Die Wertigkeit des Enzyms Telomerase in der Diagnostik von Harnblasenkarzinomen

Zusammenfassung:

Fragestellung: Zum Nachweis von Harnblasenkarzinomen sind derzeit invasive Untersuchungen erforderlich. Eine neue, nicht-invasive Methode würde insbesondere in der Diagnostik und Nachsorge neue Möglichkeiten eröffnen. Der Nachweis des Enzyms Telomerase könnte diese diagnostischen Möglichkeiten bieten. Telomerase ist ein Ribonukleoprotein, welches eine de novo-Synthese der Telomerenden ermöglicht. Da Telomerase vorwiegend in malignen Zellen nachweisbar ist, bietet die Telomerase sowohl neue diagnostische als auch therapeutische Möglichkeiten. Die Standardtechnik zum Nachweis von Telomeraseaktivität ist der TRAP-Assay (telomeric repeat amplification protocol). Aufgrund der Instabilität des Ribonukleoproteins Telomerase in dem aggressiven Medium Urin (saurer pH, Proteasen, Salze, Harnstoff) ist die Untersuchung von Urinproben mittels TRAP-Assay problematisch. Ziel der vorliegenden Arbeit war deshalb die Etablierung einer stabileren Nachweismethode von Telomerase in Urin. Seit Klonierung des RNA-Anteils der humanen Telomerase ist es möglich, Telomerase neben dem TRAP-Assay auch mittels RT-PCR nachzuweisen. Material und Methoden: Es wurden Urinproben von 35 Patienten mit gesichertem Urothelkarzinom der Harnblase, von 24 Patienten mit benignen urologischen Erkrankungen (Urolithiasis, Harnwegsinfekte), von 3 Patienten im Rahmen der Tumornachsorge bei Zustand nach Harnblasentumoren sowie von 38 gesunden Probanden auf das Vorliegen der humanen Telomerase RNA (hTR) und auf ihre Telomeraseaktivität untersucht. Die hTR wurde mittels einer hochsensitiven RT-PCR, die Telomeraseaktivität wurde mittels des von Kim et al. beschriebenen TRAP-Assays nachgewiesen. Ergebnisse: Bei Vorliegen eines Blasenkarzinoms war die hTR mittels RT-PCR in 29 von 35 Fällen nachweisbar (Sensitivität 83%). Niedrige hTR-Level fanden sich bei ca. 20% der Kontrollproben (Spezifität 82%). Telomeraseaktivität ließ sich in Urinproben von Patienten mit Harnblasenkarzinomen mittels TRAP-Assay nur in 6% nachweisen. Schlußfolgerung: Der Nachweis von hTR mittels RT-PCR stellt eine neue vielversprechende Methode zum nicht-invasiven Nachweis von malignen Zellen in Urinproben dar.

Abstract

Purpose: There is a need for new non-invasive methods for the diagnosis of carcinoma of the urinary bladder. Detection of the enzyme telomerase in urine could offer these new diagnostic possibilities. The standard technique for detecting telomerase activity is the TRAP assay (telomeric repeat amplification protocol). Because of the instability of the ribonucleoprotein telomerase in an aggressive medium, such as urine, investigations conducted to date have yielded non-uniform or even contradictory findings. Thus, the objective of the present study was to establish a more reliable detection method for telomerase in urine. Therefore we examined the detection of the recently determined RNA portion of human telomerase (hTR) by RT-PCR and compared it to telomerase activity. Materials and Methods: Urine samples were obtained prior to surgery from 35 patients with confirmed bladder cancer, 24 patients with other urologic disorders (urolithiasis, urinary tract infections) and from 38 healthy volunteers. Each sample was examined for the presence of human telomerase RNA (hTR) and telomerase activity. Identification of hTR was performed using a RT-PCR method, while telomerase activity was detected using the PCR based TRAP assay. For both methods new non radioactive detection methods were used. Results: Increased levels of hTR were found in 29 of 35 urine samples (sensitivity 83%, specifity 82%) obtained from patients with bladder cancer. Telomerase activity was detected in only 2/35 (6%) of these same cases. In healthy volunteers RT-PCR detected hTR at low levels in 5 of 38 (13%) samples, but telomerase activity was not observed. For patients with benign urologic disorders such as urolithiasis or urinary tract infections hTR was detected in samples obtained from 6 out of 24 patients (25%). Conclusions: The detection of hTR by RT-PCR represents a promising new method for detecting malignant cells in urine which is practicable for routine clinical use.

Key words:

Bladder cancer - Non-invasive detection - Human telomerase RNA (hTR) - Telomerase activity - Urine