WO2012097786A1 - Method for predicting the therapeutic efficacy of egfr inhibitors - Google Patents

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WO2012097786A1
WO2012097786A1 PCT/DE2011/075289 DE2011075289W WO2012097786A1 WO 2012097786 A1 WO2012097786 A1 WO 2012097786A1 DE 2011075289 W DE2011075289 W DE 2011075289W WO 2012097786 A1 WO2012097786 A1 WO 2012097786A1
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Burkhard Brandt
Dirk Kemming
Iris Alpers
Sönke MEYER-STAECKLING
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Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
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    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/106Pharmacogenomics, i.e. genetic variability in individual responses to drugs and drug metabolism

Definitions

  • the invention relates to a method for the prediction of the therapeutic
  • carcinomas arise from the epithelial cells of said organs. They cause no symptoms for a long time and are therefore often recognized in an advanced, then often untreatable stage. Phenotypically, a malignant tumor is defined by its ability to grow uncontrollably and invasively, and to develop metastases in other tissues or organs. These phenotypic characteristics are the result of genetic alterations of the tumor cells, which in many cases can be detected as chromosome aberrations and DNA sequence mutations.
  • oncogenes Genes have been identified, so-called oncogenes, whose function is directly linked to the transformation of a cell into a malignant tumor cell
  • Tumorigenesis and metastasis is due to a disorder or alteration of these genes important for signal transduction, which leads to unregulated growth, invasions (invasions) into other tissues via the basement membranes and formation of secondary tumors (metastases). This may be present in all signaling pathways that model or alter cells, as well as interfere with the delicate balance between cell division and growth versus apoptosis, that is, programmed cell death.
  • RTKs receptor tyrosine kinases
  • ligand-binding domain are characterized. Ligand binding leads to homo- or heterodimerization of the RTKs. Due to the sterically more favorable position of the two intracellular domains to each other is an activation of the tyrosine kinase domains with the resulting activation of Autotial. Transphosphorylation of the carboxy-terminal region. It triggers various intracellular signal cascades that control cell division, apoptosis, angiogenesis, cell adhesion, and cell motility.
  • ErbB The best-characterized proteins associated with the development and development of breast cancer are the so-called ErbB family, which consists of ErbB-1, ErbB-2, ErbB-3 and ErbB-4.
  • ErbB is the abbreviation for "erythroblastic leukemia viral oncogene.”
  • ErbB-1 is also referred to as HER1, ErbB-2 as HER2, ErbB-3 as HER3 and ErbB-4 as HER4, the abbreviation HER being used for "human epidermal growth factor
  • ErbB-1 or HER1 is also referred to as “Epidermal Growth Factor Receptor” and abbreviated as “EGF Receptor” or “EGFR”.
  • EGF Receptor Epidermal Growth Factor Receptor
  • EGFR Overexpression detected. Since overexpression of EGFR leads to an increase in cell proliferation, angiogenesis and rate of metastasis in the reduction of apoptosis, EGFR provides a target for inhibiting EGFR oncogenic signaling and thus tumor growth through targeted therapy. This can be done in several ways: For example, the dimerization can be blocked, the extracellular receptor binding sites can be occupied or the
  • Tyrosine kinase activity can be inhibited intracellularly.
  • Low molecular weight substances include gefitinib and lapatinib.
  • therapeutic monoclonal antibodies such as cetuximab and panitumumab have been developed.
  • the coding gene ErbB-1 for the human EGF receptor is located on chromosome 7p11.2 and comprises 177 kbp.
  • cDNA complementary DNA
  • the human exon 1 comprises a 5 '
  • EGF as a ligand of the EGFR protein is used by many cancer cells as a growth factor to stimulate proliferation.
  • EGF as a ligand of the EGFR protein is used by many cancer cells as a growth factor to stimulate proliferation.
  • Receptor expression and activation causes mutations in the EGFR gene in many tumors.
  • the mutations include increased gene copy numbers
  • Glioblastomas are to be found. In mamma, oral mucosa and
  • Bladder carcinomas are the much more common amplifications in intron 1 of the EGFR gene.
  • the constitutive activation of the EGFR kinase by point mutation in exons 18 to 21 leads to an increased sensitivity of the receptor to the tyrosine kinase inhibitors gefitinib and erlotinib
  • Subgroup of lung carcinoma (about 6%).
  • HERV-K is the abbreviation for "human endogenous retrovirus K”.
  • HERV are a subfamily of endogenous retroviruses (ERV) that have long since entered the human germline but are unable to form intact retroviruses.
  • telomer ⁇ telomer ⁇ telomer ⁇ telomer ⁇ telomer ⁇ telomer ⁇ amplicon were in the range of HERV-K retroviral section determined by quantitative PCR (qPCR) copy numbers, which were increased by factor .2-16, relative to the average gene copy number ("Average Gene Copy Number" or "AGCN") of EGFR (Mayer J, Meese EU, The human endogenous retrovirus family HERV-K (HML-3), Genomics 2002, 80: 331-43, PMID: 12213204; Sauter G et al., Patterns of epidermal growth factor receptor amplification in malignant gliomas. Am J Pathol 1996, 148 (4): 1047-53, PMID: 8644846).
  • the object of the invention is a simple and fast to be performed
  • TKIs low molecular weight tyrosine kinase inhibitors
  • therapeutic anti-EGFR antibodies ie antibodies directed against EGFR
  • ie antibodies directed against EGFR or
  • Chemotherapies with anthracyclines, platinum-containing substances, taxanes or 5-fluorouracil are Chemotherapies with anthracyclines, platinum-containing substances, taxanes or 5-fluorouracil.
  • This object is achieved by taking a cell sample from a patient, amplifying one or more DNA segments in the region of the EGFR gene by means of quantitative real-time PCR and quantifying them, and the copy number thus obtained as a measure of the therapeutic to be expected Effectiveness is used. This is easy, routine, reliable and quick to carry out with the invention. According to the invention was this
  • the gene copy number of the EGF receptor correlates with the response of a cancer therapy targeting the EGFR. Efficient clinical diagnosis thus requires the reliable quantification of the gene copy number of the EGF receptor. However, determining the gene copy number of the entire EGFR gene is very expensive. Surprisingly, it has been shown that the copy number of one or more located on the p-arm of chromosome 7 DNA sections correlated with the gene copy number of the entire EGFR gene. Therefore, a prediction of the response of a therapy can be made by determining the copy number of a suitable DNA segment.
  • the method is preferably for prediction of the probable
  • the EGFR amplicon is dynamically regulated, it is advantageous to use different, individual DNA sections for quantitation in order to perform efficient predictive diagnostics for therapy with EGFR inhibitors. It has been shown that the exons 3, 4, 5, 7, 9, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 and 21 of the EGFR gene or the HERV K1 section or HERV K2 Section of the EGFR amplicon are particularly suitable DNA sections for quantitative real-time PCR. Their copy number can be determined individually or in combination quantitatively. So far, quantifications of HERV K segments in the EGFR amplicon have not been performed in conjunction with amplifications of the EGFR gene. For example, the copy number of the DNA sequence of exon 7 and the copy number of the DNA sequence of the HERV K1 segment can be determined in each case. The measured values then become one
  • primer pairs having the sequences according to claim 4 are used.
  • the primers are also listed in Table 8.
  • Therapeutic efficacy of inhibitors against the EGF receptor is likely when the measured copy number of the particular DNA segments is greater than 1.35 individually or on average. This means that when the level is greater than 1.35, a therapeutic response of the EGF receptor inhibitors is expected and therefore therapy is recommended.
  • the identification of the tumor cells is carried out by antibody labels. For this purpose, single or few cells are analyzed, either as circulating tumor cells from the blood, in the ascites, the
  • Pleural fluid or lymph nodes hereafter abbreviated as scattered
  • Tumor cells (English term: STC for spread tumor cells).
  • STC spread tumor cells
  • a very early stage of metastasis is seen, with less than 0.001% of the tumor cells released from a solid tumor having the ability to form metastases.
  • the occurrence of tumor-distant, individual STC is in contrast to the manifest metastasis reversible and therefore therapeutically treatable.
  • Another advantage is that an analysis can be carried out even after removal of the solid primary tumor.
  • minimal residual cancer The invasion of individual tumor cells into non-tumor tissues or organs without the formation of solid metastases is referred to as "minimal residual cancer.”
  • minimal residual cancer The present invention implies that the method shown herein may be used to diagnose the possible formation of metastases and to predict the success of a tumor Antitumor therapy can also be carried out after an already completed removal of a secondary tumor, tertiary tumor and possibly further.
