst wurde das Paraffin mit Hilfe der

Deparaffinierungslösung entfernt, in dem Gewebestücke und

Deparaffinierungslösung sorgfältig miteinander vermengt und für drei Minuten

bei 56°C inkubiert wurden. Nach Beifügen der Lyse-Lösung PKD sowie der

Proteinase K zur unteren, klaren Phase fand bei 56°C ein 15-minütiger Verdau

statt, bei dem die RNA aus der Probe heraus gelöst wurde. Hierbei schloss sich

eine weitere 15-minütige Inkubation bei 80°C an, in der durch die

Formalinfixierung der Proben verursachte Quervernetzungen der Nukleinsäuren

rückgängig gemacht wurden. Die untere, klare Phase wurde nun in ein weiteres

Reaktionsgefäß gegeben. Nach Zentrifugation und Überführen des

entstandenen Überstandes in ein neues weiteres Eppendorfgefäß wurden

DNase Booster Buffer und DNase I Stock hinzugefügt und bei Raumtemperatur

für 15 Minuten inkubiert, um sämtliche vorhandene genomische DNA zu

eliminieren. Des Weiteren wurden Buffer RBC und Ethanol hinzugegeben,

damit die Bindungsbedingungen für die RNA verbessert wurden. Anschließend

wurde die Lösung schrittweise auf die RNeasy MinElute Spin Column gegeben

und zentrifugiert, sodass die gesamte RNA an die Membran binden konnte.

Durch Zugabe der RPE-Lösung und weitere Zentrifugationsschritte wurden

noch vorhandene Verunreinigungen entfernt. Nach einem letzten

Zentrifugationsschritt zur Trocknung der Membran, wurde die RNeasy MinElute

Spin Column schließlich in ein neues Eppendorfgefäß gesetzt, in dem die im

Eluationsschritt gewonnene RNA (20 µl) gesammelt wurde.

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Photometrische Konzentrationsbestimmung von RNA

Geräte und Materialien:

RNase-freies Wasser

UV-transparente Einmal-Küvette (Sarstedt, Nümbrecht, Deutschland)

BioPhotometer 6131 (Eppendorf, Hamburg, Deutschland)

Die photometrische Konzentrationsmessung von RNA dient dazu in der

folgenden reversen Transkription zur cDNA annähernd gleiche Mengen RNA

bzw. annähernd gleiche Mengen cDNA in der PCR einzusetzen. Hierzu wurden

je 2 µl RNA-Eluat und 48 µl RNase-freies Wasser kurz durch Pipettieren

vermengt und in eine UV-transparente Einmal-Küvette gegeben. Es wurde nun

im Photometer bei 260 nm sowie 280 nm Wellenlänge die Lichttransmission

ermittelt. Die bei einer Wellenlänge von 260 nm gemessenen

Transmissionswerte ergeben nach Verrechnung des Verdünnungsfaktors (1:25)

die Konzentration der RNA in der vorliegenden Probe, wobei gilt dass eine OD

von 1 einer Konzentration von 40 μg/ml RNA entspricht. Das Verhältnis der OD-

Werte bei 260 nm und 280 nm stellt ein Maß für die Reinheit eine

Nukleinsäurelösung dar (bzw. den Grad der Verunreinigung mit Proteinen). Es

gilt, dass reine Nukleinsäurelösungen ein OD260/OD280-Verhältnis von 2,0

aufweisen (Sambrook und Russel, 2001). Falls die nächsten Arbeitsschritte

nicht unmittelbar im Anschluss stattfanden, wurde die RNA bis zur zeitnahen

weiteren Verarbeitung bei -20°C gelagert bzw. für die längerfristige

Aufbewahrung bei -80°C.

Synthese der komplementären DNA (cDNA)

Reagenzien:

Maxima First Strand cDNA Synthesis Kit for RT-qPCR (ThermoScientific,

St. Leon-Rot, Deutschland)

RNase-freies Wasser

Bei der Umschreibung der gewonnenen RNA in komplementäre DNA kam das

Maxima First Strand cDNA Synthesis Kit for RT-qPCR zur Verwendung. Um

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aus der bei der zuvor stattgefundenen RNA-Extraktion gewonnen RNA mittels

reverser Transkriptase cDNA zu synthetisieren, wurden gemäß den

Herstellerangaben je ein µg RNA als Template sowie 5x Reaction Mix, Maxima

Enzyme Mix und nukleasefreies Wasser in einem Reaktionsgefäß gemischt

(20 μl Gesamtvolumen). Die Lösung wurde für zehn Minuten bei Raum-

temperatur und anschließend für 15 Minuten bei 50°C inkubiert. Um die

Reaktion letztlich zu beenden, wurde die Lösung für fünf Minuten auf 85°C

erhitzt. Die DNA wurde gegebenenfalls bei -20°C bis zur weiteren Verarbeitung

gelagert oder direkt weiterverwendet.

Quantitative Real-Time PCR

Die Polymerase-Ketten-Reaktion (polymerase chain reaction, PCR) dient dazu,

gewisse DNA-Abschnitte (Templates), die zu Beginn nur in sehr kleinen

Mengen vorliegen, zu amplifizieren. Dies geschieht durch zahlreiche Wieder-

holung des folgenden Zyklus: zunächst wird durch Erhitzen die doppelsträngige

DNA denaturiert und in die Einzelstränge aufgetrennt (Initialphase), damit im

nächsten Schritt Oligonukleotide, die komplementär zu den Enden des zu

amplifizierenden DNA-Stücks sind (sog. Primer), bei etwas geringerer

Temperatur an die Einzelstränge hybridisieren können (Annealing-Phase). Um

zu verhindern, dass sich die DNA-Einzelstränge in dieser Phase zunächst

wieder aneinanderlagern können, liegen die Primer im Überschuss in der

Reaktionslösung vor. In der nun folgenden Elongations-Phase verlängert eine

hitzestabile DNA-Polymerase sowohl am Plus- als auch am Minus-Strang die

Primer in Richtung 5’ nach 3’ durch Einbau von im Ansatz vorliegender

Nukleotide (dATP, dTTP, dCTP, dGTP). Damit wird ein zur Zielsequenz

komplementärer Strang synthetisiert. Folglich verdoppelt sich die Menge an

DNA theoretisch pro Zyklus und die Zunahme an DNA ist exponentiell, da die

im vorherigen Zyklus neu entstandene doppelsträngige DNA im folgenden

Zyklus ebenfalls als Template dienen kann. Nach ungefähr 30 Zyklen erreicht

die Vermehrungskurve jedoch ein Plateau, da unter anderem die

Nukleotidbausteine in der Reaktionslösung verbraucht sind.

Bei der Real-Time PCR besteht die Möglichkeit während der Amplifikation des

Templates den Reaktionsablauf direkt zu beobachten. Dies ist möglich, in dem

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der in der Reaktionslösung enthaltene Farbstoff SYBR-Green ein verändertes

Fluorenszenzverhalten zeigt, wenn dieser in doppelsträngiger DNA eingelagert

ist. Das Real-Time PCR-Gerät regt die Fluoreszenz mit Lasern der

entsprechenden Wellenlänge an und misst die Intensität der Emission, aus der

sich die Menge der vorliegenden doppelsträngigen DNA berechnen lässt.

Dadurch ist letztlich eine Quantifizierung der Expression eines Gens auf mRNA-

Ebene möglich.

Materialien, Reagenzien und Geräte:

Applied Biosystems 7900HT Fast Real-Time PCR System (Applied

Biosystems, Foster City, CA, USA)

384-Well-Platten (weiß) und Verschlussfolien (BIOplastics, Landgraaf,

Niederlande)

Maxima SYBR Green/ROX qPCR Master Mix (2x) (Thermo Scientific,

St. Leon-Rot, Deutschland)

Oligonukleotidprimer

Beim Design der Primer wurde darauf geachtet, dass die resultierenden

Amplikons wenn möglich Intron-überspannend (d.h., dass die Primerstellen sich

in unterschiedlichen Exons befanden) und nicht größer als etwa 110

Basenpaare waren. Kurze Amplikons sind insbesondere bei cDNA wichtig, die

aus FFPE-Proben gewonnen wurde, bei denen mit einer erheblichen

Fragmentation der RNA zu rechnen ist. Alle Oligonukleotidprimer wurden von

der Microsynth AG (Balgach, Schweiz) hergestellt. Als Housekeeping-Gene

(Referenzgene) dienten bei der RT-PCR ACTB (β-Actin) und GAPDH

(Glycerinaldehyd-3-Phosphat-Dehydrogenase). In Tabelle 1 sind sämtliche

Primersequenzen aufgelistet.

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Tabelle 1. Gene, Primersequenzen und Amplikons.

Symbola Name (Accession No.)

Primerb

Länge Tm

c

ACTB Beta-Actin (NM_001101) AGCAAGCAGGAGTATGACG, GAAAGGGTGTAACGCAACT

90

80,2

AURKA Aurora Kinase A (NM_198433) CCACCTTCGGCATCCTAATA, TCCAAGTGGTGCATATTCCA

91

74,0

BAG1 BCL2-associated athanogene (NM_004323) GAAATGGAAACACCGTTGTC, AACCTCTTCCTGTGGACTGT

90

76,4

BCL2 B-cell CLL/lymphoma 2 (NM_000633) AAGCCCCAAAAGGAGAAGAA, GTCATTCTGGCCTCTCTTGC

90

80,4

BIRC5 Survivin (NM_001168) TGCAACCGCCTAGACTTTCT, TCACAACCCTTCCCAGACT

90

76,2

CCNB1 Cyclin B1 (NM_031966) ATGGTCTCCTGCAACAACCT, CGGGAAGTCACTGGAAACAT

86

76,0

CD24 CD24 Molekül (NM_013230) GACTCAGGCCAAGAAACGTC, CCTGTTTTTCCTTGCCACAT

92

76,7

CD44

(s)

CD44 Molekül (NM_000610) GGTTACATCTTTTACACCTTTTCTAC, GAATGTGTCTTGGTCTCTGGTAG

111

79,6

CD44

(v6)

CD44 Molekül (NM_000610) GGTTACATCTTTTACACCTTTTCTAC, TAGGAGTTGCCTGGATGGTAG

109

80,2

CD68 CD68 Molekül (NM_001251) ACTTTGCTGCCATCCTTCAC, GTGGTGGTTTTGTGGCTCTT

92

81,0

CDH1 E-Cadherin (NM_004360) TTGACGCCGAGAGCTACAC, GACCGGTGCAATCTTCAAA

93

84,0

CDH2 N-Cadherin (NM_001792) GTGCATGAAGGACAGCCTCT, CCACCTTAAAATCTGCAGGC

100

76,0

CTSL2 Cathepsin L2 (NM_001333) CTACGTGACGCCAGTGAAGA, TTCCGGAACATCTGTCCTTC

90

78,4

CXCR4 Chemokin (C-X-C Motif) Rezeptor 4 (NM_003467) TACCATGGAGGGGATCAGTATATAC, AGGGTTCCTTCATGGAGTCATAGT

86

76,4

EPCAM Epitheliales Zelladhäsions-Molekül (NM_002354) GCTGTTATTGTGGTTGTGGTG, CCCATCTCCTTTATCTCAGCC

110

76,7

ESR1 Östrogenrezeptor 1 (NM_000125) TCCAGCACCCTGAAGTCTCT, GCCATCAGGTGGATCAAAGT

86

78,5

GAPDH Glyceraldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase (NM_002046) ACAGTCAGCCGCATCTTCTT, ACGACCAAATCCGTTGACTC

94

82,5

GSTM1 Glutathion-S-Transferase mu 1 (NM_000561) GGGACGCTCCTGATTATGAC, GTGAGCCCCATCAATCAAGT

98

79,2

ICAM1 Interzelluläres Adhäsions-Molekül 1 (NM_000201) TGATGGGCAGTCAACAGCTA, AGGGTAAGGTTCTTGCCCAC

108

82,1

MMP11 Matrix-Metallopeptidase 11 (Stromelysin 3) (NM_005940) CCTGGAGGCTGCAACATACC, TACAATGGCTTTGGAGGATAGCA

90

80,5

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Tabelle 1. Gene, Primersequenzen und Amplikons (Fortsetzung).

Symbola Name (Accession No.)

Primerb

Länge Tm

c

MKI67 Antigen des Antikörpers Ki-67 (NM_001145966)

CTTTGGGTGCGACTTGACGA, GGCCAGAAGCAAATTTACAAC

90

82,3

MUC1 Mucin 1 (NM_002456) AGACGTCAGCGTGAGTGATG, GACAGCCAAGGCAATGAGATAG

139

85,1

MYBL2 v-myb myeloblastosis viral oncogene homolog-like 2 (NM_002466) TGGATGAGGATGTGAAGCTG, GGTGAGGCTGGAAGAGTTTG

89

79,1

NOTCH1 Notch 1 (NM_017617) GGTGAGACCTGCCTGAATG, GTTGGGGTCCTGGCATCG

102

86,4

PGR Progesteronrezeptor (NM_001202474) GCATCAGGCTGTCATTATGG, AGTAGTTGTGCTGCCCTTCC

85

77,8

ROBO1 Roundabout axon guidance receptor homolog 1 (NM_133631) GCCAAATATCAGATCCAGTGAAAA, GTGGAGGTGCAGAACAGCATT

107

83,7

SCUBE2 Signal peptide, CUB domain, EGF-like 2 (NM_020974) TGACAATCAGCACACCTGCAT, GCCTCCTTGCAGATGTGACT

90

80,5

SLIT2 Slit homolog 2 (Drosophila) (NM_004787) AGTGGTGAAGTGCGGCTGTAC, TCATTAGTCCCACATGGTCAAGA

102

79,1

SNAI1 Snail homolog 1 (Drosophila) (NM_005985) CCTTCTCTAGGCCCTGGCT, AGGTTGGAGCGGTCAGC

106

84,9

VEGF-C Vaskulär-endothelialer Wachstumsfaktor C (NM_005429) CGGACTCGACCTCTCGG, TGGACACAGACCGTAACTGC

92

84,4

a Von den Primern spezifisch detektierte Spleißvarianten sind in Klammern angegeben.

b Primersequenzen (5’-->3’), Forward (F) und Reverse (R) Primer.

c Länge (bp) und Schmelztemperatur (°C) der Amplikons.