  • the invention also includes a kit for prognosis of the therapeutic
  • Chemotherapeutic agents in particular carboplatin and / or paclitaxel, wherein the kit Reagents and / or reaction vessel and / or other means for performing the method described.
  • the invention has been validated using the breast cancer cell line MDA-MB-468.
  • This has the phenotype of an invasive breast carcinoma.
  • the cell line MDA-MB-468 carries a distinct amplification in the region of chromosome 7p11-14, which includes the EGFR gene.
  • the MDA-MB-468 cell line had an average EGCN of about 30 for EGFR, with the value 1 defined as a diploid set.
  • flow cytometry and anti-EGFR antibody subpopulations were isolated in a population of MDA-MB-468 cells, which showed an increased or decreased EGFR expression.
  • the subsequent investigation by comparative genomic hybridization (English
  • Fluorescence in situ hybridization (abbreviated to FISH) and quantitative real-time PCR (abbreviated q PCR) showed that MDA-MB-468 was heterogeneous for the EGFR locus and the AGCN. There was a positive correlation between the AGCN for EGFR and its expression.
  • MDA-MB-468 Three subcell lines of MDA-MB-468 were produced which differ in the average AGCN of the EGFR.
  • MDA-MB-468 sub-cell lines with descending AGCN were generated for the EGFR gene (MDA (+): 2 to 3 gene copies; MDA0107: 3 to 7 gene copies; MDA0106 14 to 17 gene copies). They were able to confirm the association between gene copy increase and increase in mRNA expression level (Agelopoulos et al., Selective Regain of gene gene copies in CD44 + / CD24- / low breast cancer cellular model MDA-MB-468, BMC Cancer, 2010, 10 : 78. PMID: 20199686).
  • the amplicon of the subcell line MDA (+) formed the central element of the main amplicon.
  • the main amplicon has been assigned two more regions telomere and centromeric of the central element. These regions showed gains in DNA from the amplicon of subcell line MDA0107.
  • a low amplified region closed centromeric to the Main amplicon from subclone MDA0106 and MDA-WT.
  • telomeric starting region of the amplicon was detected in the region of a retroviral HERVK element (Mayer and Meese, The human endogenous retrovirus family HERV-K (HML-3), Genomics 2002 Sep; 80 (3): 331-43.
  • Figure 1 a shows the structure of an EGFR amplicon S1 with a high EGFR gene copy number on chromosome 7p.
  • Each nucleotide of the amplicon is represented as a dot, the abscissa showing the position in the sequence.
  • the ordinate shows, as a logarithmic ratio, the DNA copy number of normal DNA for varying the tumor DNA copy number.
  • the amplicon consists of three main parts, with the boundaries of the amplicon shown with the vertical lines 1 and 3.
  • Line 1 shows the border of the amplicon to the telomeric side, line 3 to the centromeric side.
  • the position of the EGFR gene is indicated by the middle line 2.
  • the three parts of the amplicon are thus the actual EGFR gene and its two extensions to the telomeric side or
  • centromere side To the left of line 1 or the telomeric extension of the amplicon, the baseline of the logarithmic ratio of the DNA copy number, which is marked with 4.
  • the logarithmic ratio is here at about 0, ie there is the same copy number of DNA in tumor cells and normal cells.
  • the logarithmic ratio of the DNA copy number of the amplicon from tumor cells to normal cells is between -2 and -4, ie there are several copies of this sequence section.
  • FIG. 1b shows the structure of an EGFR analog S3.2 with a low EGFR gene copy number on chromosome 7p. It also consists of the three main parts, whose boundaries are represented by vertical lines. The position of the EGFR gene is indicated by the middle line 2. The left line 1 shows the border of the telomeric extension, and the right line 3 the border of the centromeric extension of the EGFR amplicon. For the amplicon in cells with low EGFR gene copy number, the centromeric extension is significantly shorter compared to cells with high EGFR gene copy number.
  • Figure 2 shows the structure of the amplicon at different copy numbers of the EGFR gene.
  • the abscissa shows the position in the sequence.
  • the ordinate shows the logarithmic ratio of the DNA copy number of normal DNA to the variation of the tumor DNA copy number.
  • Curve 1 1 shows the amplicon with 2 to 4 EGFR gene copies; Curve 12 the amplicon with 6 copies; Curve 13 the amplicon with 8 copies; Curve 14 the amplicon with 12 copies and curve 15 the amplicon with 30 copies.
  • the vertical black lines indicate the positions of the EGFR exons.
  • the EGCF gene of single or few cells was determined by qPCR assays (quantitative PCR assays).
  • the qPCR assays were performed from the 5 ' end of the EGFR amplicon and for the EGFR gene with its exons 4 to 21.
  • the qPCR was optimized by a SYBR green assay with 58 sequences for the determination of EGFR amplification.
  • the significance of the qPCR assays was between 98.07% and 99.02%, the average being 98.78% and the standard deviation being 0.36.
  • Table 2 AGCN for various MDA-MB-468 subcell lines.
  • Table 2 shows the results of quantitative PCR assays of exons 4, 7, 9, 15 and 21 of the EGFR gene for various MDA-MB-468 subcell lines.
  • MDA-WT refers to the wild-type, "MDA-low” cells with low amplification of the EGFR gene and "MDA-Re1" and “MDA-Re2" cell clones with two different amplifications of the EGFR gene.
  • AGCN of the EGFR gene determined via the various exons (exons 4, 7, 9, 15 or 21) were in a comparable framework (Table 2).
  • Table 3 Quantitative single-cell PCR of exons 7 and 9 from bone marrow and blood samples.
  • H strong, relative amplifications of the EGFR gene
  • L weak, relative amplifications
  • SD standard deviation.
  • Table 3 shows the results of qPCR analyzes for exon 7 and 9 in individual tumor cells from blood or bone marrow samples from patients with metastatic breast cancer. Measurements of the relative EGFR gene copy number of individual tumor cells are shown. Strong, relative amplifications of the EGFR gene are associated with an "H”, weak, relative Amplifications marked with an "L”.
  • Table 4 In vitro therapy resistance of breast cancer cells to gefitinib (abbreviated as Ge) and lapatinib (abbreviated to La).
  • Table 4 shows the in vitro therapy resistance of breast cancer cells derived from the same cell line.
  • Cells with high AGCN of the EGFR gene namely with 30 copies, were wild-type cells designated "WT.”
  • Cells with medium AGCN, 10 copies are “reamplified” and cells with suppressed AGCN, viz 2 to 4 copies are designated as “suppressed.”
  • For each cell line an approach was used in each case in the presence or absence of the
  • EGF Growth factor EGF is cultivated, which is able to activate EGFR and thus, inter alia, stimulates cell proliferation.
  • the cell lines labeled with the suffix "- EGF” were cultured in the absence of the EGF growth factor Absence of EGF in EGF-dependent tumor cells, among other things, reduces proliferation compared to EGF-dependent tumor cells cultured in the presence of EGF comparison of
  • the cells were treated with the EGFR inhibitors gefitinib, in the columns referred to as "Ge”, and lapatinib, referred to in the columns as "La”, at different concentrations.
  • the columns each show the measured values for the inhibitor at a specific concentration.
  • the column Ge 5 thus displays the measured values for gefitinib at a concentration of 5
  • the column Ge 10 the measured values for gefitinib at a concentration of 10 and so on.
  • Measured values are normalized proliferation rates of the respective breast cancer cells.
  • the breast cancer cell line MDA-MB-468 which is considered to be a cell model of metastatic breast cancer cells, and three subcell lines of MDA-MB-468 revealed differences in both the structure of the amplicon and the average copy number of the EGF gene (AGCN). Detect receptor.
  • the treatment of these cell lines showed resistance to treatment with the low-molecular EGF inhibitors gefintinib and lapatinib, respectively, when their EGFR gene copy number was relatively low.
  • the copy number for HERV-K of the EGFR amplicon or exons 7 and 9 of the EGFR gene is determined.
  • the copy number for HERV-K of the EGFR amplicon or exons 7 and 9 of the EGFR gene is determined.
  • the methodical embodiments described here were listed on the one hand for the validation of the invention, on the other hand for the application part of the invention.
  • the applications essential to the invention include the processing and detection of disseminated tumor cells and the qPCR using the specific primer pairs.
  • Quantitative Real-Time PCR is a method of amplifying DNA based on the principle of conventional polymerase chain reaction (PCR), which additionally allows the quantification of the formed DNA in real time.
  • the quantification is carried out at the end of each PCR cycle via the fluorescence of a reporter molecule, which increases in proportion to the amount of DNA formed.
  • the method is based on the assumption that the first significantly measurable increase in fluorescence is proportional to the amount of starting material used. This requires a maximum efficiency of the reaction, which corresponds to a doubling per PCR cycle.
  • the correct quantification can therefore only be carried out in the exponential part of the PCR reaction, which often lasts only a few cycles.
  • reporter molecules mainly the DNA intercalating dye SYBR green as well as double labeled hydrolyzing probes (TaqMan probes) were used.
  • the quantitative real-time PCR was performed in the Mastercycler S Realplex (obtained from Eppendorf, Hamburg) using either the QuantiTect SYBR green master mix (obtained from Qiagen, Hilden) or the qPCR MasterMix Plus, No ROX (supplied by Eurogentec, vide, Belgium ) for TaqMan sample assays.
  • the number of DNA molecules formed is measured with the help of fluorescent dyes at the end of each cycle.
  • the height of the peak of the melting curve ie the peak, also gave information about the amount of the fragment formed and thus about the initial concentration of the DNA or cDNA (Ferre F., Quantitative or semi-quantitative PCR: Reality versus Myth. PCR Methods Applications 1992; 2: 1-9, PMID: 1490169). Due to the sensitivity of the method, all samples were measured in triplicate to to be able to identify deviating measured values.
  • For the absolute quantification calibration lines for the target gene as well as the references were measured in each PCR run. For quantification of DNA, 15 pg to 10 ng of DNA was used in a serial 1: 4 dilution to measure the calibration line. As a template for the quantification of DNA was respectively
  • Leukocyte DNA used. It was necessary to ensure that the measured DNA levels were within the calibration line, as this was the only way to assume a linear course of the PCR reaction.
  • the assay was based on TaqMan probes and using two
  • Reference regions developed. As tumors progressively accumulate aberrations, including point mutations, deletions, amplifications, and additions or reductions from chromosome arms or whole chromosomes to polyploid chromosome sets, the selection of reference regions was crucial. Selection of reference regions was made based on the array data and subsequent review (Naylor et al., High resolution genomic analysis of sporadic breast cancer using array-comparative comparative genomic hybridization., Breast Cancer Res. 2005; 7 (6): R1 186-98 PMID:
  • the mixture using QuantiTect SYBR green master mix comprised: 7.5 ⁇ 2x master mix, 0.4 ⁇ primer forward (100 pmol / ⁇ ), 0.4 ⁇ primer backward (100 pmol / ⁇ ), 2 ⁇ DNA (5 ng / ⁇ ), ad aqua dest. 15 ⁇ .
  • Tables 6 to 12 show the sequences of the oligonucleotides used for the various analyzes. These have a characteristic name. In this case, uniform forward primer or sense primer with the term “F” and reverse primer or antisense primer with the suffix "R” are marked. Additional primers are labeled with the prefix "N.” In Tables 7 to 10, the suffix "F0” represents a telomere side, and the suffix "E0” indicates a centromere-side amplicon boundary., Table 6 shows the quantification of chromosome 2, the chromosome 10 and the EGFR by TaqMan assay.
  • Reference assays provided scope for a second parallel assay in the EGFR gene. This allowed verification of the reproducibility of single cell WGAs at the EGFR gene locus in the same qPCR run.
  • the efficiency of the PCR was 98.8% for the assay with MDA-MB 468 DNA carrying 30-fold amplification and 98.6% with leukocyte DNA as diploid control.
  • the efficiencies of PCR were thus comparable for multiple and single copies, demonstrating the reliability of the protocol for quantification.
  • the mean CV was 9.9%.
  • AGCNs for the EGFR gene after single cell WGA for diploid cells ranged from 0.2 to 1.7.
  • the highest measured value corresponded to a deviation of 70% (0.7 CTs (abbreviation for the English term "cycle Threshold for the Cycle Threshold), and the lowest reading of 80% (2.25 CTs).
  • the coefficient of variance of the measurement averaged 1.5%.
  • Table 7 Oligonucleotides used for the quantitative analysis of DNA gene copies.
  • Table 7 shows the SYBR green assay-based quantification of LINE1 and EGFR.
  • the forward and reverse primers suitable for quantitative determination of copy number are shown for the exons 3, 4, 5, 7, 9, 14, 15, 16, 17, 19, 20 and 21 of the EGFR gene.
  • Table 8 Oligonucleotides used for the quantitative analysis of DNA gene copies: SYBR green Assay-based validation of tiling array data for MDA-MB-468 WT, abbreviated as WT.
  • N-WT-F01-F AACCAGCCATATTCCATTCATC 60 212 51
  • N-WT-E05-F TCCTCAAAGATTGGTTTGTTTG 60 288 77
  • Table 1 1 Oligonucleotides used for the quantitative analysis of DNA gene copies: SYBR green Assay-based validation of tiling array data for MDA-MB-468 +, abbreviated MDA +.
  • Table 12 Oligonucleotides used to characterize the telomere-directed amplicon border of MDA-MB-468 WT, abbreviated WT.
  • Cryotubes stored in liquid nitrogen. To re-culture the cryopreserved cells, the cells were washed after thawing (37 ° C in a water bath) with complete medium to remove the toxic DMSO. The cells resuspended in the complete medium were seeded in T75 cell culture bottles.
  • the method is based on the simultaneous hybridization of equal proportions of different fluorescently labeled test (tumor DNA) and reference DNA (normal DNA) on metaphase chromosomes or on microarrays with cDNA clones, BAC clones or oligonucleotides.
  • Tumor and reference DNA were simultaneously hybridized to normal metaphase chromosomes (classical CGH), BAC clones, cDNA or oligonucleotides (array CGH). Both the sample DNA and reference DNA (Nimblegen) were probed before hybridization
  • Fluorescent dyes labeled to be quantified after hybridization by reading on a microarray scanner can.
  • the labeling of the sample DNA was carried out with Cy3 (channel 532 nm), the reference DNA with Cy5 (channel 633 nm).
  • Fine Tiling Array CGH used arrays created to our specifications. Without the proprietary quality controls, 395,000 oligonucleotides were available per array, with a maximum length of 50 to 75 bases and a tiling (overlap) of 15 bases, with a new oligonucleotide starting every 15 bases
  • the design of the array was performed by Nimblegen (Wisconsin, USA). The
  • Oligonucleotides were designed for a uniform hybridization temperature of 76 ° C set. These should be specific to the human genome. This, however, meant that in some areas with highly conserved or repetitive sequence motifs no clear sample design was possible, so that gaps in the sequence to be imaged occurred. Based on data from older arrays of BAC clones, our array design included an area of about 4.7 megabases on chromosome 7 in the region of the EGFR gene, as well as 177 kilobases
  • Chromosome 2 and 196 kilobases on chromosome 10 the two areas where the reference assays of our quantitative real-time PCR are based (selection based on Naylor et al., High resolution genomic analysis of sporadic breast cancer using array-based comparative genomic hybridization Breast Cancer Res. 2005; 7 (6): R1186-98. PMID: 16457699).
  • This array layout allows high-resolution imaging of the sequence areas that were previously examined using quantitative real-time PCR. As samples, leukocyte DNA was used as
  • the ratio of the optical densities of the absorption maximum of nucleic acids, measured at 260 nm, to the absorption maximum of proteins, measured at 280 nm, should be> 1, 7, and make a statement about the Protein Stamm the nucleic acid solution.
  • the ratio of the optical densities at 260 nm to 230 nm should be> 1.5, and a statement about the purity of an RNA solution against certain impurities with organic substances such. Phenolates, thiocyanates or others having an absorption maximum at 230 nm.
  • the obtained data sets were normalized with the Quantsmooth algorithm using the regions of chromosome 2 and chromosome 10, and the signals were smoothed.
  • the normalization and adaptation of the data were carried out at the Institute for Bioinformatics of the University of Hamburg (Dr. H. Pospisil)
  • EGFR is overexpressed in up to 95% of breast cancers, and is in some studies associated with an unfavorable prognosis of the further course of the disease (overview in: Wolfram Dempke, Molecular Therapy in Hematology, Oncology, Verlag Unl-Med, Bremen, ISBN: 3837410218).
  • the panel of samples analyzed included 47 primary ones Breast and 18 breast cancer cell lines.
  • the array system had an average resolution of 0.9 Mb.