Für jede PCR-Reaktion (ein Well) wurde folgender Ansatz (Gesamtvolumen

10 µl) erstellt und durch Auf-/Abpipettieren gemischt: 2 µl cDNA-Verdünnung

(bzw. für Kontrollreaktionen RNA oder Wasser), 5 µl 2x SYBR-Green Master

Mix, 3 µl Primermix. Die Proben wurden in Triplikaten aufgetragen. Auf jeder

384-Well-Platte wurden zudem jeweils -RT-Kontrollen zum Ausschluss der

Kontamination mit (genomischer) DNA sowie Negativkontrollen (No Template

Control) als Duplikate zu den Proben aufgetragen. Hierzu wurde im Falle der

-RT-Kontrollen anstelle der cDNA mit RNA der entsprechenden Probe und im

Falle der Negativkontrollen RNase-freies Wasser anstatt der cDNA hinzugefügt.

Nachdem die Platte befüllt war, wurde sie mit einer transparenten

selbstklebenden Folie verschlossen, kurz zentrifugiert und in das PCR-Gerät

geladen. Folgendes PCR-Programm wurde verwendet: Initiale Denaturierung

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41

(95°C, 10 Minuten), dann 40 Zyklen bestehend aus einem Denaturierungsschritt

(95°C, 15 Sekunden) und einer kombinierten Annealing/Extension-Phase

(60°C, 1 Minute). Anschließend wurde eine Schmelzkurve aufgezeichnet.

Hierzu wurde zunächst für 15 Sekunden auf 95°C erhitzt. Danach wurde auf

eine Temperatur von 60°C abgekühlt, die ebenfalls 15 Sekunden konstant

gehalten wurden. Im Folgenden wurde langsam wieder auf 95°C erwärmt.

Während dieser langsamen Erwärmung wurde kontinuierlich die

Fluoreszenzintensität gemessen und somit eine Schmelzkurve erstellt, anhand

derer überprüft werden konnte, ob in jedem Well der Platte auch nur ein

spezifisches Amplikon, also nur ein Peak in der Schmelzkurve, vorhanden war.

Die ermittelten Schmelztemperaturen wurden zudem mit den entsprechenden

Angaben aus dem Programm OligoCalc verglichen, um verifizieren zu können,

ob es sich bei dem jeweiligen Amplikon auch um das spezifische, gewünschte

Amplifikat handelt (Kibbe, 2007). Zusätzlich wurden einmalig je Primerpaar die

entstandenen Produkte mittels Agarosegelelektrophorese verifiziert.

Die Real-Time PCR-Daten wurden mit den Computerprogrammen SDS 2.4.1

und RQ Manager 1.2.1 (Applied Biosystems) ausgewertet. Die ermittelten Ct-

Werte wurden dann in Excel 2003 (Microsoft, Redmond, WA) weiter

aufgearbeitet sowie unter Verwendung von SigmaPlot 12 (Systat Software, San

Jose, CA) und Illustrator CS4 (Adobe Systems, San Jose, CA) visualisiert.

Immunhistochemie

Die Immunhistochemie (IHC) auch Immunhistologie oder Immun- bzw. Anti-

körperfärbung genannt, dient der Darstellung und Lokalisierung bestimmter

Proteine in einem intakten Gewebe. Das Prinzip der IHC beruht auf einer

Antigen-Antikörper-Bindung, welche durch eine anschließende chromogene

Reaktion sichtbar gemacht werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine

indirekte Methode der Immunhistochemie verwendet. Dabei wird in einem

ersten Schritt ein sogenannter Primärantikörper auf das zu untersuchende

Gewebe aufgetragen. Dieser Antikörper ist gegen ein spezifisches Protein-

molekül (Antigen) gerichtet und geht mit diesem eine Antigen-Antikörper-

Wechselwirkung ein. Nicht-gebundene Antikörper werden im anschließenden

Waschschritt entfernt. Dann wird der Gewebeschnitt mit einem zweiten Anti-

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42

körper, dem sogenannten Sekundärantikörper, inkubiert. Dieser wiederum

erkennt spezifische Epitope im konstanten Teil des Primärantikörpers und geht

somit ebenfalls eine Antigen-Antikörper-Bindung mit diesem ein. Der Sekundär-

antikörper ist außerdem über eine kovalente Bindung mit einem Enzym ver-

bunden, welches in weiteren Schritten nun die Farbreaktion zur Visualisierung

der Antigen-Antikörper-Reaktion ermöglicht. In diesem Versuch wurden mit

Meerrettich-Peroxidase konjugierte Sekundärantikörper verwendet. Nachdem

mehrere Waschschritte stattfanden, um überschüssige Sekundärantikörper, die

nicht spezifisch an den Primärantikörpern gebunden haben zu entfernen, wurde

3,3’-Diaminobenzidin (DAB) hinzugegeben, das durch die Meerrettich-

Peroxidase gespalten wurde. Dabei entsteht ein schwerlösliches bräunlich

gefärbtes Produkt, das sich auf dem Gewebeschnitt niederschlägt und somit die

Stellen kennzeichnet, wo das primäre Antigen vorliegt.

Reagenzien und Geräte:

Ethanol

Xylol

Natriumcitrat-Lösung (10 mM, pH 6)

3% H2O2

Tris-gepufferte Salzlösung (TBS)

TBS-Tx (TBS mit 0,025% Triton X-100)

Ziegenserum (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA,

USA)

DAB (Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA)

Hämatoxylin QS (Vector Laboratories)

Mountex (Medite, Burgdorf, Deutschland)

Mikrotom (HM 355 S, Microm International, Walldorf, Deutschland)

Dampfgarer (haushaltsübliches Tischgerät)

Antikörper: Hasen-anti-Östrogen-Rezeptor (SP1, 1:100); Maus-anti-

CD44s (156-3C11, 1:150); Maus-anti-CD44v6 (VFF-7, 1:200); Maus-anti-

E-Cadherin (36B5, 1:50) (alle von Thermo Scientific); Maus-anti-CXCR4

(MAB170, 1:50; R&D Systems)

Peroxidase-konjugierte AffiniPure Ziegen-anti-Maus oder Ziegen-anti-

Hasen-Sekundärantikörper (1:500 Jackson ImmunoResearch)

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Um die immunhistochemische Untersuchung durchzuführen, wurden von den

FFPE-Gewebeblöcken jeweils 4 µm dicke Schnitte angefertigt. Die Gewebs-

schnitte wurden zunächst mittels Xylol deparaffiniert und anschließend durch

Spülen zuerst in einer Serie mit absteigendem Ethanolgehalt (100%, 96%, 85%,

70%) und zuletzt mit fließendem Leitungswasser rehydriert. Es wurde sorgfältig

darauf geachtet, dass die Schnitte stetig feucht gehalten wurden und nicht

trockneten, um eine nicht-spezifische Antikörperbindung und eine hiermit

verbundene erhöhte Hintergrundfärbung zu verhindern. Im folgenden Arbeits-

schritt fand eine Inkubation der Schnitte in einer Natriumcitrat-Lösung bei 100°C

für 30 Minuten statt. Hierzu wurde ein haushaltsüblicher Dampfgarer verwendet.

Diese Inkubation dient dazu, die während der Fixierung in Paraffin

entstandenen Methylenbrücken, die die Proteine untereinander quervernetzen

und folglich die Antigenepitope maskieren rückgängig zu machen. So werden

die Antigenoberflächenstrukturen wieder exponiert, um eine Antigen-Antikörper-

Bindung zu ermöglichen. Nachdem die Schnitte nun für 10 Minuten unter

kaltem, fließendem Wasser gekühlt worden sind, wurden diese in 3%-iger H2O2-

Lösung inkubiert, um im Gewebe vorhandene endogene Peroxidasen zu

blocken und so unspezifische Färbereaktionen zu verhindern. Des Weiteren

wurden die Schnitte zweimal für jeweils fünf Minuten mit TBS-Tx gewaschen.

Im Anschluss erfolgte ein Blockschritt mit Ziegenserum (5% in TBS) zur

Absättigung von unspezifischen IgG-Antikörper-Bindungstellen im Gewebe.

Nun wurden die primären Antikörper in für den jeweiligen Antikörper

charakteristischen Konzentrationsverhältnissen in TBS-Tx hinzugegeben und

bei 4°C über Nacht inkubiert. Am darauffolgenden Tag wurden zuerst weitere

Waschschritte mit TBS-Tx durchgeführt, um überschüssige Primärantikörper,

die nicht spezifisch gebunden haben, zu entfernen. Dann wurde für 60 Minuten

bei Raumtemperatur mit den Sekundärantikörpern inkubiert (1:500 in TBS-Tx).

Nach Ablauf der Inkubationszeit wurde erneut ein Waschschritt mit TBS-Tx

durchgeführt. Die Visualisierung der Antigen-Antikörper-Bindungen erfolgte

mittels Inkubation mit DAB-Lösung für 10 Minuten. Nach Waschen mit Wasser

wurde gegebenenfalls noch eine Gegenfärbung (blau) mit Hämatoxylin QS

durchgeführt, welches dann nach 15 Sekunden ebenfalls wieder mit Wasser

abgewaschen wurde. Schließlich wurden die Schnitte in einer aufsteigenden

Ethanolreihe (70%, 85%, 100%) dehydriert, mit Xylol gespült und mit Mountex

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eingedeckelt. Zur Sichtung und Dokumentation der gefärbten Schnitte wurde

ein Axioskop2mot plus (Zeiss, Oberkochen, Deutschland) mit einer AxioCam

HRc und AxioVision 3.1 Software (Zeiss) verwendet. Die Aufnahmen wurden in

Photoshop CS4 (Adobe Systems, Palo Alto, CA, USA) zu fertigen Abbildungen

weiterverarbeitet.

Statistische Auswertung

Die Erfassung und weitere Aufarbeitung der Real-Time PCR Daten erfolgte mit

Hilfe von Excel 2003 (Microsoft, Redmond, WA). Für die statistische

Auswertung wurde der Mann-Whitney-U-Test (Rangsummentest) verwendet

(SigmaPlot 12, Systat Software). Die Visualisierung der Daten als Box-Plots

erfolgte in SigmaPlot 12 und Illustrator CS4 (Adobe Systems).

Berechnung des Recurrence-Scores

Der Recurrence-Score wurde entwickelt, um RT-PCR Messwerte einer

einfachen, vergleichbaren klinischen Interpretation zugänglich zu machen. Er

wird durch eine einzelne Zahl im Bereich 0 bis 100 dargestellt, die wie folgt

berechnet wird (Cronin et al., 2007; Paik et al., 2004): Zunächst werden die

Messwerte der einzelnen Gene mit Hilfe eines Sets von fünf Referenzgenen

(ACTB, GAPDH, GUS, RPLPO, TFRC) normalisiert. Das heißt, dass für jede

Probe die normalisierten Expressionswerte (ΔCt) berechnet wurden, indem vom

mittleren Ct-Wert der Referenzgene die mittleren Ct-Werte von Triplikats-

bestimmungen der einzelnen Gene abgezogen wurden. Anschließend werden

die normalisierten Expressionswerte über einen Bereich von 0 bis 15 Einheiten

skaliert, wobei eine Einheit in etwa einer Verdopplung der RNA-Menge

entspricht.

Neben den Referenzgenen berücksichtigt der Recurrence-Score weitere 16

Gene, die basierend auf Funktion, korrelierter Expression, oder beidem, in vier

Gruppen und drei Einzelgene unterteilt sind: Proliferation (AURKA, BIRC5,

CCNB1, MKI67, MYBL2), Invasion (CTSL2, MMP11), ER (BCL2, ESR1, PGR,

SCUBE2), HER2 (GRB7, HER2), sowie GSTM1, CD68 und BAG1. Für jede der

Gruppen wird ein Score berechnet.

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HER2-Gruppe: 0,9x GRB7 + 0,1x HER2 (falls der Wert kleiner als 8 ist,

wird der Wert 8 angenommen)

ER-Gruppe: 0,25x (0,8x ESR1 + 1,2x PGR + BCL2 + SCUBE2);

Proliferations-Gruppe: 0,2x (BIRC5 + MKI67 + MYBL2 + CCNB1 +

AURKA) (wenn der Wert kleiner als 6,5 ist, wird 6,5 angenommen)

Invasions-Gruppe: 0,5x (CTSL2 + MMP11)

Als nächstes wird aus den Gruppen-Scores der sogenannte unskalierte

Recurrence-Score (RSU) berechnet:

RSU = 0,47x HER2 – 0,34x ER + 1,04x Proliferation + 0,1x Invasion +

0,05x CD68 – 0,08x GSTM1 – 0,07x BAG1.

In einem letzten Schritt wird der eigentliche Recurrence-Score (RS) aus dem

RSU nach folgenden Regeln gebildet:

RS = 0 falls RSU < 0

RS = 20x (RSU – 6,7) falls 0 ≤ RSU ≤ 100

RS = 100 falls RSU > 100

Die Recurrence-Scores in dieser Arbeit wurden in Anlehnung an den oben

beschriebenen Algorithmus berechnet, wobei allerdings für die Normalisierung

der Mittelwert aus nur zwei Referenzgenen (ACTB und GAPDH) verwendet

wurde und für die HER2-Gruppe der Score von 8 angenommen, da für die

betreffenden keine Genexpressionswerte bestimmt wurden. Die Skalierung der

normalisierten auf den Bereich 0 bis 15 erfolgte nach folgenden Regeln:

Wert = 0 falls der ursprüngliche Ct-Wert der Probe ≥ 40 war (keine

nachweisbare Expression) oder ΔCt ≤ -15 war (was im wesentlichen

ebenfalls einer nicht nachweisbaren Expression entspricht)

Wert = ΔCt + 15, aber maximal 15

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ERGEBNISSE

Proben

Das für diese Arbeit verwendete Material wurde im Rahmen einer am

Allgemeinen Krankenhaus der Stadt Wien (Medizinische Universität Wien)

durchgeführten Studie gewonnen und bestand aus Formalin-fixierten, Paraffin-

eingebetteten (FFPE) Proben von primären Endometrioseläsionen und pelvinen

Wächterlymphknoten (pelvic sentinel lymph nodes, PSLN) aus dem

Lymphabflussbereich dieser Herde (Tempfer et al., 2011). Von ursprünglich in

zwei Patientinnen identifizierten Lymphknoten mit etablierter endometrioider

Metastase stand für die im Weiteren beschriebenen Analysen nur eine einzige

Probe zur Verfügung, von der jedoch zur Absicherung der Ergebnisse drei

unabhängige Stanzproben entnommen, aufgearbeitet und quantitativ analysiert

wurden. Diese Probe ist im Folgenden als MEL bezeichnet (metastatische

Endometrioseläsion). Die restlichen Lymphknoten wurden in zwei Gruppen

eingeteilt, je nachdem ob in ihnen isolierte Endometriose-ähnlichen Zellen

(isolated endometriosis-like cells, IELC) nachweisbar waren. Dies erfolgte

anhand bereits vorliegender immunhistochemischer Färbungen (Prof. Horvat,

Institut für Pathologie, Medizinische Universität Wien) für Östrogen- und

Progesteronrezeptoren (positiv in IELCs, negativ in Lymphozyten). IELCs

befanden sich dabei überwiegend im Randsinus betroffener Lymphknoten. Die

Primärläsionen stellten die vierte Gruppe dar.