  • the selection of the reference regions was made based on the array data and a subsequent literature search.
  • the loci on chromosome 2 and chromosome 10 showed low aberration rates of ⁇ 10% for breast cancers.
  • the EGFR gene locus showed DNA gains in> 55% of all analyzed array CGHs.
  • Carcinoma of the oral mucosa is the most common form of cancer in the head and neck area. Every year, about 10,000 people fall ill in Germany (ages between 55 and 65 years). Men are affected 3 times more frequently than women. The mortality of mucosal carcinoma is high. The median relative 5-year survival rate is below 50% and has not been significantly improved despite some advances in therapy over the last 2 decades. This is mainly because two-thirds of the cases are diagnosed in advanced stages, often with lymph node metastases. Oral leukoplakia is the most common oral intraepithelial neoplasia. It is considered a precancerous condition of oral mucosa. Early detection at a stage where neoplasia is still non-invasive and therefore intraepithelial would significantly improve prognosis.
  • the oral mucosal carcinoma Like all carcinomas, the oral mucosal carcinoma also develops Changes (mutations) in the DNA and aberrations of the chromosomes. in the nucleus.
  • Changes Mutations
  • the results of various working groups worldwide have been assembled into a progression model.
  • activation of the EGFRs and of the enzyme telomerase prevents the shortening of the telomeres of the chromosomes leading to cell death and thus favors the transmission of mutations into daughter cells. Both events may be linked together.
  • FISH fluorescence in situ hybridization
  • the evaluation of the FISH turned out to be red and green punctiform signals in the cell nucleus.
  • the signal is generated by the attachment of so-called DNA probes, which in this case are complementary to the DNA sequence of the EGFR gene and the centromeres of chromosome 7, caused.
  • Each DNA probe carries dyes that have been excited by a special excitation wavelength of the microscope for light emission (fluorescence), and thereby under the microscope produced visible punctiform signals.
  • the finding was taken immediately using a sensitive CCD camera and stored as an image file on a computer.
  • the method of FISH is very sensitive and allows the detection of fewer cells with an aberration of the EGFR among thousands of unaltered cells.
  • Lymph node metastases have the same mutation in the EGFR gene locus.
  • the Kaplan-Meier analysis of the follow-up data revealed a short, metastasis-free interval for patients with AI in the EGFR gene locus. It can therefore be assumed that AI in the EGFR gene locus is an early event in the development of aggressive breast cancer.
  • the bone marrow removed by puncture from the upper iliac crest and / or sternum was aspirated into heparin-containing monovettes.
  • the mononuclear cells were separated by Ficoll density gradient centrifugation (density 1, 077 g / mol) at 800 xg for 30 min at room temperature. Interphase with the mononuclear cells was removed and washed with 50 ml of PBS for 10 min at 1400 rpm.
  • an additional erythrocyte lysis according to the instructions of Manufacturer (Whole Blood Erythrocyte Lysing Kit, R & D Systems, Minneapolis).
  • cytospins 7 ⁇ 10 5 cells were centrifuged for 3 minutes at 1 000 rpm on a microscope slide (Superfrost Plus, Fischer) (cytospins). The cytospins were dried overnight and frozen at -80 ° C until further use.
  • the tumor cells to be examined from a blood sample were enriched in a two-step process up to approximately 20,000 times compared to the blood cells.
  • epithelial cells were enriched in a density gradient centrifugation with 1068 NycoPrep® (Nycomed, Germany) as a density medium.
  • the density gradient centrifugation is carried out as in Brandt and Griwatz (Two-layer buoyant density centrifugation gradient for enrichment of prostate-derived cells and cell clusters from peripheral blood., Clin. Chem. 42, No. 1, 1996, pp. 1881-1882, PMID : 8906098).
  • the accumulation of epithelial cells over the blood averaged 20-fold.
  • cytokeratin-positive cells were enriched with an immunomagnetic method.
  • Cytokeratin 8 and 18 are cytoskeletal proteins that are specific for epithelial cells.
  • MACS® system Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach
  • MACS® system Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach
  • enrichments could be made to the antibody-antigen binding depending on the quality Factor 1 .000 be achieved.
  • epithelial cells from the blood could thus be specifically enriched by about 20,000-fold (PhD thesis Cord Griwatz, 1996, Westbibische Wilhelms-Universmaschine Weg).
  • Fluorescent-labeled antibodies were used to detect the tumor cells in cytospins from bone marrow or from blood. For this purpose, the mononuclear cells for 10 min at room temperature with a 4%
  • Cytokeratins targeted antibodies A45 / CY3 (1: 300) (Micromet, Kunststoff) and CK5 / 8 oyster red (1: 500) (Progen Scientific GmbH, Heidelberg) together with CD45 / Alexa488 (1: 150) (Denovo Biolabels, Weg ) which is directed against the leukocyte-specific antigen CD45. After washing once in PBS, nuclear staining with DAPI was performed for 2 minutes at room temperature
  • the rods were swirled in a 1: 1 mixture of NeoDisher (Dr. Weigert GmbH, Hamburg) and HPLC-purified water in a strongly alkaline medium for 30 min at 80 ° C to 90 ° C, dried and for 1 h in concentrated sulfuric acid pivoted to impurities and
  • Lyse buffer consisting of 0.25% (w / v) sarcosyl, 2 M guanidine thiocyanate, 0.01 M sodium citrate (pH 7.0), 1% (v / v) dimethylsulfoxide and nuclease-free water contained detergents and sulfur-bridging substances.
  • the buffer was aliquoted at -20 ° C. Each aliquot was freshly added with 60 mM dithiothreitol as antioxidant prior to use (modified according to Hartshorn et al., Rapid, single-tube method for quantitative preparation and analysis of RNA and DNA in small as one cell samples. BMC Biotechnol : 2 PMID: 15649321). To achieve efficient cell lysis, 20 ⁇ l lysis buffer was added to one end of the rod (0.2 ⁇ diluted 1:10
  • Lysis buffer and dried at room temperature.
  • the silane coating caused a concentration of the salts of the lysis buffer in a narrow space to a so-called lysospot.
  • the cell to be transferred was deposited in the smallest possible volume of liquid.
  • the reaction vessel was frozen at -80 ° C. for> 20 min to increase the efficiency of the lysis (Spits et al., Whole-genome multiple displacement amplification from single cells, Nat. Protocols 2006; 1 (4): 1965-70, PMID: 17487184).
  • the WGA of the Genomiphi kit is based on the isothermal amplification of DNA by the strand-displacing property of phi29-DNA polymerase.
  • the almost circular closed polymerase was combined with 3-exonuclease protected random hexamer primers bearing two thiophosphate modifications on the sugar backbone of the 3 ' end.
  • the WGA product is double-stranded and high molecular weight (> 10 kb). The average product quantities were included
  • Protease treatment the sample was heated according to manufacturer's instructions for 2 min at 95 ° C and immediately placed on ice water to form single-stranded DNA.
  • Genomiphi reaction buffer 9 ⁇ l of Genomiphi reaction buffer and 1 ⁇ l of enzyme mix were added, gently mixed, centrifuged and then incubated for 16 h (kit version 1) or 2.5 h (kit version 2) at 30 ° C. in a thermocycler. The inactivation of the polymerase was carried out for 15 min at 65 ° C.
  • NucleoSEQ columns (Macherey-Nagel, Düren) were used to purify the WGA product. These gel filtration-based columns separated small DNA molecules such as random hexamer primer and unused dNTPs from the WGA product. The columns were equilibrated for 2 h with 600 ⁇ l nuclease-free water. After centrifuging for 1 min at 3500 rpm, the columns were again loaded with 300 ⁇ l of nuclease-free water and again centrifuged for 1 min. The columns were then placed on a fresh Eppendorf reaction vessel, loaded with 20 ⁇ l of WGA product and incubated for 5 min. centrifuged at 3500 rpm. The purified product was then diluted with 20 ⁇ l of nuclease-free water. The quality and quantity of the WGA product were then determined on the nanodrop spectrophotometer.
  • Glioma cell line G22 which carried two known point mutations within the DNA binding domain.
  • High molecular weight genomic DNA of G22 was compared as template for sequencing with three independently amplified G22 single cell WGAs.
  • the point mutation in exon 7 resulted in an amino acid exchange of glycine for serine.
  • the mutation in exon 5 leads to an exchange of arginine for histidine.