Tabelle 2. Probengruppen

Gruppe Bezeichnung N

Primäre Endometrioseherde EL 13

IELC-negative PSLN PSLN− 11

IELC-positive PSLN PSLN+ 8

Lymphknoten mit Endometrioseläsion MEL 1

Abkürzungen: PSLN−/PSLN+ = Lymphknoten ohne bzw. mit nachgewiesenen isolierten

Endometriose-ähnlichen Zellen (IELC = isolated endometriotic-like cells) im Randsinus;

EL = endometriotic lesion; MEL = metastatic endometriotic lesion.

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Abbildung 1. H&E-gefärbte Schnitte der Gewebeblöcke, aus denen mittels einer

Stanze Proben für die RNA-Extraktion gezogen werden. Die Tafeln zeigen typische

Stanzregionen in einer Endometriose-Primärläsion (A), dem Randsinusbereich

eines Lymphknotens (B) sowie einer Endometrioseläsion innerhalb eines

Lymphknotens (C). Balken: 200 µm.

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Tabelle 2 gibt einen Überblick über die Probengruppen und Abbildung 1 zeigt

typische Stanzregionen innerhalb einer Primärläsion (Tafel A), im Randsinus

eines Lymhknoten (Tafel B), sowie im Lymphknoten mit etablierter

Endometrioseläsion (Tafel C).

Extraktion von RNA auf FFPE-Gewebe. Methodenvergleich

Die Fixierung mittels Formalin und die anschließende Einbettung in Paraffin ist

die im Allgemeinen am häufigsten angewandte Methode, Gewebeproben

langfristig zu lagern. Die Gewebeintegrität bleibt dabei weitgehend erhalten.

Allerdings ist insbesondere die Konservierung der von sich aus recht instabilen

RNA-Moleküle problematisch. Bereits unmittelbar nach Entnahme bis zur

Fixierung des Gewebes findet eine Degradierung der RNA durch endogene und

in der Umwelt ubiquitär vorkommenden RNasen statt (Krafft et al., 1997).

Zusätzlich verursacht die Behandlung mit Formalin erhebliche weitere Schäden

an Nukleinsäuren, indem sie Quervernetzungen zwischen den Nukleinsäuren

und Proteinen sowie kovalente Modifikationen der RNA durch Hinzufügen von

Monomethylolgruppen an die Basen bewirkt, was die RNA-Extraktion und

anschließende reverse Transkription erschwert (Farragher et al., 2008).

Zahlreiche Anbieter bieten Kits an, die spezifisch für die Isolation von RNA aus

FFPE-Proben entwickelt wurden. Trotz zahlreicher Bemühungen und ständiger

Weiterentwicklungen auf diesem Gebiet scheint es zurzeit keine einheitliche

und in allen Fällen erfolgreiche Methode zu geben. Wir führten daher

Vorexperimente durch, um die für unser Probenmaterial am besten geeignete

RNA-Extraktions-Methode zu ermitteln. Dazu verwendeten wir unter

Handhabung laut Herstellerangaben das RNeasy FFPE-Kit der Firma Qiagen

(Hilden, Germany; Kat.-Nr. 73504) sowie das NucleoSpin-FFPE-RNA-Kit der

Firma Macherey-Nagel (Düren, Germany, Art.-Nr.: 740969.10) und verglichen

die RNA-Ausbeute. Das Ausgangsmaterial stellte eine FFPE-Probe einer

primären Endometrioseläsion dar. Es wurden pro Kit jeweils drei Ansätze

angefertigt. Dabei wurde die Probe zunächst entweder wie unter „Material und

Methoden“ beschrieben mittels Skalpell zerkleinert oder es wurden mit Hilfe

eines Mikrotoms Dünnschnitte (5 μm) angefertigt, oder aber die Probe wurde in

flüssigem Stickstoff tiefgefroren und mit Hilfe eines Mörsers zerstoßen. Das auf

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die unterschiedlichen Arten vorzerkleinerte Probenmaterial wurde dann in

jeweils zwei Portionen aufgeteilt und mit den beiden Kits aufgearbeitet. Die

erzielten RNA-Erträge sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Die mit dem Qiagen RNeasy FFPE-Kit erzielten RNA-Ausbeuten waren

erheblich größer als jene nach Verwendung des Macherey-Nagel NucleoSpin

FFPE-Kits. Außerdem kam es bei den RNA-Proben, die mit dem Macherey-

Nagel-Kit gewonnen wurden, zu einer Amplifikation in der -RT-Kontrolle. Daraus

kann man schließen, dass die RNA mit genomischer DNA kontaminiert war.

Dieses Problem trat mit dem Qiagen RNeasy FFPE-Kit nicht auf. Aufgrund der

Ergebnisse wurde entschieden, für alle weiteren RNA-Extraktionen das RNeasy

FFPE-Kit der Firma Qiagen zu verwenden. Die Zerkleinerung mittels Skalpell

war hinsichtlich der RNA-Ausbeute zwar der Zerkleinerung mit Hilfe von

flüssigem Stickstoff unterlegen (etwa 20% weniger RNA-Ausbeute), allerdings

methodisch und zeitlich wesentlich weniger aufwändig. Außerdem zeigte sich

schließlich in Bezug auf die Referenzgene ACTB (β-Actin) und GAPDH

(Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase), dass bei Einsatz gleicher

Mengen RNA für die cDNA-Synthese die mittels Skalpell zerkleinerten Proben

(und auch die Dünnschnitte) in der Real-Time PCR niedrigere Cycle threshold

(Ct)-Werte ergaben als jene, die mit der Stickstoff-Methode zerkleinert wurden

(Differenz von ca. 2). Beim Zermahlen in flüssigem Stickstoff scheinen folglich

die RNA-Moleküle weiter fragmentiert worden zu sein. Daher wurden alle

weiteren Proben mittels Skalpell zerkleinert.

Tabelle 3. Vergleich der RNA-Extraktionsmethoden

Zerkleinerung Kita Eingesetzte

Menge

(mg)

Eluierte RNA

b

(µg)

Spezifische Ausbeute

(µg RNA / mg Gewebe)

Skalpell Q 13,9 3,56 0,256

MN 14,5 0,40 0,027

Dünnschnitt Q 17,0 1,37 0,081

MN 7,1 0,02 0,003

fl. Stickstoff Q 11,8 3,69 0,312

MN 10,8 0,45 0,041

a Q = Qiagen RNeasy FFPE, MN = Macherey-Nagel NucleoSpin FFPE-RNA

b Das Elutionsvolumen war bei beiden Kits 20 µl.

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RNA-Isolation, Qualität der erhaltenen RNA bzw. cDNA

Nach dem Stanzen wurde überschüssiges Paraffin von den Gewebeanteilen

entfernt. RNA wurde aus im Mittel (6,7±3,9) mg Probenmaterial isoliert. Je mg

eingesetzter Probe konnten im Durchschnitt (0,64±0,41) μg RNA gewonnen

werden. Anschließend wurde jeweils 1 μg RNA unter Verwendung des „First

Strand cDNA Synthesis Kit for RT-qPCR“ (Fermentas, Thermo Scientific) in

komplementäre DNA (cDNA) transkribiert. Nach 100-facher Verdünnung wurde

diese letztlich als Template für die Real-Time PCR eingesetzt. Die

resultierenden Ct-Werte für die verwendeten Referenzgene ACTB und GAPDH

lagen bei 22,2±1,1 bzw. 26,9±1,1. Die mittlere Differenz der Ct-Werte der

beiden Referenzgene betrug 4,75±0,64. Daraus ließ sich ableiten, dass die aus

den Proben gewonnene mRNA von ausreichender Qualität für die quantitative

Genexpressionsanalyse war.

Quantitative Real-Time PCR

Für insgesamt 30 Gene wurde mittels quantitativer Real-Time PCR die

Expressionshöhe auf mRNA-Ebene bestimmt (Tabelle 4 und Abbildung 2; siehe

auch Primer-Sequenzen in Tabelle 1).

Tabelle 4. Gene und Expression

Gruppe Symbol Bezeichnunga ΔCt-Werte

b

EL PSLN- PSLN+ MEL

Referenz ACTB Actin, beta

GAPDH Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase

Hormonab-hängigkeit

BCL2 B-cell CLL/ lymphoma 2

6,7±0,8 5,3±1,0 5,0±0,5 4,9±0,5

PGR Progesterone receptor

4,6±1,5 11,4±3,7 7,8±1,4 7,3±1,0

SCUBE2 Signal peptide-, CUB domain-, and EGF-like domains-containing protein 2

10,9±4,4 11,5±3,9 12,0±3,8 16,5±0,2

ESR1 Estrogen receptor 1 5,5±1,5 8,1±1,0 7,9±0,9 6,8±0,9

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Tabelle 4. Gene und Expression (Fortsetzung)

Gruppe Symbol Bezeichnunga ΔCt-Werte

b

EL PSLN- PSLN+ MEL

Pro-liferation und Wachstum

CCNB1 Cyclin B1 9,3±2,6 9,0±2,5 7,5±1,0 7,3±1,0

MKI67 Antigen identified by monoclonal antibody Ki-67

10,9±2,5 8,7±1,2 8,4±0,6 7,7±0,4

MYBL2 v-myb myeloblastosis viral oncogene ho-molog (avian)-like 2

9,3±0,7 6,0±0,8 6,5±1,0 5,8±0,5

AURKA Aurora kinase A 10,9±2,4 10,1±1,8 9,4±1,7 10,8±2,1

BAG1 BCL2-associated athanogene

6,0±0,6 6,1±0,7 5,7±0,5 6,3±0,7

BIRC5 Baculoviral IAP repeat containing 5 (Survivin)

13,7±3,0 12,0±2,9 12,5±3,2 12,2±3,7

Invasion und Migration

CTSL2 Cathepsin L2 13,3±2,2 12,7±2,2 13,1±1,6 17,8±1,8

MMP11 Matrix metallo-peptidase 11 (stromelysin 3)

1,0±2,2 5,8±1,6 4,1±1,7 3,2±2,6

CXCR4 Chemokine (C-X-C motif) receptor 4

8,3±1,1 6,6±1,4 5,6±1,0 4,3±0,6

Adhäsion CD24 CD24 molecule (small cell lung carcinoma cluster 4 antigen)

3,8±1,9 3,2±1,0 2,6±0,7 2,5±0,3

CD44s CD44 molecule, standard variant

2,8±1,0 1,8±0,8 1,4±0,3 1,1±0,2

CD44v6 CD44 molecule variant 6

13,5±3,0 13,3±3,4 11,5±3,1 8,4±0,6

CDH1 Cadherin 1 (E-cadherin, CD324)

7,3±1,4 8,3±1,0 8,2±1,0 7,4±1,1

CDH2 Cadherin 2 (N-Cadherin, CD325)

4,2±2,5 10,2±4,3 6,2±0,9 5,8±0,6

EPCAM Epithelial cell adhesion molecule (CD326)

8,7±5,5 15,1±1,1 15,6±1,1 7,9±2,7

ICAM1 intercellular adhesion molecule 1 (CD54)

7,0±0,9 6,5±1,1 6,7±0,8 6,2±0,1

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Tabelle 4. Gene und Expression (Fortsetzung)

Gruppe Symbol Bezeichnunga ΔCt-Werte

b

EL PSLN- PSLN+ MEL

Sonstige CD68 CD68 molecule (macrophage antigen CD68, macrosialin)

1,0±1,4 0,8±0,8 0,2±0,7 -0,1±0,4

GSTM1 Glutathione S-transferase mu 1

3,8±1,1 5,4±0,6 5,4±0,7 3,8±0,2

MUC1 Mucin 1, cell surface

associated

8,1±2,0 14,0±2,5 13,9±2,8 13,2±4,2

NOTCH1 Notch 1 6,0±0,3 5,4±0,7 6,0±0,6 6,0±0,4

SNAI1 Snail homolog 1 6,6±2,2 7,6±1,2 7,5±1,6 7,1±0,5

VEGF-C Vascular endothelial

growth factor C

12,4±2,6 12,8±2,2 13,0±1,7 11,3±0,5

SLIT2 Slit homolog 2 5,5±1,4 6,6±0,8 5,9±0,8 5,5±0,9

ROBO1 Roundabout, axon

guidance receptor,

homolog 1

3,9±1,6 3,1±1,6 2,8±1,8 4,7±0,3

a Offizielle Genbezeichnung lt. HGNC (HUGO Gene Nomenclature Committee)

b ΔCt-Werte (Mittelwert±Standardabweichung) relativ zum Mittelwert der beiden Referenzgene.

Unterschiede in der Genexpression zwischen den Probengruppen

Unter der Annahme vergleichbarer Genexpressionsniveaus in IELC und Zellen

der Primärläsionen, würde man, bedingt durch die von uns verwendete Technik

der Gewebeentnahme (Stanzen aus Paraffinblöcken unter Zuhilfenahme einer

Punchbiopsie-Nadel mit 3 mm Durchmesser), bei der quasi eine „Verdünnung“

der eigentlich relevanten Zellen passiert (durch Lymphozyten, Lymphknoten-

kapsel und potentiell anderes umliegendes Gewebe), erwarten, dass bei einem

großen Unterschied in der Expressionshöhe eines Genes zwischen Zellen der

Primärläsion (hoch) und Lymphknoten (niedrig) in den IELC-positiven PSLN

eine mittlere Expressionshöhe zu beobachten ist.

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Das ist beispielsweise im Fall des Östrogenrezeptors (ESR1) und des

Progesteronrezeptors (PGR) belegt. Beide dienten ursprünglich dazu, isolierte

Endometriose-ähnliche Zellen in den PSLN zu identifizieren; in normalen

Lymphknoten sind beide nicht oder nur wesentlich schwächer exprimiert als in

den primären Endometrioseläsionen. Erwartungsgemäß war demnach für beide

Gene in den IELC-positiven PSLN eine höhere Expression als in den IELC-

negativen PSLN zu beobachten, wenn auch die Unterschiede nicht statistisch

signifikant waren (Abbildung 2).