  • the amplification time was from 16h of the V1 kit to 2.5h of the V2 kit
  • Kit version 1 always generated, unlike Kit version 2
  • NTC negative control
  • FIG. Figure 3 shows that the amount of product produced by the Genomiphi Kit-V1 increased linearly over time.
  • the amount of product formed in the negative control was approximately 70% of the positive control product produced at each point of measurement.
  • the amount of product in the negative control produced by the Genomiphi Kit-V2 after 5 h corresponded to about 80% of the amount of positive control product formed after 2.5 h.
  • the product quantity of Negative control increased by about 5% after 16 h reaction time. Up to a reaction time of 2.5 h no formed product was detectable in the negative control.
  • the amount of product produced from both versions of Genomiphi Kit was identical after the manufacturer's recommended amplification time. Based on the results of the test series, the manufacturer recommended
  • Chemotherapy treated from carboplatin and paclitaxel Since the time of their diagnosis, the patients have been observed. Here were u.a. the time to the first recurrence of a recurrent tumor and the
  • the reaction vessel wetted and the microdissection of the tumor cell areas was carried out Under the microscope.
  • the tumor cells are scraped off with the cannula from the slide, and placed in the reaction vessel with buffer ATL.
  • the microdissection of this tissue was also done. If the connective tissue is interspersed with tumor cells or too little tissue on the slide to isolate enough DNA, only tumor tissue was scratched. Otherwise the origin of the DNA could not be differentiated in this case.
  • the genomic DNA was analyzed for further analysis with the Quiagen QIAamp DNA Micro Kit according to the
  • Normal tissue in 20 ⁇ l lysis buffer ATL was additionally mixed with 10 ⁇ l proteinase K and shaken for 15 s in a vortexer.
  • the reaction vessels were incubated for at least 3 h at 56 ° C in a thermoblock. For a better yield of DNA, the incubation could also be prolonged overnight. Thereafter, the reaction vessels were removed from the thermoblock, 25 ⁇ buffer ATL and 50 ⁇ buffer AL were added by pipette and the reaction vessels shaken for 15 s vortexer, which led to the lysis of the cells. 50 ⁇ ethanol (96-100%) was added, vortexed again for 15 sec, and incubated for 5 min at room temperature. It came to the precipitation of the DNA.
  • EGFR-AGCN a quantitative real-time PCR was performed with the isolated DNA of patients as described in Section 1.1. described carried out. Only 10% of patients with EGFR gene amplification have recurrence after carboplatin and paclitaxel, while 55% with a diploid tumor developed EGFR gene relapse after therapy.

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Abstract

The invention relates to a method for predicting the therapeutic efficacy of EGFR inhibitors. In order to make a simple method available which can be rapidly carried out and which allows the prediction of the success of antitumor therapies that focus on the EGF receptor or are associated therewith, a sample of tumor tissue, premalign tissue or body fluids is taken from a patient, the number of copies of one or more DNA sections in the region of chromosome 7p is multiplied by quantitative real-time PCR and is quantitatively assayed, and the quantitative measurement value obtained this way is used as a measure for the therapeutic efficacy to be expected.

Description

Verfahren zur Prädiktion der therapeutischen Wirksamkeit von EGFR- Inhibitoren  Method for predicting the therapeutic efficacy of EGFR inhibitors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prädiktion der therapeutischen The invention relates to a method for the prediction of the therapeutic
Wirksamkeit von EGFR-Inhibitoren.  Effectiveness of EGFR inhibitors.
Krebs ist nach den Herz-Kreislauf-Erkrankungen die zweithäufigste Cancer is the second most common after cardiovascular disease
krankheitsbedingte Todesursache in den westlichen Ländern. Die meisten  disease-related cause of death in Western countries. Most
Todesfälle sind dabei auf maligne Tumoren der Lunge, der weiblichen Brustdrüse, des Darms, der männlichen Prostatadrüse, des Magens, der Ovarien, der  Deaths are due to malignant tumors of the lung, the female breast, the intestine, the male prostate gland, the stomach, the ovaries, the
Mundhöhle und der Harnblase zurückzuführen. Diese Karzinome entstehen aus den Epithelzellen der genannten Organe. Sie verursachen lange keine Symptome und werden daher häufig in einem fortgeschrittenen, dann oftmals nicht therapierbaren Stadium erkannt. Phänotypisch wird ein maligner Tumor durch die Fähigkeiten definiert, unkontrolliert und invasiv zu wachsen und in anderen Geweben oder Organen Metastasen ausbilden zu können. Diese phänotypischen Eigenschaften sind die Folge von genetischen Veränderungen der Tumorzellen, die sich in vielen Fällen als Chromosomenaberrationen und DNA- Sequenzmutationen feststellen lassen.  Attributed to the oral cavity and the bladder. These carcinomas arise from the epithelial cells of said organs. They cause no symptoms for a long time and are therefore often recognized in an advanced, then often untreatable stage. Phenotypically, a malignant tumor is defined by its ability to grow uncontrollably and invasively, and to develop metastases in other tissues or organs. These phenotypic characteristics are the result of genetic alterations of the tumor cells, which in many cases can be detected as chromosome aberrations and DNA sequence mutations.
Es wurden Gene identifiziert, so genannte, Onkogene, deren Funktion unmittelbar mit der Transformation einer Zelle zu einer malignen Tumorzelle in Genes have been identified, so-called oncogenes, whose function is directly linked to the transformation of a cell into a malignant tumor cell
Zusammenhang stehen. Der Tumorgenese und Metastasierung liegt eine Störung bzw. Veränderung dieser für die Signaltransduktion wichtigen Gene zu Grunde, die zu unreguliertem Wachstum, Eindringen (Invasionen) in andere Gewebe über die Basalmembranen und Bildung von Tochtergeschwülsten (Metastasen) führt. Diese kann in allen Signalwegen vorliegen, die Zellen modellieren oder verändern, sowie das empfindliche Gleichgewicht zwischen Zellteilung und Wachstum gegenüber der Apoptose, also dem programmierten Zelltod, stören. Zu den wichtigsten Signalproteinen, deren kodierende Gene für onkogene Mutationen anfällig sind, zählen die Rezeptortyrosinkinasen (RTKs). RTKs sind Related. Tumorigenesis and metastasis is due to a disorder or alteration of these genes important for signal transduction, which leads to unregulated growth, invasions (invasions) into other tissues via the basement membranes and formation of secondary tumors (metastases). This may be present in all signaling pathways that model or alter cells, as well as interfere with the delicate balance between cell division and growth versus apoptosis, that is, programmed cell death. Among the most important signaling proteins whose coding genes are susceptible to oncogenic mutations include the receptor tyrosine kinases (RTKs). RTKs are
Zelloberflächenproteine, die durch eine einzelne Transmembrandomäne, eine intrazelluläre Domäne mit Proteinkinaseaktivität und eine extrazelluläre Cell surface proteins that are characterized by a single transmembrane domain, a intracellular domain with protein kinase activity and extracellular
ligandenbindende Domäne charakterisiert sind. Eine Ligandenbindung führt.zu Homo- bzw. Heterodimerisierung der RTKs. Durch die sterisch günstigere Lage der beiden intrazellulären Domänen zueinander erfolgt eine Aktivierung der Tyrosinkinase-Domänen mit der daraus resultierenden Aktivierung einer Autobzw. Transphosphorylierung der carboxyterminalen Region. Es werden dadurch verschiedene intrazelluläre Signalkaskaden ausgelöst, die die Zellteilung, die Apoptose, die Angiogenese (Blutgefäßbildung), die Zell-Adhäsion und die Motilität der Zellen steuern.  ligand-binding domain are characterized. Ligand binding leads to homo- or heterodimerization of the RTKs. Due to the sterically more favorable position of the two intracellular domains to each other is an activation of the tyrosine kinase domains with the resulting activation of Autobzw. Transphosphorylation of the carboxy-terminal region. It triggers various intracellular signal cascades that control cell division, apoptosis, angiogenesis, cell adhesion, and cell motility.
Die am besten charakterisierten Proteine, die mit der Entstehung und Entwicklung des Mammakarzinoms im Zusammenhang stehen, gehören zur so genannten ErbB-Familie, die aus ErbB-1 , ErbB-2, ErbB-3 und ErbB-4 besteht. ErbB ist die englische Abkürzung für„Erythroblastic leukemia viral oncogene". ErbB-1 wird auch als HER1 , ErbB-2 als HER2, ErbB-3 als HER3 und ErbB-4 als HER4 benannt, wobei die Abkürzung HER für„Human Epidermal growth factor The best-characterized proteins associated with the development and development of breast cancer are the so-called ErbB family, which consists of ErbB-1, ErbB-2, ErbB-3 and ErbB-4. ErbB is the abbreviation for "erythroblastic leukemia viral oncogene." ErbB-1 is also referred to as HER1, ErbB-2 as HER2, ErbB-3 as HER3 and ErbB-4 as HER4, the abbreviation HER being used for "human epidermal growth factor
Receptor" steht. ErbB-1 bzw. HER1 wird außerdem als„Epidermal Growth-Factor- Receptor" bezeichnet und als„EGF-Rezeptor" oder„EGFR" abgekürzt. Für EGFR wurde durch zahlreiche Studien an unterschiedlichen Tumorentitäten eine  ErbB-1 or HER1 is also referred to as "Epidermal Growth Factor Receptor" and abbreviated as "EGF Receptor" or "EGFR". For EGFR, numerous studies on different tumor entities have identified one
Überexpression nachgewiesen. Da die Überexpression von EGFR zur Steigerung der Zellproliferation, Angiogenese und Metastasierungsrate bei Verringerung der Apoptose führt, bietet EGFR einen Angriffspunkt, um durch eine gezielte Therapie (englischer Fachbegriff:„targeted therapy") das onkogene Signal von EGFR und damit das Tumorwachstum zu hemmen. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen: Beispielsweise kann die Dimerisierung blockiert werden, die extrazellulären Rezeptorbindungsstellen können besetzt oder die  Overexpression detected. Since overexpression of EGFR leads to an increase in cell proliferation, angiogenesis and rate of metastasis in the reduction of apoptosis, EGFR provides a target for inhibiting EGFR oncogenic signaling and thus tumor growth through targeted therapy. This can be done in several ways: For example, the dimerization can be blocked, the extracellular receptor binding sites can be occupied or the
Tyrosinkinaseaktivität kann intrazellulär inhibiert werden. Bereits zur Therapie zugelassene niedermolekulare Substanzen sind unter anderem Gefitinib und Lapatinib. Außerdem wurden therapeutische monoklonale Antikörper wie beispielsweise Cetuximab und Panitumumab entwickelt. Tyrosine kinase activity can be inhibited intracellularly. Already approved for therapy low molecular weight substances include gefitinib and lapatinib. In addition, therapeutic monoclonal antibodies such as cetuximab and panitumumab have been developed.
Es hat sich allerdings gezeigt, dass nur eine kleiner Anteil der Patienten (ca. < 10%) sehr gut auf die genannten Wirkstoffe ansprechen, während sie bei anderen Patienten praktisch keine klinische Wirkung zeigen. Da die Therapie einerseits teuer ist und andererseits bei manchen Patienten unerwünschte Wirkungen wie z.B. Hautakne zeigt, ist es sinnvoll, nur solche Patienten zu behandeln, die auch auf die Therapie ansprechen. Es besteht daher ein großer Bedarf an einem Verfahren, den Therapieerfolg für einen Patienten individuell vorherzusagen. However, it has been shown that only a small proportion of patients (about <10%) respond very well to the drugs mentioned, while they show virtually no clinical effect in other patients. On the one hand the therapy is on the one hand expensive and on the other hand in some patients undesirable effects like For example, skin acne shows, it makes sense to treat only those patients who also respond to the therapy. There is therefore a great need for a method for individually predicting therapeutic success for a patient.
Darüber hinaus wurde für die Expression des EGFR in klinischen Studien gezeigt, dass er auch prädiktiv für das Ansprechen auf Chemotherapeutika ist. So wird eine verminderte Sensitivität von EGFR-exprimierenden Tumorzellen gegenüber Anthrazyklinen, platinhaltigen Therapeutika und Taxanen beobachtet. Außerdem sprechen Mammakarzinome mit einer EGFR-Expression nicht auf die In addition, the expression of EGFR in clinical trials has been shown to be predictive of response to chemotherapeutic agents. Thus, decreased sensitivity of EGFR-expressing tumor cells to anthracyclines, platinum-containing therapeutics and taxanes is observed. In addition, breast cancers with an EGFR expression do not respond to the
Hormontherapie und Kolonkarzinome nur vermindert auf 5-Fluorouracil an.  Hormone therapy and colon carcinoma only diminished to 5-fluorouracil.
Es ist bekannt, dass das kodierende Gen ErbB-1 für den humanen EGF-Rezeptor auf dem Chromosom 7p11.2 lokalisiert ist und 177 kBp umfasst. Durch Abgleich (englischer Fachbegriff:„alignments") der EGFR-cDNA („complementary DNA" oder kurz„cDNA" ist eine DNA, die mittels der reversen Transkriptase aus RNA synthetisiert wird) mit der genomischen Sequenz konnte gezeigt werden, dass der EGF-Rezeptor von insgesamt 28 Exonen kodiert wird. Alle Exone werden von GT- AG Konsensus-Spleißstellen flankiert. Wie von Callaghan und Mitarbeitern bereits 1993 beschrieben („A complete description of the EGF-receptor exon structure: implication in oncogenic activation and domain evolution." Oncogene. 1993 Nov; 8 (11):2939-48. PMID: 8414496), umfasst das humane Exon 1 eine 5' It is known that the coding gene ErbB-1 for the human EGF receptor is located on chromosome 7p11.2 and comprises 177 kbp. By aligning the EGFR cDNA ("complementary DNA" or "cDNA" for short is a DNA that is synthesized from RNA by means of the reverse transcriptase) with the genomic sequence, it has been possible to show that the EGF cDNA All exons are flanked by GT-AG consensus splice sites as described by Callaghan and co-workers in 1993 ("A complete description of the EGF receptor exon structure: implication in oncogenic activation and domain evolution." Oncogene 1993 Nov; 8 (11): 2939-48, PMID: 8414496), the human exon 1 comprises a 5 '
untranslatierte Region und Sequenzen, die für das Signalpeptid und die ersten fünf Aminosäuren des reifen EGF-Rezeptors kodieren. Die extrazelluläre Region wird durch die Exone 2 bis 16 kodiert, wobei die beiden cysteinreichen Regionen von den Exonen 5 bis 7 und 13 bis 16 kodiert werden. Exon 17 kodiert für die transmembrane Region, die Exone 18 bis 24 für die intrazelluläre untranslated region and sequences encoding the signal peptide and the first five amino acids of the mature EGF receptor. The extracellular region is encoded by exons 2 to 16, with the two cysteine-rich regions being encoded by exons 5 to 7 and 13 to 16. Exon 17 encodes the transmembrane region, exons 18 to 24 intracellular
Tyrosinkinasedomäne und die Exone 25 bis 28 für die intrazelluläre Tyrosine kinase domain and exons 25 to 28 for intracellular
carboxyterminale Region des Rezeptors. Für EGFR wurde in verschiedenen Karzinomen eine Steigerung der Expression beobachtet, wie in der folgenden Tabelle gezeigt. Tabelle 1 : Steigerung der EGFR-Expression. in. menschlichen Tumoren. carboxy-terminal region of the receptor. For EGFR, an increase in expression was observed in various carcinomas, as shown in the following table. Table 1: Increase in EGFR expression. in. human tumors.
Figure imgf000006_0001
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EGF als Ligand des EGFR-Proteins wird entsprechend von vielen Krebszellen als Wachstumsfaktor zur Stimulierung der Proliferation genutzt. Neben der EGF as a ligand of the EGFR protein is used by many cancer cells as a growth factor to stimulate proliferation. In addition to the
Rezeptorexpression und -aktivierung kommt es in vielen Tumoren zu Mutationen im Gen des EGFR. Die Mutationen umfassen erhöhte Genkopienzahlen  Receptor expression and activation causes mutations in the EGFR gene in many tumors. The mutations include increased gene copy numbers
(Amplifikationen) des gesamten EGFR-Gens, wie sie hauptsächlich bei  (Amplifications) of the entire EGFR gene, as found mainly in
Glioblastomen zu finden sind. In Mamma-, Mundschleimhaut- und  Glioblastomas are to be found. In mamma, oral mucosa and
Blasenkarzinomen finden sich die wesentlich häufigeren Amplifikationen im Intron 1 des EGFR-Gens. Darüber hinaus gibt es Deletionen, die zum Verlust der Ligandenbindungsdomäne (Exone 2 bis 7) und einen konstitutiv-aktiven Rezeptor führen. Die konstitutive Aktivierung der Kinase des EGFR durch Punktmutation in den Exonen 18 bis 21 führen zu einer erhöhten Sensitivität des Rezeptors gegenüber den Tyrosinkinasehemmern Gefitinib und Erlotinib beim  Bladder carcinomas are the much more common amplifications in intron 1 of the EGFR gene. In addition, there are deletions that result in the loss of the ligand binding domain (exons 2 to 7) and a constitutively active receptor. The constitutive activation of the EGFR kinase by point mutation in exons 18 to 21 leads to an increased sensitivity of the receptor to the tyrosine kinase inhibitors gefitinib and erlotinib
Lungenkarzinom und stellen dort einen Therapieprädiktor für eine kleine Lung carcinoma and there provide a therapy predictor for a small
Untergruppe des Lungenkarzinoms (ca. 6%) dar. Subgroup of lung carcinoma (about 6%).