Ein ähnliches Bild, das heißt eine abfallende Expression von Primärläsion über

IELC-positive PSLN bzw. MEL hin zu IELC-negativen PSLN, bot sich auch bei

CDH2 (N-Cadherin), GSTM1, MMP11 und MUC1.

Im umgekehrten Fall, wenn also ein Genprodukt in Lymphozyten generell höher

exprimiert ist als in Zellen eines primären Endometrioseherds, würde dadurch

eine mögliche niedrig(er)e Expression in IELC überdeckt, wie beispielsweise bei

BCL2, MKI67 oder MYBL2.

Für eine Reihe von Genen (AURKA, BAG1, BIRC5, CCNB1, CTSL2, ICAM1,

NOTCH1, SCUBE2, SLIT2 und SNAI1) bestanden hingegen keine signifikanten

Unterschiede zwischen der Expressionshöhe in PSLN (unabhängig von deren

IELC-Status) und primären Endometrioseimplantationen.

Zusammengefasst kann man jedoch aus dieses Ergebnissen schließen, dass

es trotz der durch die verwendete Technik der Probenentnahme bedingte hohe

Kontamination der IELC mit Lymphozyten (und eventuell weiteren Zelltypen)

gelang, in den IELC stark exprimierte Genprodukte spezifisch nachzuweisen.

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Abbildung 2. Grafische Darstellung der Genexpressionsniveaus (Teil 1).

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Abbildung 2. Grafische Darstellung der Genexpressionsniveaus (Teil 2).

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56

EPCAM ist in MEL stark exprimiert, jedoch nicht in IELC-positiven

PSLN

Das Expressionsniveau der EPCAM-mRNA zeigte eine große Heterogenität in

den Primärläsionen, wobei es jedoch relativ hoch war (mittleres ΔCt =

8,67±1,54, Median = 4,97). Im Gegensatz dazu war eine nur sehr geringe oder

keine Expression in IELC-positiven und IELC-negativen Wächterlymphknoten

nachweisbar. In der PSLN-Probe mit MEL war EPCAM jedoch vergleichsweise

ähnlich exprimiert wie in den primären Endometrioseherden (ΔCt = 7,92±1,36;

Mittelwert aus den Ergebnissen von drei Stanzproben aus dieser Gewebe-

probe). In einer Reihe von drei Proben, die alle von derselben Patientin

stammten, waren die ΔCt-Werte relativ zum Mittelwert der Referenzgene

3,75±0,15 für die Primärläsion, 7,92±1,37 für die MEL und 16,02±0,26 für die

IELC-positiven Wächterlymphknoten (siehe Tabelle 5). Ein ΔCt-Wert von 16

(relativ zum Mittelwert der Referenzgene) entspricht in etwa einem Ct-Wert von

40, das heißt, eine Expression konnte nicht nachgewiesen werden. Demnach

scheint EPCAM in IELCs nicht, in ausgebildeten endometrioiden Läsionen

innerhalb der Lymphknoten jedoch sehr wohl (wieder) exprimiert zu werden.

Abbildung 2. Grafische Darstellung der Genexpressionsniveaus. Für die jeweilige

Probengruppe sind der Median (schwarze Linien), die 25./75. Perzentilie (graue

Boxen), sowie die 10./90. Perzentilie (Whiskers) der ΔCt-Werte relativ zum

Mittelwert der beiden Referenzgene (ACTB und GAPDH) gezeigt. Höhere Werte

bedeuten ein geringeres Expressionsniveau. EL = Endometriose-Primärherde,

PSLN− = IELC-negative pelvine Wächterlymphknoten (PSLN), PSLN+ = IELC-

positive PSLN. Die Rangsummenstatistik (Mann-Whitney-U Test) wurde Für EL

gegen PSLN− (schwarz) und PSLN+ gegen PSLN− (rot) berechnet. Signifikante

Unterschiede sind durch Sterne gekennzeichnet (*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001).

Die roten Punkte mit Whiskers zeigen Mittelwert ± Standardabweichung der für den

einzelnen Wächterlymphknoten mit ausgebildeter Endometrioseläsion (MEL)

ermittelten ΔCt-Werte.

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Überexpression von CXCR4, CD68, MKI67 und CD44-Spleißvarianten

in IELC-positiven PSLN und PSLN mit MEL

CXCR4, CD68, MKI67 und CD44 waren in den Primärlasionen deutlich geringer

exprimiert als in Lymphozyten. Interessanter Weise zeigte der direkte Vergleich

zwischen IELC-positiven und IELC-negativen PSLN jedoch eine stärkere

Expression dieser Gene in den IELC-positiven PSLN (Abbildung 2). Außer im

Fall von CXCR4 (P=0,025) waren die Unterschiede jedoch nicht statistisch

signifikant. Diese Gene waren auch in der MEL Probe vergleichsweise stark

exprimiert. Betrachtet man eine Serie von Proben (Primärläsion, IELC-positiver

PSLN, PSLN mit MEL) aus derselben Patientin, waren alle Gene in der

Primärläsion am niedrigsten und in der MEL am höchsten exprimiert oder

zumindest gleich stark wie in der Probe des IELC-positiven PSLN (Tabelle 5).

Tabelle 5. ΔCt-Wertea ausgewählter Gene in verschiedenen Proben

b aus derselben Patientin.

Gen EL PSLN+ MEL

CD44s 2,42±0,05 0,96±0,06 1,14±0,12

CD44v6 9,39±0,19 8,44±0,16 8,45±0,32

CDH1 5,71±0,18 7,46±0,15 7,37±0,63

CTSL2 16,59±0,69 16,27±0,78 17,76±0,81

CXCR4 8,44±0,15 4,42±0,19 4,31±0,25

EPCAM 3,75±0,15 16,02±0,26 7,92±1,37

SCUBE2 7,8±0,21 8,27±0,08 16,45±0,14

a Relativ zum Mittelwert der beiden Referenzgene ACTB und GAPDH. Ein ΔCt-Wert ab etwa

15 bedeutet, dass die entsprechende mRNA nicht nachweisbar war (Ct-Wert >40). Angegeben

sind Mittelwert ± Standardfehler.

b Primäre Endometrioseläsion (EL), IELC-positiver PSLN (PSLN+) und ein PSLN mit

ausgeprägter Endometrioseläsion (MEL).

Im Rahmen der Analyse von CD44 wurden die Expressionsniveaus sowohl der

Standard-Isoform (CD44s) als auch der Spleißvariante CD44v6, die das

variable Exon 6 enthält, bestimmt. CD44s war in Primärläsionen und in

Lymphozyten exprimiert, während die Expression von CD44v6 in diesen Proben

deutlich (500 bis 1000-fach) geringer war. Allerdings schienen sowohl CD44s

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als auch CD44v6 in den Lymphknotenproben mit IELC oder MEL stärker

exprimiert als in PSLN ohne IELC.

Keine Expression von CTSL2 und SCUBE2 in MEL?

Bei der Betrachtung der Genexpressionsniveaus in der MEL-Probe fiel auf,

dass zwei Gene, CTSL2 und SCUBE2, in dieser Probe nicht exprimiert waren

(siehe Abbildung 2). Im Fall von CTSL2 war es jedoch so, dass in allen Proben

(Primärläsion, IELC-positiver PSLN, PSLN mit MEL) aus derselben Patientin

keine Expression von CTSL2 nachweisbar war. Mögliche Gründe dafür wurden

nicht weiter verfolgt. SCUBE2 war interessanterweise jedoch in den beiden

anderen Proben aus dieser Patientin (Primärläsion und IELC-positiver PSLN)

sehr wohl exprimiert. Auch hier wurden die möglichen Ursachen nicht weiter

ergründet

Immunhistochemie bestätigt die Expression von CXCR4 und

CD44v6 und die Abwesenheit von E-Cadherin in Östrogenrezeptor-

positiven IELCs

Um die beobachtete Hochregulierung von mRNA-Expression der Gene CXCR4

und CD44v6 als tatsächlich von den IELCs herrührend zu bestätigen, wurden

immunhistochemische Färbungen mit spezifisch gegen CD44s, CD44v6,

CXCR4 und E-Cadherin (das Proteinprodukt des CDH1-Gens) gerichteten

Antikörpern durchgeführt. Eine positive Östrogenrezeptor-Färbung diente zur

Identifikation von Endometriosezellen (in primären bzw. metastatischen

Läsionen) bzw. von IELCs in PSLN (Abbildung 3).

Bevorzugt im Randsinus von Lymphknoten eingestreute IELC zeigten eine

deutliche Expression von CD44s und CD44v6; die umliegenden Lymphozyten

waren negativ oder nur sehr schwach gefärbt. Die Zellen in MEL und der

Primärläsionen waren hingegen deutlich positiv. CXCR4 war sowohl in den

Primärherden und der MEL als auch in den IELC deutlich positiv, wobei IELC

stärker gefärbt waren als CXCR4-exprimierende Lymphozyten. Eine Färbung

für E-Cadherin war wie erwartet in den Primärläsionen und der MEL stark

positiv, allerdings blieben ER-positive IELCs ungefärbt.

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Abbildung 3. Repräsentative immunhisotochemische Färbungen eines Wächter-

lymphknoten mit eingestreuten IELCs (erste Spalte), des PSLN mit ausgebildeter

Endometrioseläsion (MEL; zweite Spalte) und einer Endometriose-Primärläsion

(dritte Spalte). Die Gegenfärbung erfolgte mit Hämatoxylin. Pfeilspitzen: IELCs;

Balken: 100 µm.

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Anwendbarkeit des Oncotype DX Tests bei Endometriose?

Das in dieser Arbeit verwendete Genpanel überlappt zu einem großen Teil mit

jenem des Oncotype DX Tests, der bei Brustkrebs ein Maß für die

Wahrscheinlichkeit eines Rezidivs darstellt. Da Endometriose und Brustkrebs

eine Reihe von Eigenschaften teilen (beides sind hormonabhängige

Erkrankungen, die involvierten Zellen exprimieren Östrogen- und Progesteron-

rezeptoren, und es kommt zu Angiogenese sowie DNA-Aneuploidie und Verlust

der Heterozygotie) sollte getestet werden, ob ein analog zum durch den

Oncotype DX Test definierter Recurrence-Score bei Endometriose eine

mögliche Aussagekraft besitzt.

Der Recurrence-Score ist eine Zahl zwischen 0 und 100. Für Brustkrebs wird

bei Werten <18 von einem geringen Risiko eines Rezidivs ausgegangen. Werte

zwischen 18 und 31 stellen ein intermediäres, Werte >31ein hohes Risiko dar

(Cronin et al., 2007).

Basierend auf unseren Genexpressiondaten haben wir Recurrence-Score-

ähnliche Werte berechnet (siehe Material und Methoden) und die Proben (13

Primärläsionen und 19 IELC-positive bzw. IELC-negative PSLN, sowie eine

intranoduläre metastatische Endometrioseläsion) je nach errechnetem

„Recurrence-Score“ entweder in die Gruppe „niedriges/mittleres Risiko“ oder die

Gruppe „hohes Risiko“ eingeteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 aufgeführt.

Tabelle 6. Oncotype DX-ähnliche Scores

Gruppe Recurrence-Scorea Medium/Low Risk High Risk P

b

EL 27,7 ± 9,7 (26,1; 12,5-45,9) 9/13 (69,2%) 4/13 (30,8%)

PSLN 3/19 (15,8%) 16/19 (84,2%) <0,01

PSLN− 47,4±17,2 (47,0; 30,2–79,4) 2/11 (18,2%) 9/11 (81,8%) <0,02

PSLN+ 40,9±12,2 (34,0; 30,2–61,6) 1/8 (12,5%) 7/8 (87,5%) <0,02

MEL 25,6±5,9 (27,4; 17,3–30,4) 1/1 (100%) 0/1 (0%)

a Mittelwert ± Standardabweichung. In Klammer sind Median und Bereich angegeben.

b Statistische Signifikanz (Chi-Quadrat Test), jeweils gegenüber EL (Primärläsionen).

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Bezüglich der Primärherde ergab dies in 30,8% (4/13) und im Falle der PSLN in

84,2% (16/19) einen Oncotype DX „High Risk“-Typus. Zwischen IELC-positiven

(87,5%, 7/8) und IELC-negativen PSLN (81,8%, 9/11) bestand kein

Unterschied. Die Lymphknotenprobe mit der metastatischen Endometriose-

implantation ergab wie die Mehrzahl der Primärläsionen einen „Medium/Low

Risk“-Typ.

Teilweise Publikation der Ergebnisse

Teile der Daten, die im Rahmen dieser Arbeit erhoben wurden, wurden in dem

Artikel “Spread of endometriosis to pelvic sentinel lymph nodes: gene

expression analysis“ publiziert (Bürkle, Notscheid, et al. 2013. Eur. J. Obstet.

Gynecol., doi:10.1016/j.ejogrb.2013.03.029).

Ich, Nadine Katharina Notscheid, habe hierbei maßgeblich sowohl zur

Erhebung der Daten als auch zu deren Auswertung und Interpretation

beigetragen. Unter anfänglicher Anleitung und im weiteren Verlauf auch

selbstständig habe ich sowohl RNA-Extraktion und cDNA-Synthese als auch die

quantitative PCR-Analyse durchgeführt. Die immunhistochemischen Analysen

habe ich unter Hilfestellung durch J. Scheich durchgeführt; die Auswertung der

Daten erfolgte unter Anleitung durch Dr. G. Rezniczek.

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DISKUSSION

Auswahl der Gene

Die Zielsetzung dieser Arbeit bestand darin, Gene zu identifizieren, die am

Befall von Lymphknoten durch Endometriose beteiligt sind bzw. diesen Prozess

im Sinne einer „malignen“ Transformation eventuell begünstigen könnten. In

Tabelle 4 sind die Gene, die im Rahmen dieser Studie untersucht wurden,

aufgelistet und in funktionelle Gruppen eingeteilt, die im Folgenden kurz

besprochen werden.

Wachstum: BAG1, BCL2 und Survivin wirken hemmend auf apoptotische

Vorgänge und begünstigen das Zellwachstum (Nasu et al., 2011; Takayama et

al., 1995; Zhang et al., 2012). CCNB1 und MYBL2 begünstigen durch

promitotische Wirkung ebenfalls das Zellwachstum (Martinez und Dimaio, 2011;

Singhal et al., 2005). Das Proteinprodukt des Gens AURKA, Aurora Kinase A,

trägt unter physiologischem Expressionsniveau zum ordnungsgemäßen Ablauf

der Mitose bei. Die bei vielen Tumorarten beobachtete erhöhte Expression

dieses Gens resultiert ebenfalls in einer gesteigerten Proliferation (Carmena

und Earnshaw, 2003). Ki-67 stellt einen weit verbreiteten Proliferationsmarker

dar (de Azambuja et al., 2007).

Adhäsion: Diese Gruppe umfasst Gene, deren Produkte bei der interzellulären

Adhäsion bzw. an Zell-Matrix-Kontakten beteiligt sind. Einerseits kann es so bei

verringerter Expression dieser Gene zu einem erhöhten

Metastasierungspotential durch vereinfachtes Herauslösen der Zellen aus ihrem

Verband kommen, andererseits können die so wandernden Zellen jedoch

aufgrund veränderter Expressionsmuster dieser Gene auch wieder an neuer

Lokalisation adhärieren und dort eine Metastase ausbilden. So kann es bei

Überexpression von CD24 zu einer verstärkten Anhaftung an Endothelzellen

bzw. Thrombozyten kommen, was in einem erhöhten hämatogenen

Metastasierungspotential resultiert (Jaggupilli und Elkord, 2012). Die

verminderte Expression von CDH1 bzw. der damit assoziierte Mangel des

epithelialen Markers E-Cadherin führt über kaskadenartige Vorgänge zu einem

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ungehemmten Wachstum und invasiven Eigenschaften eines Karzinoms

(Thiery, 2002). Die Expression von CDH2 (N-Cadherin) resultiert in einer

geschwächten interzellulären Kohäsion bzw. einem vermehrt migrativen

Verhalten betroffener Zellen (Natalwala et al., 2008; Thiery, 2002). EpCAM ist

ein Marker für epitheliale Gewebe und Tumoren und wirkt unter anderem

stabilisierend auf die Adhäsion eines Tumorzellverbandes (Patriarca et al.,

2012). ICAM1 ist ein Mitglied der Familie der Cell adhesion molecules (CAM),

das unter anderem an pathologischen Prozessen wie der Tumordissemination

oder Metastasierung beteiligt ist (Lyons und Jones, 2007). Es gibt auch

Hinweise, dass erhöhte Produktion und proteolytische Spaltung von ICAM1

durch Matrix-Metalloproteasen (MMP11) nach Stimulation durch TNFα zur

Pathophysiologie der Endometriose, ihrer Invasivität und hohen Rezidivrate

beitragen könnte (Pino et al., 2009). CD44 kodiert für ein multifunktionelles

Zelloberflächenmolekül, das in Form mehrerer Isoformen (Spleißvarianten)

exprimiert wird, die unterschiedliche Funktionen aufweisen. CD44 wird häufig

von Tumorzellen aberrant exprimiert und ist mit hämatogener Metastasierung

korreliert (Jaggupilli und Elkord, 2012). In dieser Arbeit wurde die Standard-

Isoform CD44s sowie die Isoform CD44v6, die das variable Exon 6 beinhaltet,

untersucht.

Invasion: CTSL2 (Cathepsin V) gehört zur Familie der lysosomalen Cystein-

proteinasen (Kinoshita et al., 2001). Es wird unter anderem von malignen Zellen

sezerniert und in pathologischen Vorgängen der Tumorprogression involviert,

indem es umliegende extrazelluläre Matrix abbaut (Nomura und Katunuma,

2005). Das von MMP11 kodierte Protein ist eine Matrix-Metalloproteinase und

besitzt somit ebenfalls die Fähigkeit, Elemente der extrazellulären Matrix

abzubauen. MMP11 wird nahezu von allen humanen invasiven Karzinomen

exprimiert und ist im Allgemeinen mit einer schlechten Prognose assoziiert

(Matziari et al., 2007; Wei und Shi, 2005).

Hormonabhängigkeit: Östrogen- sowie Progesteronrezeptorexpression auf der

Zelloberfläche deutet auf eine Hormonabhängigkeit hin bzw. dass

entsprechende Zellen bei Präsenz der jeweiligen Hormone (Östrogene bzw.

Progesterone) durch Regulation verschiedener Zielgene reagieren (Mulac-

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Jericevic und Conneely, 2004; Puzianowska-Kuźnicka, 2012). In

Endometrioseläsionen ist der Östrogenrezeptor vermehrt exprimiert, was oft mit

einer vermehrten Koexpression von BCL2, einem antiapoptotisch wirkenden

Gen, verbunden ist (Nasu et al., 2011). SCUBE2 wirkt als Tumorsuppressorgen

beim Mammakarzinom (Lin et al., 2011), indem es das Zellwachstum hemmt

(Cheng et al., 2009).

Sonstige: CD68 ist ein Marker für sogenannte Tumor-assoziierte Makrophagen

(TAM) (Tang, 2013). GSTM1 (Glutathion-S-Transferase) ist ein metabolisches

Enzym, das hauptsächlich für die Detoxifikation verschiedener Metabolite

wichtig ist. Sein Expressionsniveau lässt beispielsweise Aussagen bezüglich

Effektivität und Nebenwirkungen von Chemotherapien zu (Guo, 2006; Kurose et

al., 2012; Vella et al., 2011). MUC1 kodiert für ein transmembranöses

Glykoprotein, das in Epithelzellen verschiedener Organe auf einem basalen

Niveau exprimiert wird. In malignen Tumoren ist es jedoch oft überexprimiert

und aberrant glykosyliert, was bei der Tumorinvasion und Metastasierung eine

Rolle spielt (Yonezawa et al., 2011). Notch1 ist unter anderem wichtig für die

Embryonalentwicklung und scheint ebenfalls eine tumorfördernde Wirkung zu

besitzen. Es ist bei hoher Expression mit einem schlechten Outcome bei

krebskranken Patienten assoziiert. Die Notch1-Aktivierung korreliert mit dem

Ras-Status in Mammakarzinomen und scheint den karzinogenen Effekt des

onkogenen Ras-Proteins zu vermitteln (Weijzen et al., 2002). Snail (SNAI1)

triggert die epithelial-mesenchymale Transition (EMT). So führt eine erhöhte

SNAI1-Expression in Tumorzellen unter direkter Repression der E-Cadherin-

Expression und anderer epithelialer Marker bzw. Hochregulierung

mesenchymaler Marker zur EMT. Dies resultiert wiederum in einer vermehrten

Invasivität und Tumorprogression. Des Weiteren kann Snail den Zellzyklus

blockieren, was die malignen Zellen vor dem Zelltod bewahrt (Becker et al.,

2007). Vaskulär-endotheliale Wachstumsfaktoren (VEGFs) haben während der

Entwicklung des Kreislaufsystems unter physiologischen Bedingungen eine

herausragende Rolle (Takahashi, 2011). VEGF-C erzielt über Interaktionen mit

dem entsprechenden Tyrosinkinaserezeptoren (VEGFR-3) einen

lymphangiogenetischen bzw. angiogenetischen Effekt. VEGFR-3 ist auf der

Oberfläche von Endothelzellen, aber auch bei einer Vielzahl von maligne

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entarteten Zellen exprimiert, sodass es eine bedeutende Rolle für das

Wachstum und die Metastasierung von bösartigen Erkrankungen spielt. Es

liegen außerdem Hinweise vor, dass es durch diverse Signalübertragungswege

der VEGF-C/VEGFR-3-Achse zur Steigerung der Mobilität und invasiven

Eigenschaften maligner Zellen sowie zu einer erhöhten Resistenz gegenüber

Chemotherapien kommt (Su et al., 2007). Die Interaktion zwischen CXCR4 und

seinem Liganden CXCL12 (SDF1α) bewirkt chemotaktische Prozesse (Kuil et

al., 2012). Die Wechselwirkung zwischen ROBO1, einem Mitglied der

Roundabout-Rezeptor-Familie, und seinem Liganden SLIT2 besitzt eine

wichtige Rolle bei der neuronalen Entwicklung, indem sie das axonale

Wachstum leitet. Des Weiteren scheint sie unter anderem auch im Rahmen der

Zellmigration sowie der Angiogenese involviert zu sein. Ein Funktionsverlust

durch Inaktivierung von SLIT2- bzw. ROBO1-Genen zeigt sich in maligne

entarteten Geweben und äußert sich in aberrantem Wachstum sowie durch

aberrante Zellmigration (Dickinson und Duncan, 2010; Legg et al., 2008).

Bewertung des Materials / Kritische Betrachtung der Methode

(Limitationen)

Im Rahmen der Studie „Lymphatic spread of endometriosis to pelvic sentinel

lymph nodes: a prospective clinical study“ am Allgemeinen Krankenhaus der

Stadt Wien (Medizinische Universität Wien) wurden Primärläsionen der

Endometriose und sogenannte pelvine Wächterlymphknoten aus dem

Lymphabflussgebiet der jeweiligen Herde von Patientinnen mit peritonealer

und/oder ovarieller Endometriose entnommen (Tempfer et al., 2011).

Bei einem Sentinel- oder auch Wächterlymphknoten (sentinel lymph node, SLN)

handelt es sich um jenen Lymphknoten, der als erstes die Lymphe aus einem

definiertem Gewebeareal (oder auch Tumor) drainiert. Der SLN stellt somit den

ersten Lymphknoten dar, in den bösartige Zellen eines Primärtumors

metastasieren. Das Konzept der SLN-Biopsie zur Identifizierung nodulärer

Metastasierung findet auch innerhalb der gynäkologischen Onkologie

zunehmend Anklang. Besonders im Rahmen von Mamma- und Vulva-

Karzinomen, aber auch bei Endometrium- und Zervixmalignomen, spielt die

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SLN-Biopsie zur Prognoseeinschätzung, aber auch zur Therapieplanung, eine

Rolle (Ayhan et al., 2008). Mechsner et al. zeigten in einer Studie, bei der SLN

von Patientinnen mit tief infiltrierender Endometriose ektomiert wurden, dass

sich die Lymphknotenbeteiligung bei Endometriose in topographischer Hinsicht

ähnlich zu jener bei Malignomen verhält (Marnitz et al., 2006; Mechsner et al.,

2008).

Ursprünglich wurde während der Studie, aus der das hier analysierte

Probenmaterial stammt, in zwei Patientinnen pelvine Wächterlymphknoten

vorgefunden, die jeweils eine etablierte endometrioide Metastase (MEL)

enthielten (Tempfer et al., 2011). Bei den dort durchgeführten Untersuchungen

wurde jedoch von einem dieser zwei Lymphknotenpräparate so viel Material

verbraucht, dass für die im Rahmen dieser Dissertation durchgeführten

Analysen neben acht Lymphknoten mit und elf Lymphknoten ohne IELCs nur

noch ein einzelnes Lymphknotenpräparat, welches eine MEL beinhaltete, zur

Verfügung stand. Dieser Sachverhalt (nur eine Probe) könnte zu eventuellen

„Zufallsbefunden“ führen, die wiederum die Validität der erhobenen Daten

einschränken könnten. Aufgrund dessen wurden jedoch zur Absicherung der

Ergebnisse drei unabhängige Stanzproben dieses Lymphknotenpräparats,

welches die intranoduläre metastatische Endometrioseläsion enthielt,

angefertigt, aufgebarbeitet sowie quantitativ analysiert.

Die zur Verfügung stehenden Proben waren Formalin-fixierte, Paraffin-

eingebettete Gewebe. Dies ist insofern problematisch, als das die RNA durch

diese Fixierungsmethode stark degradiert wird, sodass die RNA-Extraktion und

folgende reverse Transkription erschwert ist (Farragher et al., 2008). Die

Ergebnisse der RNA-Extraktion, die mit Hilfe des RNeasy FFPE-Kits der Firma

Qiagen durchgeführt wurde, sowie die mittels Real-Time-PCR erzielten Ct-

Werte der Referenzgene deuten jedoch darauf hin, dass die aus den Proben

gewonnene mRNA eine ausreichende Qualität zur quantitativen Gen-

expressionsanalyse aufwies.

Da es mittels der verwendeten Stanztechnik nicht möglich war, einzelne

Zellarten (IELCs, Lymphozyten, etc.) zu selektieren, ist es zudem zu gewissen

Verdünnungseffekten der Genexpressionsunterschiede durch umliegende

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Zellen gekommen. Dies war unter anderem auffällig, wenn man die

Expressionsniveaus einzelner Genprodukte zwischen Primärläsionen und IELC-

positiven PSLN bzw. isolierten Endometriose-ähnlichen Zellen verglich. Vor

allem kleine Unterschiede zwischen den Expressionsniveaus der jeweiligen

Proben (besonders beim Vergleich der Genexpressionsmuster zwischen den

IELC-positiven und. IELC-negativen PSLN) könnten durch diesen

Verdünnungseffekt maskiert sein. Dennoch ist es uns gelungen, gewisse

Expressionsunterschiede zwischen den Wächterlymphknoten mit und ohne

IELCs zu detektieren, die teilweise statistisch signifikant waren.

Da Aufgrund der Probenahme und Real-Time-PCR-Analyse eine spezifische

Zuordnung der Expressionsdaten zu einzelnen Zelltypen nicht möglich war,

wurden zusätzlich immunhistochemische Analysen durchgeführt. Anhand der

immunhistochemischen Färbungen kann so zumindest eine qualitative

Zuordnung der jeweiligen Proteine zu den dazugehörigen Zelltypen stattfinden.

Eine immunhistochemische Färbung konnte aufgrund der limitierten Anzahl an

Dünnschnitten, die uns je Probe zur Verfügung standen, lediglich in Bezug auf

ausgesuchte Proteine (CXCR4, CD44s, CD44v6, CDH1, sowie

Östrogenrezeptor als Marker für IELCs) ausgeführt werden.

Lymphknotenbefall durch Endometriose ist problematisch

Endometriose ist eine der häufigsten Erkrankungen von Frauen im

gebärfähigen Alter und hat aufgrund ihrer Häufigkeit und ihrer teils gravierenden

Symptome wie Unterbauchschmerzen und Sterilität eine hohe klinische

Relevanz. Dennoch sind einige Kriterien dieser Erkrankung wie beispielsweise

die Pathogenese und Ätiologie bis dato nicht genau geklärt (Oehmke et al.,

2007).