Einer erhöhten EGFR-Expressionsrate aufgrund einer erhöhten Genkopienzahl liegen oftmals auch komplexe Veränderungen des Chromosoms 7p und der DNA- Sequenz in dieser Region zugrunde. Im telomeren Bereich des EGFR-Amplikons von Brustkrebszellen befindet sich ein HERV-K-Abschnitt.„HERV-K" ist die Abkürzung für das„Humane endogene Retrovirus K". HERV sind eine Unterfamilie von endogenen Retroviren (ERV), die sich lange zurückliegend in die Keimbahn des Menschen eingekreuzt haben, aber keine intakten Retroviren bilden können. In der telomerwärtigen Startregion des Amplikons wurden im Bereich eines retroviralen HERV-K-Abschnitts durch quantitative PCR (qPCR) Kopienzahlen bestimmt, die, bezogen auf die durchschnittliche Genkopienzahl (englischer Fachbegriff:„Average Gene Copy Number" oder„AGCN") von EGFR, um Faktor .2 bis 16 erhöht waren (Mayer J, Meese EU. The human endogenous retrovirus family HERV-K(HML-3). Genomics. 2002, 80: 331-43. PMID: 12213204; Sauter G et al., Patterns of epidermal growth factor receptor amplification in malignant gliomas. Am J Pathol. 1996, 148(4):1047-53. PMID: 8644846). An increased EGFR expression rate due to an increased gene copy number is often also based on complex changes of the chromosome 7p and the DNA sequence in this region. In the telomeric region of the EGFR amplicon of breast cancer cells there is an HERV-K segment. "HERV-K" is the abbreviation for "human endogenous retrovirus K". HERV are a subfamily of endogenous retroviruses (ERV) that have long since entered the human germline but are unable to form intact retroviruses. In the telomerwärtigen starting region of the amplicon were in the range of HERV-K retroviral section determined by quantitative PCR (qPCR) copy numbers, which were increased by factor .2-16, relative to the average gene copy number ("Average Gene Copy Number" or "AGCN") of EGFR (Mayer J, Meese EU, The human endogenous retrovirus family HERV-K (HML-3), Genomics 2002, 80: 331-43, PMID: 12213204; Sauter G et al., Patterns of epidermal growth factor receptor amplification in malignant gliomas. Am J Pathol 1996, 148 (4): 1047-53, PMID: 8644846).
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und schnell durchzuführendes The object of the invention is a simple and fast to be performed
Verfahren vorzuschlagen, durch den der Erfolg von Antitumortherapien, die am EGF-Rezeptor ansetzen, vorhergesagt werden kann. Zu diesen Therapien zählen insbesondere niedermolekulare Tyrosinkinaseinhibitoren (TKI), therapeutische Anti-EGFR-Antikörper, also gegen EGFR gerichtete Antikörper, oder  Propose a method by which the success of anti-tumor therapies targeting the EGF receptor can be predicted. These therapies include in particular low molecular weight tyrosine kinase inhibitors (TKIs), therapeutic anti-EGFR antibodies, ie antibodies directed against EGFR, or
Chemotherapien mit Anthrazyklinen, platinhaltigen Substanzen, Taxanen oder 5- Fluorouracil.  Chemotherapies with anthracyclines, platinum-containing substances, taxanes or 5-fluorouracil.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass einem Patienten eine Zellprobe entnommen wird, ein oder mehrere DNA-Abschnitte im Bereich des EGFR-Gens mittels quantitativer Real-Time-PCR vervielfältigt und quantitativ bestimmt werden und die so erhaltene Kopienzahl als Maß für die zu erwartende therapeutische Wirksamkeit verwendet wird. Dies ist mit der Erfindung einfach, routinemäßig, verlässlich und schnell durchzuführen. Erfindungsgemäß wurde hierzu This object is achieved by taking a cell sample from a patient, amplifying one or more DNA segments in the region of the EGFR gene by means of quantitative real-time PCR and quantifying them, and the copy number thus obtained as a measure of the therapeutic to be expected Effectiveness is used. This is easy, routine, reliable and quick to carry out with the invention. According to the invention was this
nachgewiesen, dass die Genkopienzahl des EGF-Rezeptors mit dem Ansprechen einer Krebstherapie, die am EGFR ansetzt, korreliert. Eine effiziente klinische Diagnostik setzt somit die verlässliche Quantifizierung der Genkopienzahl des EGF-Rezeptors voraus. Allerdings ist die Bestimmung der Genkopienzahl des gesamten EGFR-Gens sehr aufwändig. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die Kopienzahl ein oder mehrerer auf dem p-Arm des Chromosoms 7 lokalisierter DNA-Abschnitte mit der Genkopienzahl des gesamten EGFR-Gens korreliert. Daher kann eine Prädiktion über das Ansprechen einer Therapie durch Bestimmung der Kopienzahl eines geeigneten DNA-Abschnitts erfolgen. demonstrated that the gene copy number of the EGF receptor correlates with the response of a cancer therapy targeting the EGFR. Efficient clinical diagnosis thus requires the reliable quantification of the gene copy number of the EGF receptor. However, determining the gene copy number of the entire EGFR gene is very expensive. Surprisingly, it has been shown that the copy number of one or more located on the p-arm of chromosome 7 DNA sections correlated with the gene copy number of the entire EGFR gene. Therefore, a prediction of the response of a therapy can be made by determining the copy number of a suitable DNA segment.
Das Verfahren ist vorzugsweise zur Prädiktion des wahrscheinlichen The method is preferably for prediction of the probable
Therapieerfolgs von therapeutischen, gegen EGFR gerichteten Antikörpern oder von Chemotherapeutika, insbesondere Carboplatin und/oder Paclitaxel, geeignet. Es ist weiterhin zur Prädiktion des wahrscheinlichen Therapieerfolgs von Therapeutic success of therapeutic antibodies directed against EGFR or chemotherapeutic agents, in particular carboplatin and / or paclitaxel suitable. It is furthermore for the prediction of the probable therapeutic success of
Kombinationstherapien mit Anti-EGFR-Antikörpern und Chemotherapeutika geeignet.  Combination therapies with anti-EGFR antibodies and chemotherapeutic agents.
Da das EGFR-Amplikon dynamisch reguliert wird, ist es vorteilhaft, verschiedene, einzelne seiner DNA-Abschnitte zur Quantifizierung heranzuziehen, um eine effiziente prädiktive Diagnostik für die Therapie mit EGFR-Inhibitoren zu betreiben. Es hat sich dazu gezeigt, dass die Exone 3, 4, 5, 7, 9, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 und 21 des EGFR-Gens bzw. des HERV-K1 -Abschnitts oder HERV-K2-Abschnitts des EGFR-Amplikons besonders geeignete DNA-Abschnitte für die quantitative Real-Time-PCR sind. Deren Kopienzahl kann einzeln oder in Kombination quantitativ bestimmt werden. Bisher wurden Quantifizierungen von HERV-K- Abschnitten im EGFR-Amplikon nicht im Zusammenhang mit Amplifikationen des EGFR-Gens durchgeführt. Beispielsweise können jeweils die Kopienzahl der DNA-Sequenz von Exon 7 und die Kopienzahl der DNA-Sequenz des HERV-K1 - Abschnitts bestimmt werden. Aus den gemessenen Werten wird dann ein Since the EGFR amplicon is dynamically regulated, it is advantageous to use different, individual DNA sections for quantitation in order to perform efficient predictive diagnostics for therapy with EGFR inhibitors. It has been shown that the exons 3, 4, 5, 7, 9, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 and 21 of the EGFR gene or the HERV K1 section or HERV K2 Section of the EGFR amplicon are particularly suitable DNA sections for quantitative real-time PCR. Their copy number can be determined individually or in combination quantitatively. So far, quantifications of HERV K segments in the EGFR amplicon have not been performed in conjunction with amplifications of the EGFR gene. For example, the copy number of the DNA sequence of exon 7 and the copy number of the DNA sequence of the HERV K1 segment can be determined in each case. The measured values then become one
Mittelwert gebildet, wodurch die Messgenauigkeit des Verfahrens verbessert wird.  Mean value formed, whereby the measurement accuracy of the method is improved.