Zwar wird Endometriose im Allgemeinen als gutartig angesehen, doch im

Rahmen diverser Arbeiten wurden bei Endometriose auch Charakteristika

entdeckt, wie sie ebenfalls bei malignen Erkrankungen auftreten. Dazu zählen

beispielsweise dereguliertes Wachstum, atypische Morphologien, DNA-

Aneuploidien oder der Verlust der Heterozygotie (Ballouk et al., 1994;

Munksgaard und Blaakaer, 2012; Thomas und Campbell, 2000). Des Weiteren

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konnten ein monoklonaler Ursprung der Endometrioseimplantate sowie

Veränderungen in den Onko- bzw. Tumorsupressorgenen Bcl-2 und p53 als

weitere bösartige Charakteristika der Endometriose nachgewiesen werden

(Jimbo et al., 1997; Nezhat et al., 2002). Außerdem ist bekannt, dass

Endometrioseherde, ähnlich wie bösartige Erkrankungen, die Fähigkeit

besitzen, lokale - aber auch weit entfernte Metastasen auszubilden. Dabei

lagern sich endometrioide Zellen an fremde Gewebe an, dringen in diese ein

und zerstören letztendlich das fremde Gewebe (Munksgaard und Blaakaer,

2012). Bereits 1949 gab es Aussagen dazu, dass endometrioides Material über

das lymphatische System migrieren kann (Javert, 1949). Diese Fähigkeiten der

Implantation an entfernten Lokalisationen bzw. der Invasion in fremde Gewebe

legt nahe, dass endometrioide Zellen ein Verhalten zeigen, das zumindest dem

von prämalignen Tumoren, wie Borderline-Tumoren oder malignen

Ovarläsionen, ähnelt (Daraï et al., 1998).

Im Rahmen der Metastasierung bei Endometriose sind ebenfalls regionale

Lymphknoten beteiligt. Ries berichtete schon im Jahre 1897 über

„Drüseneinschlüsse“ in pelvinen Lymphknoten bei Patientinnen mit

Zervixkarzinom (Ries, 1897). Ähnliche Beobachtungen wurden anschließend

beispielsweise auch als „Endometriose-ähnliche Formationen“ innerhalb von

Lymphknoten betitelt und wurden demzufolge mit Endometriose in

Zusammenhang gebracht (Lange, 1955; Regidor-Brandau et al., 1994). So

wurde in diversen Studien Lymphknotenbefall bei den unterschiedlichen

Formen der Endometriose (rektosigmoidal, rektovaginal bzw. rektal, pelvin,

peritoneal und ovariell) festgestellt. Teils gestaltete sich dieser

Lymphknotenbefall in Form von intranodulär etablierten endometrioiden

Läsionen. In anderen Fällen waren innerhalb der Lymphdrüsen, vor allem im

Randsinus, IELCs vorhanden. Insabato und Pettinato berichteten über drei

Fälle, Lorente Poyatos über einen Fall von Lymphknotenbeteiligung bei

Endometriose (Insabato und Pettinato, 1996; Lorente Poyatos et al., 2003).

Auch bei rektosigmoidaler Endometriose wurde in 26%, 33% bzw. bei 42% der

Fälle perikolischer Lymphknotenbefall gefunden (Abrao et al., 2006; Mechsner

et al., 2010; Noël et al., 2008). Ebenso bezüglich rektovaginaler Endometriose

existieren sowohl eine Fallbeschreibung (Thomakos et al., 2006) als auch

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Studien, die Lymphknotenläsionen in 25% der pelvinen Wächterlymphknoten

darlegen, wobei zu einem beträchtlich höherem Anteil vereinzelte

Endometriose-ähnliche Zellen im Randsinus der Lymphdrüsen identifiziert

werden konnten (Mechsner et al., 2008). Eine Lymphknotenbeteiligung wurde

auch in einem Fall einer rektalen Endometriose beschrieben (Namkung et al.,

2011).

Das Vorliegen von intranodulären endometrioiden Zellen weist auf das Potential

der Endometriose hin, eine systemische Erkrankung darzustellen (Keichel et al.,

2011). Da im Rahmen der allgemeinen operativen Sanierung der Endometriose

lediglich sichtbare Läsionen entfernt werden, eine Lymphadenektomie hingegen

nur bei experimentellen Studien durchgeführt wird, verbleiben somit

endometrioide Zellen innerhalb der Lymphknoten und können dadurch eine

Quelle für ein Rezidiv der Erkrankung darstellen (Tempfer et al., 2011).

Keichel et al. konnten in einer Studie anhand von immunhistochemischen

Färbungen von Markern für Lymphgefäße (Podoplanin, LYVE-1, Prox-1, VEGF-

C und VEGF-D) zeigen, dass in Läsionen von tief infiltrierender bzw.

rektovaginaler Endometriose eine signifikant höhere Dichte an lymphatischen

Gefäßen vorlag als im entsprechenden gesunden Gewebe (Keichel et al.,

2011). Sehr ähnliche Beobachtungen machten Reichelt et al. bei peritonealen

Endometrioseherden. Auch hier zeigte die immunhistoschemische Analyse eine

signifikant höhere Dichte an Lymphgefäßen innerhalb der peritonealen

Endometrioseimplantate (Reichelt et al., 2012). Weiters beschrieben Noël et al.

das Vorliegen einer lymphovaskulären Invasion in 4/11 Endometriose-

Patientinnen mit Lymphnotenbefall (Noël et al., 2008). Man kann daraus

schlussfolgern, dass diese in den endometrioiden Primärherden vermehrt

vorkommenden Lymphgefäße eine mögliche Route darstellen, auf der die

endometrioiden Zellen von den Primärläsionen hin zum nächsten Lymphknoten

wandern und dort Metastasen ausbilden können (Keichel et al., 2011).

Obwohl in zahlreichen Fällen eine Beteiligung der Lymphknoten bei

Endometriose bzw. das vermehrte Vorhandensein von lymphatischen Gefäßen

innerhalb von Primärläsionen als mögliche Wanderroute für endometrioide

Zellen vorgefunden wurde, ist bisher über die funktionellen, morphologischen

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70

und molekularen Mechanismen des Lymphknotenbefalls bzw. über mögliche

Faktoren, die diesen Prozess beeinflussen oder begünstigen, nur wenig

bekannt.

Die in dieser Arbeit gewonnenen Daten belegen, dass der Prozess des

Lymphknotenbefalls bei Endometriose mit einer veränderten Genexpression in

den endometrioiden Zellen einhergeht. Zu den betroffenen Genen zählen

beispielsweise CD44, CD68, CXCR4, CDH1 und EPCAM. Die Ergebnisse

stützen des Weiteren die zunehmend anerkannte Hypothese, dass bei der

lymphatischen Metastasierung der Endometriose Vorgänge ablaufen, die einer

malignen Transformation im Sinne einer epithelial-mesenchymalen Transition

(EMT) ähneln. Diese erlaubt einigen endometrioiden Zellen die Ablösung von

der Primärläsion und die Ansiedlung in regionalen pelvinen

Wächterlymphknoten. Voraussetzungen für diese Transition scheinen eine

Heraufregulierung des Chemokinrezeptor CXCR4 und der CD44-Isoformen und

ein Verlust der Genexpression von epithelialen Markern wie E-Cadherin und

EpCAM zu sein. Der folgende Schritt, das heißt das Ansiedeln der

endometroiden Zellen innerhalb der Lymphknoten wird von einer Re-Expression

der epithelialen Marker (E-Cadherin, EpCAM) begleitet. Eventuell findet hier

auch ein Verlust der SCUBE2-Expression statt.

Rolle der EMT bei der Ausbreitung von Endometriose

Die EMT stellt einen reversiblen biologischen Prozess dar, während dem

polarisierte epitheliale Zellen, die üblicherweise über ihre basale Oberfläche mit

der Basalmembran und lateral mit benachbarten Zellen interagieren, eine Reihe

von biochemischen Veränderungen durchlaufen und so einen mesenchymalen

Phänotyp erlangen. Durch die EMT verliert eine Zelle epitheliale Marker (z.B. E-

Cadherin) und exprimiert im Gegenzug mesenchymale Marker (z.B. N-

Cadherin). Durch den Verlust von Zell-Zell-Adhäsionen und Zellpolarität

erlangen die Zellen ein erhöhtes Migrations- und Invasions-Potential. Außerdem

zeigen sie eine erhöhte Resistenz gegenüber apoptotischen Prozessen und

bilden vermehrt Komponenten der extrazellulären Matrix (extracellular matrix,

ECM) ab. Solche Zellen besitzen also die Fähigkeit, sich von ihren

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ursprünglichen Zellverbänden bzw. Geweben heraus zu lösen und fort zu

wandern.

Eine Reihe von verschiedenen molekularen Prozessen muss ablaufen, um eine

EMT zu initiieren bzw. zu vervollständigen. Dazu zählen die Aktivierung von

Transkriptionsfaktoren, die Expression von spezifischen Zelloberflächen-

markern, die Reorganisation bzw. Expression von zytoskelettären Proteinen,

die Produktion von ECM-zerstörenden Enzymen und die Veränderung der

Expression spezifischer microRNAs. Die involvierten Faktoren können als

Biomarker dienen und so den Ablauf der EMT verfolgbar machen.

Über den umgekehrten Prozess der Differenzierung von mesenchymalen Zellen

zu epithelialen Zellen, die mesenchymal-epitheliale Transformation (MET), ist

bisher nur relativ wenig bekannt.

EMT und MET spielen eine wesentliche Rolle im Rahmen der Morphogenese

und sind eng verknüpft mit der Entwicklung von Geweben und Organen

während der Embryonalentwicklung (Typ 1 EMT). Zudem ist die EMT auch im

Erwachsenenalter noch bei der Wundheilung relevant (Typ 2 EMT). Außerdem

ist bekannt, dass eine EMT ebenso bei Neoplasien auftritt (Typ 3 EMT). Hier

werden im Unterschied zu Typ 1 und Typ 2 EMTs besonders solche Gene

abweichend exprimiert, die mit klonalem Wachstum und der Bildung von

lokalisierten Tumoren in Zusammenhang stehen. Diese Expressions-

änderungen betreffen somit vor allem Onkogene und Tumorsupressorgene.

Karzinomzellen, die eine Typ-3-EMT durchlaufen haben, besitzen einen

Stammzell-ähnlichen Charakter und können aufgrund ihrer invasiven bzw.

migrierenden Eigenschaften zur Tumor Progression beitragen und Metastasen

ausbilden. Weitere Kriterien, die mit einer EMT im Rahmen von Malignomen in

Zusammenhang stehen, sind die Suppression der Seneszenz und Apoptose,

die Minderung der Zell-Zyklus-Progression sowie eine gesteigerte Selbst-

Erneuerungstendenz und Resistenz der Karzinomzellen gegenüber Chemo-

und Radiotherapien (De Craene und Berx, 2013; Gao et al., 2012; Kalluri und

Weinberg, 2009; Thiery et al., 2009).

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Das eutope Endometrium entwickelt sich während der Entstehung des Uro-

genitaltraktes nach einer MET aus dem intermediären Mesoderm. Durch diese

ursprüngliche Herkunft besteht die Möglichkeit, dass die endometrialen Zellen

anfälliger dafür sind, durch eine EMT mesenchymalen Charakter zu erlangen

(Matsuzaki und Darcha, 2012). Vorherige Arbeiten konnten zeigen, dass sich im

Vergleich zum gesunden Endometrium in peritonealen Endometrioseherden

vermehrt E-Cadherin-negative Zellen befinden. Solche E-Cadherin-negativen,

N-Cadherin-positiven Zellen zeigten in In-vitro-Versuchen ein invasives

Verhalten (Gaetje et al., 1997; Zeitvogel et al., 2001). Ein Verlust der E-

Cadherin-Expression gepaart mit einem zeitgleichen Cadherin-Switch, bei dem

E-Cadherin durch mesenchymale Cadherine wie N-Cadherin ersetzt wird, gilt

als ein fundamentales Ereignis und damit als ein Kennzeichen der EMT

(Matsuzaki und Darcha, 2012; Thiery et al., 2009). Endometriale Zellen, die

durch den Mechanismus der retrograde Menstruation in die Peritonealhöhle

gelangen, könnten durch EMT- bzw. MET-ähnliche Vorgänge in der

Pathogenese der pelvinen Endometriose involviert sein (Matsuzaki und Darcha,

2012).

Unsere qPCR- Daten zeigen, dass die Expression von CDH1 (E-Cadherin) in

IELC-positiven PSLN und in der MEL im Vergleich zu jener in Primärherden

herabgesetzt war, wobei E-Cadherin in den IELC-positiven PSLN vergleichs-

weise niedriger exprimiert war als in der MEL. Immunhistochemische Analysen

haben dies bestätigt. Sowohl in den Primärläsionen als auch in der MEL war

eine starke Anfärbung zu beobachten, wohingegen die IELC in den PSLN

negativ waren.

E-Cadherin ist ein wesentlicher Bestandteil der Zonulae adhaerens

(Gürteldesmosomen) und sorgt somit für den Zellzusammenhalt in epithelialen

Geweben. Der Verlust von E-Cadherin ist in diversen Malignomen beobachtet

worden und erlaubt bösartigen Zellen, sich den Wachstumskontrollen zu

entziehen. Dies wiederum resultiert dann im Rahmen des neoplastischen

Prozesses zum Verlust der Differenzierung sowie zu ungehemmtem Wachstum.

So entsteht ein invasiver Charakter der malignen Zellen (Tsanou et al., 2008).

Auch in Bezug auf Endometriose zeigte eine Untersuchung, dass sich die E-

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Cadherin-Expression aberrant verhält. Allerdings gibt es hierzu jedoch

divergente Untersuchungsergebnisse. So berichteten van der Linden et al.,

dass sich endometrioide Zellen zwar in allen Proben von eutopen Endometrium,

aber nur in zwei von acht endometrioiden Primärherden bei der immunhisto-

chemischen Färbung positiv für E-Cadherin anfärben ließen. Somit zeigte sich

der Großteil der Primärherde als E-Cadherin-negativ (van der Linden et al.,

1994). Poncelet et al. beobachteten hingegen in etwa 80% der Fälle eine

positive immunhistochemische Anfärbung für E-Cadherin in peritonealen

Endometrioseherden. Es zeigte sich jedoch besonders bei höhergradigen

Endometriosestadien eine im Vergleich zu geringergradigen Endometriose-

stadien eine niedrigere E-Cadherin-Expression in epithelialen Zellen innerhalb

der peritonealen Endometrioseimplantate (Poncelet et al., 2002). In einer

weiteren Studie konnte gezeigt werden, dass nur in 20% der untersuchten

Endometriome keine Expression von E-Cadherin zu verzeichnen war. Des

Weiteren konnte kein Unterschied in der E-Cadherin-Genexpression zwischen

Endometriomen, Borderline-Tumoren und Karzinomen des Ovars gefunden

werden (Daraï et al., 1998). Gaetje et al. berichteten, dass innerhalb von

peritonealen Endometrioseläsionen vergleichsweise vermehrt epitheliale Zellen

vorlagen, die E-Cadherin-negativ waren als in den Proben des eutopen

Endometriums. Diese E-Cadherin-negativen Zellen aus den endometrioiden

Läsionen stellten sich im Gegensatz zu solchen aus dem eutopen Endometrium

in in-vitro- Versuchen als stärker invasiv dar (Gaetje et al., 1995; Gaetje et al.,

1997).

Es gibt diverse Polymorphismen, die in Zusammenhang mit Endometriose zu

stehen scheinen (Tempfer et al., 2009), darunter auch ein Polymorphismus im

E-Cadherin-Gen, der häufig bei Endometriosepatientinnen vorlag (Yoshida et

al., 2012).

Zusammenfassend kann man daraus schließen, dass der Verlust von E-

Cadherin bei endometrialen Zellen eine Rolle in der Pathogenese der

Endometriose spielt. Ob der während der EMT üblicherweise stattfindende

Switch von E-Cadherin (epithelial) auf N-Cadherin (mesenchymal) hier

stattfindet, lässt sich anhand unserer qPCR-Daten nicht beantworten. N-

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Cadherin war in allen Probengruppen (sehr heterogen) exprimiert. N-Cadherin

wird während der proliferativen Phase des weiblichen Zyklus sowohl von

epithelialen als auch von stromalen Zellen des eutopen Endometriums

exprimiert, in der sekretorischen Phase jedoch nur von den epithelialen Zellen

(Poncelet et al., 2002). Zeitvogel et al. zeigten, dass N-Cadherin-positive

endometrioide Zellen aus peritonealen Läsionen in In-vitro-Versuchen einen

invasiven Charakter besaßen. Die Autoren vermuteten, dass Endometriose,

obwohl als nicht-neoplastisch definiert, einige maligne Kriterien aufweist und

ihre Metastasierung einige Mechanismen mit der Mikrometastasierung von

Malignomen teilt (Zeitvogel et al., 2001). In einer weiteren Studie wurde

beobachtet, dass N-Cadherin in 70% der untersuchten Endometriome ähnlich

stark wie in Zystadenomen und Borderline-Tumoren des Ovars exprimiert war,

woraus sich ein gewisses neoplastisches Potential der Endometriome ableiten

lässt (Daraï et al., 1998).

In Bezug auf EpCAM (ebenfalls ein Marker für epitheliale Gewebe und

Tumoren) zeigten sich vergleichsweise ähnliche Ergebnisse wie für E-Cadherin.

Hier war die Expression in der MEL ähnlich hoch wie in Primärläsionen. In den

PSLN, unabhängig vom IELC-Status, war nur eine geringe bzw. keine

Expression detektierbar. EpCAM ist ein interzelluläres Adhäsionsmolekül in

epithelialen Geweben, scheint aber unter anderem auch in Signal-

transduktionswegen oder während der Differenzierung eine Rolle zu spielen,

sodass vermutet wird, dass EPCAM ein pleiotropes Gen darstellt. Es wirkt bei

hohem Expressionslevel stabilisierend auf die Adhäsion innerhalb eines

Zellverbandes. Zeitgleich sorgt es jedoch auch für vermehrtes Wachstum und

eine metastatische Tendenz des Malignoms (Patriarca et al., 2012).

Dass die epithelialen Marker E-Cadherin und EpCAM zwar in Endometriose-

zellen der Primärläsionen, aber nicht in den IELCs in den PSLN exprimiert

waren, könnte ein Hinweis darauf sein, dass bei Lymphknotenbefall durch

Endometriose ein Prozess abläuft, der einer EMT ähnelt. Der Verlust dieser

epithelialen Marker in den IELC resultiert in einer verminderten Zell-Zell-

Adhäsion und verleiht diesen Zellen die (mesenchymale) Fähigkeit, sich aus

dem Zellverband der Primärläsion herauszulösen, in das lymphatische System

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einzuwandern und sich dort zu verbreiten. In der MEL jedoch, so deuten es

unsere Daten an, werden E-Cadherin und EpCAM in einem weiteren,

gegenläufigen Schritt (ähnlich der MET) wieder exprimiert. Die zuvor in den

Randsinus der Lymphknoten eingewanderten endometrioiden Zellen erlangen

wieder einen epithelialen Charakter, schließen sich zu einem intakten,

adhäsiven Zellverbund zusammen und tragen damit zur Ausbildung einer

intranodulären Endometrioseläsion bei.

Van den Berg et al. untersuchten, potentielle Biomarker für Endometriose-

läsionen, die intraoperativ zur Verbesserung der chirurgischen Therapie durch

bessere Visualisierung der makroskopisch schlecht sichtbaren Endometriose-

herde beitragen könnten. Dabei fanden sie, dass EpCAM in allen untersuchten

Endometrioseherden stark anfärbbar war, nicht jedoch das die Herde

umgebende Gewebe (van den Berg et al., 2013). Da EpCAM eine starke

Expression in der MEL zeigte, könnte also im Rahmen einer möglichen

intraoperativen immunhistochemischen Färbung von EpCAM auch selektiv eine

Lymphdrüse mit etablierter intranodulärer Endometrioseläsion angefärbt bzw.

visualisiert werden. So könnte das Rezidivrisiko, welches eine postoperativ in

situ verbliebene intranoduläre Läsion birgt, gesenkt werden. Allerdings legen

unsere Daten nahe, dass EpCAM von den IELCs in den pelvinen

Wächterlymphknoten nicht exprimiert wird. Ob und inwiefern diese IELC zu

einem Rezidivrisiko beitragen ist ungeklärt.

Veränderte Expression von CD44 Spleißvarianten

CD44 umfasst zwanzig Exons, wovon die ersten fünf und die letzten fünf

konstant exprimiert werden. Die Isoform CD44s stellt die kleinste Variante dar

und beinhaltet keines der zehn alternativ gespleißten variablen Exons 6-15 (v1

bis v10). Die resultierenden Proteinprodukte erfahren unterschiedliche post-

translationale Modifikationen (Glykosylierung) und weisen unterschiedliche

Funktionen auf und fungieren als Rezeptoren für Hyaluronsäure, Kollagen,

Laminin sowie Fibronectin und sind somit an der Ausbildung und Regulation

von Zell-Zell- und Zell-Matrix-Interaktionen beteiligt, aber auch an Migration,

Proliferation und Zellwachstum. In vielen Krebsarten sind sowohl CD44s als

auch diverse andere Isoformen stark exprimiert. Sie fördern beispielsweise

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durch Wechselwirkungen mit P- und L-Selektinen die hämatogene Streuung

von Malignomen. CD44 wird (neben CD24 und EpCAM) als Oberflächenmarker

für sogenannte Krebs-Stammzellen (cancer stem cells, CSC) bei diversen

Karzinomen verwendet, darunter auch Mamma- und Ovarialkarzinom. Die CSC

haben die Fähigkeit zur Selbstregeneration bzw. zur Differenzierung und sind

mit dem Entstehen und der Progression von Tumoren assoziiert und auch mit

der Invasivität und Metastasierung von Malignomen (Goodison et al., 1999;

Heider et al., 2004; Jaggupilli und Elkord, 2012). CD44v6 ist in besonderem

Maße mit Invasivität bzw. dem metastatischen Potential eines bösartigen

Tumors assoziiert. Es wurden bereits einige klinische Versuche mit

radiomarkierten CD44v6-spezifischen Antikörpern durchgeführt, um eine

mögliche CD44v6-zielgerichtete Karzinomtherapie zu finden (Biamonti et al.,

2012; Heider et al., 2004). CD44 ist auch an der EMT beteiligt.

Überraschenderweise stellte sich dabei jedoch heraus, dass zur Ausführung

einer EMT ein Switch von den CD44v-Isoformen hin zur CD44-Standardisoform

notwendig ist (Biamonti et al., 2012).

Es existieren hinreichende Beweise dafür, dass differente CD44-Expressionen

in unterschiedlichen funktionellen Eigenschaften von eutopen Endometrium

sowie Endometrioseherden resultiert. So ist zum Beispiel CD44s im

endometrialen Epithel sowie Stroma während der sekretorischen Phase des

weiblichen Zyklus exprimiert. Während der proliferativen Phase hingegen findet

sich eine Expression von CD44s nur im stromalen Anteil des Endometrium

(Poncelet et al., 2002).

Bei malignen Veränderungen konnte gezeigt werden, dass eine erhöhte

Expression von CD44 in ovariellen Karzinomzellen in vitro zu einer verstärkten

Adhärenz an peritoneales Gewebe führte und in einem kürzeren krankheits-

freien Überlebensintervall der Patienten resultierte (Cannistra et al., 1993;

Jones et al., 1995; Uhl-Steidl et al., 1995). In Bezug auf Vulvakarzinome im

Frühstadium wurde beobachtet, dass eine Expression speziell von CD44v6

(und CD44v3) mit einem kürzeren rezidivfreien Intervall bzw. einem kürzeren

Gesamtüberleben verbunden war. Auch im Fall des Endometriumkarzinoms

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bestand eine Assoziation zwischen der CD44v6-Expression und einem

verkürzten Gesamtüberleben (Tempfer et al., 1998a; Tempfer et al., 1998b).

Hinsichtlich Endometriose wurde beschrieben, dass in endometrialen Epithel-

bzw. Stroma-Zellen betroffener Patientinnen eine vermehrte Expression von

CD44-Varianten vorlag, was mit einer erhöhten Adhäsion der Endometriose-

zellen an peritoneale Mesothelzellen in Verbindung gebracht wurde (Griffith et

al., 2010). Ähnliche Expressionsniveaus von CD44-Isoformen wurden auch in

Endometriomen, Borderline-Tumoren und Karzinomen des Ovars beobachtet.

Auch endometriale Adenokarzinome weisen im Vergleich zum eutopen

Endometrium eine Überexpression diverser CD44-Isoformen auf, wobei

CD44v6 jedoch keine spezifischen Expressionsunterschiede aufzuweisen

schien (Daraï et al., 1998; Leblanc et al., 2001). Hong et al. fanden zwar eine

Expression von CD44v6 in endometrialen Karzinomen vor, konnten aber keine

signifikante Korrelation mit einem Befall des lymphovaskulären Systems

feststellen (Hong et al., 2006). Allerdings wurde eine CD44-Varianten-

Expression in Lymphknotenmetastasen bei einer Reihe von bösartigen

Erkrankungen beschrieben. Darunter fand sich beispielsweise eine signifikant

hochregulierte CD44v6-Expression bei Lymphknotenmetastasen von

Magenkarzinomen (Okayama et al., 2009), Ösophaguskarzinomen (Shen et al.,

2012), Adenokarzinomen der Lunge (Afify et al., 2011) sowie bei

Blasenkarzinomen (Omran und Ata, 2012). In Bezug auf das Magenkarzinom

konnte CD44v6 hier sogar als ein Marker für Mikrometastasen identifiziert

werden (Ru et al., 2012). In Ovarial- oder Endometrium-Karzinomen jedoch

wurde dieses Phänomen nicht beobachtet (Schröder et al., 1999; Tokumo et al.,

1998).

In dieser Arbeit haben wir sowohl die Standard-Isoform CD44s als auch die

Isoform CD44v6, die das variable Exon 6 enthält, untersucht. Im Hinblick auf die

oben zitierte Literatur geben unsere Daten Anlass zu spekulieren, dass eine

Hochregulierung von CD44s und CD44v6 eine funktionelle Rolle beim Befall

des lymphatischen Systems bzw. der Ausbildung von endometrioiden

intranodulären Metastasen spielt.

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Wird der Befall des lymphatischen Systems mit endometrioiden

Zellen durch CXCL12-induzierte Chemotaxis begünstigt?

Der Chemokinrezeptor CXCR4 und sein Ligand CXCL12 (SDF-1α) sind bei der

gerichteten Zellmigration (Chemotaxis) an diversen physiologischen und

pathophysiologischen Vorgängen beteiligt. So wird CXCR4 unter

physiologischen Bedingungen von diversen Zellen, wie beispielsweise

Endothelzellen oder phagozytären Zellen (Makrophagen), exprimiert. Aber auch

in diversen Karzinomarten, darunter auch das Ovarialkarzinom, wurde im

Gegensatz zum korrespondierenden Normalgewebe eine Expression von

CXCR4 beobachtet, die zu einer Chemotaxis bzw. Invasion der malignen Zellen

entlang eines CXCL12-Gradienten führt. Beim Mammakarzinom wurden

beispielsweise hohe CXCL12-Niveaus in axillären Lymphknoten vorgefunden.

Eine CXCR4-Überexpression in Karzinomzellen ist unter anderem mit einem

vermehrten Tumorwachstum, einer erhöhten Tumoraggressivität, einem

vermehrten Metastasierungsrisiko, einer schlechteren Prognose und einer

höheren Wahrscheinlichkeit für Rezidive assoziiert (Domanska et al., 2013; Kuil

et al., 2012).

CXCR4 wird auch im Endometrium von gesunden Frauen exprimiert, wobei das

CXCR4-Niveau während der sekretorischen Phase am niedrigsten ist

(Dominguez et al., 2003). Bisher existiert nur wenig Literatur über mögliche

Funktionen der CXCL12-CXCR4-Signalkaskade bei Endometriose. So zeigte

eine Untersuchung von Endometrioseherden, dass sich epitheliale Zellen

sowohl für CXCL12 als auch für CXCR4 positiv färbten. Zusätzlich gab es eine

Expression von CXCL12 in Stromazellen und im kapillären Endothel,

wohingegen nur eine geringe Expression von CXCR4 im Endothel vorlag

(Furuya et al., 2007). Ruiz und Kollegen fanden eine im Vergleich zum

Endometrium von gesunden Frauen signifikant erhöhte Menge von CXCR4

sowohl im Stroma als auch im Epithel von endometrioiden Läsionen (Ruiz et al.,

2010).

Unsere Ergebnisse stehen im Einklang mit diesen Daten, deuten aber darauf

hin, dass CXCR4 in IELC und in intranodulären Metastasen noch weiter

hochreguliert ist. Es gibt Hinweise, dass EMT-assoziierte Vorgänge über

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Aktivierung der CXCL12-CXCR4-Achse die lymphatische Metastasierung

fördern. Hierbei lockt CXCL12, das zum einen von Endothelzellen des

lymphatischen Systems in den subkapsulären Sinus sezerniert wird und zum

anderen von lymphknotenständigen Makrophagen produziert wird, CXCR4-

exprimierende Tumorzellen gezielt an (Ji, 2012).

Tragen Makrophagen zur Ausbreitung von Endometriose bei?

Endometriose wird als eine inflammatorische Erkrankung angesehen (Burney

und Giudice, 2012). Konno et al. beobachteten in diesem Zusammenhang eine

erhöhte Expression von CXCR4 in ovariellen Endometrioseherden im Vergleich

zu gesundem ovariellen Gewebe (Konno et al., 2003). Das könnte durch eine in

Endometrioseherden beobachtete signifikant erhöhte Menge von Makrophagen

begründet sein (Khan et al., 2004; Tran et al., 2009).

Unsere Daten demonstrieren eine erhöhte Expression von CD68 in den IELC-

positiven PSLN und in der intranodulären Metastase, was auf eine erhöhte

Anzahl von Makrophagen hindeutet, da CD68 ein Marker für Makrophagen ist

(Ashley et al., 2011), auch für sogenannte Tumor-assoziierte Makrophagen

(TAM). Klinische Studien belegen, dass das Vorliegen von TAM bei diversen

Karzinomen (unter anderem der Brust-, der Zervix- und des Ovars) mit einer

schlechten Prognose vergesellschaftet ist. TAM fördern die Tumorprogression

und die Metastasierung, indem sie die Angiogenese bzw. Lymphangiogenese

steigern und die Antitumor-Immunität hemmen (Ji, 2012; Pollard, 2004; Tang,

2013). Ein möglicher Makrophagen-IELC-Crosstalk könnte daher ebenfalls eine

Rolle beim Befall des lymphatischen Systems durch Endometriose spielen.

Verlust der SCUBE2-Expression in der MEL?

Der von uns beobachtete Verlust der SCUBE2-Expression in der intranodulären

endometrioiden Läsion könnte zwar ein Produkt des Zufalls sein, was aber eher

unwahrscheinlich ist, da jeweils drei unabhängige Proben bzw. Analysen

durchgeführt wurden und SCUBE2 in zwei weiteren Proben (EL und IELC-

positiver PSLN) der Patientin, aus der die MEL-Probe stammte, exprimiert war.

Das sogenannte Signal-peptide-CUB-epidermal growth factor-like domain-

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containing protein 2 (SCUBE2) ist in vielen Geweben, darunter auch gesundes

Brustgewebe, exprimiert. Eine verringerte Expression dieses Gens in Tumoren

der Mamma ist mit einer schlechteren Prognose assoziiert. Der antiproliferative

Effekt von SCUBE2 ist wohl mit einer protektiven Wirkung verknüpft (Cheng et

al., 2009; Yang et al., 2002). Nähere Daten zu SCUBE2 im Zusammenhang mit

Endometriose existieren bisher nicht, aber sein Verlust könnte einen weiteren

Schritt in der Transformation der Endometriose in Richtung Malignität

darstellen. Zur Erhärtung dieser Hypothese müssten allerdings noch weitere

Proben von MELs untersucht werden.

Betrachtungen zur Expression weiterer Gene

MMP11 (Stromelysin 3) gehört zur Familie der Matrix-Metalloproteinasen

(MMP), deren Mitglieder vor allem bei der Zersetzung der extrazellulären Matrix

bzw. beim Gewebe-Remodelling beteiligt sind. Verschiedene MMP, darunter

auch MMP11, sind auch in den menstruellen Abbruch involviert und weisen

eine entsprechende zyklusabhängige Genexpression auf. Eine Reihe von

Experimenten offenbarte, dass eine Östradiol-Exposition zu gesteigerter MMP-

Expression führt, was wiederum in einem vermehrten Wachstum resultiert. Eine

Rolle bei der Entstehung und Verbreitung von Endometriose liegt somit nahe.

Progesterone hingegen hemmen die MMP-Expression (Osteen et al., 1999).

MMP11 ist in normalen adulten Geweben nur gering exprimiert. In vielen

humanen Karzinomen jedoch ist es zum Teil stark exprimiert, und ist mit

erhöhter Tumorprogression und schlechter Prognose korreliert (Matziari et al.,

2007; Wei und Shi, 2005). Interessanterweise wurde auch gezeigt, dass

MMP11 die unter MMPs einzigartige Eigenschaft besitzt, antiapoptotisch zu

wirken (Matziari et al., 2007).

Uzan et al. konnten demonstrieren, dass die MMP11-Expression innerhalb des

Endometrium von Frauen ohne Endometriose und Endometriosepatientinnen

ähnlich ist. Interessanterweise zeigte sich jedoch, dass die Expressionsniveaus

von MMP11 in den unterschiedlich lokalisierten Endometrioseherden

unterschiedlich hoch waren. So war das Expressionsniveau von MMP11 in

kolorektalen Endometrioseimplantationen am höchsten. Im Vergleich zwischen

peritonealen und ovariellen Herden stellte sich die Genexpression in den

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peritonealen Läsionen als höher heraus (Uzan et al., 2004). Unsere Daten

zeigen, dass MMP11 in Primärläsionen zwar am höchsten exprimiert war, das

Expressionsniveau in der MEL jedoch im Vergleich zu den PSLN ebenfalls

relativ hoch war. Im Vergleich zwischen den PSLN-Probengruppen zeigte sich,

dass IELC-positive PSLN ein höheres Expressionsniveau aufwiesen. Daraus

kann man schließen, dass MMP11 unabhängig von der Pathogenese

(EMT/MET) einer MEL durchgängig exprimiert wird.

Die Mitglieder der BCL2-Familie sind Regulatoren der Apoptose mit sowohl pro-

als auch antiapoptotischer Wirkung. Die antiapoptotisch wirkenden Proteine der

BCL2- Familie, wozu auch Bcl-2 zählt, gelten daher als Proto-Onkogene. Sie

fördern nicht nur das Tumorwachstum, sondern auch die Resistenz gegenüber

Chemotherapeutika (Nasu et al., 2011). Bcl-2 gilt als eines der am besten

erforschten Apoptose-assoziierten Proteine. Es blockiert die Apoptose, in dem

es die Funktion der mitochondrialen Membran reguliert ohne die

Zellproliferation zu fördern. Dabei ist die Aktivität von Bcl-2 abhängig von der

Interaktion mit dem antagonistisch-wirkenden Protein Bax, das ebenfalls zur

BCL2-Familie gehört. Bei Überexpression von Bcl-2 wird der Zelltod reprimiert.

So ist die Empfänglichkeit einer Zelle gegenüber der Apoptose durch das

Konzentrationsverhältnis zwischen Bcl-2 und Bax bestimmt. In Bezug auf die

Bcl-2-Expression in endometrioiden Läsionen gibt es diverse Daten, die sich je

nach Lokalisation der Herde jedoch unterscheiden. So war in ovariellen

Endometrioseherden keine Bcl-2-Expression nachweisbar, wohingegen sich

beispielsweise in peritonealen Endometrioseläsionen eine signifikant

gesteigerte Genexpression von Bcl-2 sowohl in epithelialen als auch stromalen

Anteilen zeigte. Weitere Studien zeigten, dass die Bcl-2-Expression in

zystischen Endometrioseimplantaten geringer war als in nicht-zystischen

Endometrioseläsionen (Nasu et al., 2011). Unsere Daten zeigen einen Trend

erhöhter BCL2-Expression in IELC-positiven PSLN, was darauf hindeuten

könnte, dass die Population endometrioider Zellen, die das lymphatische

System zu infiltrieren vermögen, über eine erhöhte Apoptose-Resistenz

verfügen. Weitere Untersuchungen in diese Richtung sollten durchgeführt

werden.

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82

Anwendbarkeit eines Oncotype DX-ähnlichen Recurrence-Scores

bei Endometriose

Das in der hier beschriebenen Studie verwendete Genpanel überlappt zu einem

großen Teil mit jenem des Oncotype DX Assays (Paik et al., 2004). Mit

Ausnahme von zwei Genen zur Bestimmung des HER2-Status (HER2, GRB7)

und dass hier anstelle von fünf (ACTB, GAPDH, PRLPO, GUS und TFRC) nur

zwei Referenzgene (ACTB und GAPDH) bestimmt wurden, sind alle Gene des

Oncotype DX Assays auch in unserer Genauswahl enthalten. Das und die

Beobachtung, dass Endometriose und das Mammakarzinom eine Reihe von

Charakteristika teilen, wie beispielsweise die Abhängigkeit von Steroid-

hormonen, bewog uns, die mögliche Aussagekraft eines analog zum

Recurrence-Score berechneten Wertes im Rahmen der Endometriose zu

erkunden.

Für die Recurrence-Score-Bestimmung wird in dieser Arbeit für die HER2-

Gruppe daher der im Berechnungsalgorithmus vorgesehene Default-Wert (8)

angenommen (Paik et al., 2004). Eine Bestimmung des HER2-Status bei der

Endometriose scheint auch nicht allzu relevant. So fanden beispielsweise Uzan

et al. nur in fünf von zwanzig kolorektalen Endometrioseherde im stromalen

Anteil eine schwache Anfärbung für HER2. In allen anderen untersuchten

Endometrioseläsionen (ovariell, peritoneal und kolorektal) war keine HER2-

Expression nachweisbar (Uzan et al., 2009).

Die für unsere Proben berechneten Recurrence-Scores unter Anwendung der

Oncotype DX-Klassifikation zeigten, dass Lymphknotengewebe grundsätzlich

Werte im High-Risk Bereich ergeben, während Endometrioseläsionen in die

Low-Risk Klasse fallen. Insofern ist die Übertragung des Oncotype DX Tests

auf Endometriose nicht sinnvoll. Auch gab es keinen Unterschied zwischen

IELC-positiven und IELC-negativen PSLN. Interessanterweise ergab sich

jedoch für den Lymphknoten mit MEL trotz der analysebedingten „Verdünnung“

durch umliegende Lymphozyten ein Score, der dem der Primärläsionen

entsprach.

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Schlussbemerkungen

In einer vorherigen Studie, bei der in einem Tiermodell (Ratte) Endometrium

autolog von der Gebärmutter in die Ileocoecalregion transplantiert wurde,

gelang es zwar, Darm-Endometriose zu induzieren, jedoch konnte

anschließend keinerlei Beteiligung regionaler Lymphknoten (im Sinne einer

ausgebildeten MEL oder dem Vorhandensein von IELC in den Randsinen)

nachgewiesen werden (Gong et al., 2011). Im Hinblick auf die oben diskutierten

molekularen Vorgänge könnte dies durch das Fehlen genau dieser molekularen

Schritte begründet sein. Eine Herauslösung der endometrioiden Zellen aus der

Primärläsion und die Invasion in die PSLN sind nur nach Herunterregulierung

von EpCAM und E-Cadherin und Heraufregulierung von CXCR4 und CD44-

Isoformen möglich. Die Transplantation von eutopen Endometrium, das diese

molekularen Alterationen nicht durchlaufen hat, reicht also nicht aus, auch

einen Befall des lymphatischen Systems zu induzieren.

Zusammenfassend kann man aus den in der hier beschriebenen Arbeit

erzielten Daten schließen, dass der Befall von PSLN durch Endometriose von

einer abweichenden Expression einer Reihe von Genen, darunter EPCAM,

CDH1, CXCR4 und CD44, begleitet ist.

Diese neu gewonnenen Einblicke in die molekulare Ätiologie der Endometriose

könnten sowohl für die Diagnostik, die Klassifizierung des individuellen

Patientenrisikos, als auch die Entwicklung neuer zielgerichteter Therapien

relevant sein.

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DANKSAGUNG

Zunächst möchte ich mich bei meinem Doktorvater, Herrn Prof. Dr. med.

Clemens Tempfer, für die freundliche Überlassung des Themas bedanken. Ich

bin sehr froh, dass er es mir ermöglicht hat, diese Arbeit durchzuführen.

Ausserdem gebührt Herrn Dr. rer. nat. Günther Rezniczek größter Dank für die

wirklich einzigartige Betreuung. Er hat mich in allen Phasen der Arbeit begleitet,

stand mir mit Rat und Tat zur Seite und hat alle meine Fragen beantwortet. Ich

weiss diese durchaus nicht selbstverständlichen Mühen wirklich sehr zu

schätzen. Desweiteren möchte ich mich sowohl bei ihm, als auch bei Jan

Scheich für die Einarbeitung in die bzw. für Hilfestellungen und praktische Tipps

bei der Versuchsdurchführung bedanken. Auch den gesamten Teams der

Forschungslabore in der Düngelstraße möchte ich ein Dankeschön für die

vielen netten Stunden aussprechen. Ich habe mich dort sehr wohl gefühlt.

Herrn Prof. Dr. Reinhard Horvat danke ich dafür, dass er mir das Proben-

material für diese Arbeit zur Verfügung gestellt hat.

Ganz besonderer Dank gilt allen Menschen in meiner Umgebung, die mich

während der Doktorarbeit unterstützt haben. Meine Familie und Freunde haben

mich immerzu in meinem Engagement bestärkt, wofür ich mich nun herzlich

bedanken möchte.

Unendlich dankbar bin ich besonders meinen Eltern, die mich auf meinen

Lebensweg immer unterstützt und mir das Studium ermöglicht haben. Danke

von ganzem Herzen an euch für euren grenzenlosen und liebevollen Beistand

auf meinem Weg!

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LEBENSLAUF

Persönliche Daten

Name Nadine Katharina Notscheid

Geburtstag/-ort 01.08.1987 in Köln

Schulausbildung

1994-1998 Donatus Grundschule Erftstadt-Liblar

1998-2007 Ville-Gymnasium Erftstadt-Liblar

2007 Abitur

Hochschulausbildung

2007-2013 Studium der Humanmedizin an der Ruhr-Universität

Bochum

09/2009 Erster Abschnitt der Ärztlichen Prüfung

2012/2013 Praktisches Jahr:

- Innere Medizin, Marienhospital Herne

- Frauenklinik am Marienhospital Herne

- Chirurgische Klinik am Marienhospital Herne

2013 Zweiter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung

Dissertation

09/2011 Beginn der Dissertation in der Frauenklinik am

Marienhospital Herne bei Herrn Prof. Dr. med. C. Tempfer