Für die Vervielfältigung der genannten Exone des EGFR-Gens mittels For the duplication of the mentioned exons of the EGFR gene by means of
quantitativer Real-Time-PCR werden Primer mit den Sequenzen gemäß Anspruch 3 verwendet. Die Primer sind außerdem in der Tabelle 7 aufgeführt.  quantitative real-time PCR primers are used with the sequences according to claim 3. The primers are also listed in Table 7.
Für die Vervielfältigung des HERV-K1 -Abschnitts oder des HERV-K2-Abschnitts werden Primerpaare mit den Sequenzen gemäß Anspruch 4 verwendet. Die Primer sind außerdem in der Tabelle 8 aufgeführt. For the amplification of the HERV K1 segment or the HERV K2 segment, primer pairs having the sequences according to claim 4 are used. The primers are also listed in Table 8.
Eine therapeutische Wirksamkeit von Inhibitoren gegen den EGF-Rezeptor ist wahrscheinlich, wenn die gemessene Kopienzahl der bestimmten DNA-Abschnitte einzeln oder im Durchschnitt über 1 ,35 liegt. Dies heißt, dass bei einem Wert von über 1 ,35 von einem therapeutischen Ansprechen der Inhibitoren gegen den EGF- Rezeptor auszugehen ist und deshalb eine Therapie empfohlen wird. Therapeutic efficacy of inhibitors against the EGF receptor is likely when the measured copy number of the particular DNA segments is greater than 1.35 individually or on average. This means that when the level is greater than 1.35, a therapeutic response of the EGF receptor inhibitors is expected and therefore therapy is recommended.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt wenige bis hin zu Einzeizellen verwendet, die aus einem Primärtumor oder seiner Biopsie gelöst wurden. Auch ist es möglich, Einzelzellen, die sich von einem Primärtumor gelöst haben und in Körperflüssigkeiten gefunden werden, zum Beispiel im Blut, zu verwenden. Dies erhöht die Genauigkeit, Sensitivität und Spezifität der In the method according to the invention, preference is given to using a few to single cell cells which have been detached from a primary tumor or its biopsy. It is also possible to single cells, which have been detached from a primary tumor and are found in body fluids, for example in the blood, too use. This increases the accuracy, sensitivity and specificity of
quantitativen Bestimmung. Die Identifizierung der Tumorzellen erfolgt durch Antikörpermarkierungen. Dazu werden einzelne oder wenige Zellen analysiert, die entweder als zirkulierende Tumorzellen aus dem Blut, im Aszites, der  quantitative determination. The identification of the tumor cells is carried out by antibody labels. For this purpose, single or few cells are analyzed, either as circulating tumor cells from the blood, in the ascites, the
Pleuraflüssigkeit oder Lymphknoten, nachfolgend abgekürzt als verstreute  Pleural fluid or lymph nodes, hereafter abbreviated as scattered
Tumorzellen bezeichnet (englischer Fachbegriff: STC für Spread Tumor Cells). In den STC wird ein sehr frühes Stadium der Metastasierung gesehen, wobei weniger als 0,001 % der aus einem soliden Tumor freigesetzten Tumorzellen die Fähigkeit besitzen, Metastasen zu bilden. Das Auftreten von tumorfernen, einzelnen STC ist im Unterschied zur manifesten Metastasierung reversibel und daher kurativ therapierbar. Ein weiterer Vorteil ist dabei, dass eine Analyse auch nach bereits erfolgter Entfernung des soliden Primärtumors erfolgen kann. Das Einwandern einzelner Tumorzellen in tumorferne Gewebe oder Organe ohne die Ausbildung von soliden Metastasen, bezeichnet man als„minimale residuale Krebserkrankung". Die vorliegende Erfindung schließt mit ein, dass die hier gezeigte Methode zur Diagnose der möglichen Entstehung von Metastasen und zur Prädiktion des Erfolgs einer Antitumortherapie auch nach bereits. erfolgter Entfernung eines Sekundärtumors, Tertiärtumors und möglicher weiterer erfolgen kann.  Tumor cells (English term: STC for spread tumor cells). In the STC, a very early stage of metastasis is seen, with less than 0.001% of the tumor cells released from a solid tumor having the ability to form metastases. The occurrence of tumor-distant, individual STC is in contrast to the manifest metastasis reversible and therefore therapeutically treatable. Another advantage is that an analysis can be carried out even after removal of the solid primary tumor. The invasion of individual tumor cells into non-tumor tissues or organs without the formation of solid metastases is referred to as "minimal residual cancer." The present invention implies that the method shown herein may be used to diagnose the possible formation of metastases and to predict the success of a tumor Antitumor therapy can also be carried out after an already completed removal of a secondary tumor, tertiary tumor and possibly further.
Es hat sich gezeigt, dass als Probe Zellen aus primären Tumoren der Mamma, der Ovarien, der Mundschleimhaut, der Harnblase, der Lunge und des Darms, sowie Lymphknoten, Knochenmark, Tumorzellen aus dem Blut, und/oder Biopsien der oben genannten Tumoren, und ihrer Metastasen, insbesondere Lebermetastasen von Darmkrebs, Aszites, Pleuraflüssigkeit, Absaugflüssigkeit der Brust (englischer Fachbegriff:„Nipple Aspirate Fluid") oder Abstriche geeignet sind. It has been shown that as a sample cells from primary tumors of the breast, ovaries, oral mucosa, urinary bladder, lung and intestine, as well as lymph nodes, bone marrow, tumor cells from the blood, and / or biopsies of the above tumors, and their metastases, especially liver metastases of colorectal cancer, ascites, pleural fluid, breast aspirate (English term: "Nipple Aspirate Fluid") or smears are suitable.
Wenn die Anzahl der Kopien des Chromosoms 7p und der Anzahl der Kopien des EGFR Gens mittels quantitativer PCR über die Verwendung von Sequenzen der Chromosomen 2 und 10 und der LINE1 repetitiven Sequenz bestimmt wird, kann die Genauigkeit des Verfahrens weiter verbessert werden. By determining the number of copies of chromosome 7p and the number of copies of the EGFR gene by quantitative PCR through the use of sequences of chromosomes 2 and 10 and the LINE1 repetitive sequence, the accuracy of the method can be further improved.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Kit zur Prognose der therapeutischen The invention also includes a kit for prognosis of the therapeutic
Wirksamkeit von Inhibitoren gegen den EGF-Rezeptor und/oder Effectiveness of inhibitors against the EGF receptor and / or
Chemotherapeutika, insbesondere Carboplatin und/oder Paclitaxel, wobei das Kit Reagenzien und/oder Reaktionsbehälter und/oder andere Mittel zur Durchführung des beschrieben Verfahrens aufweist. Chemotherapeutic agents, in particular carboplatin and / or paclitaxel, wherein the kit Reagents and / or reaction vessel and / or other means for performing the method described.
Die Erfindung wurde anhand der Brustkrebszelllinie MDA-MB-468 validiert. Diese besitzt den Phänotyp eines invasiven Mammakarzinoms. Die Zelllinie MDA-MB- 468 trägt im Bereich des Chromosoms 7p11-14 eine distinkte Amplifikation, die das EGFR-Gen einschließt. Die Zelllinie MDA-MB-468 trug eine durchschnittliche AGCN (Genkopienzahl) für EGFR von ungefähr 30, wobei der Wert 1 als diploider Satz definiert wurde. Mittels Durchflusszytometrie und Anti-EGFR-Antikörper wurden in einer Population von MDA-MB-468 Zellen Subpopulationen isoliert, die eine erhöhte bzw. verminderte EGFR-Expression zeigten. Die anschließende Untersuchung durch komparative genomische Hybridisierung (englischer The invention has been validated using the breast cancer cell line MDA-MB-468. This has the phenotype of an invasive breast carcinoma. The cell line MDA-MB-468 carries a distinct amplification in the region of chromosome 7p11-14, which includes the EGFR gene. The MDA-MB-468 cell line had an average EGCN of about 30 for EGFR, with the value 1 defined as a diploid set. By flow cytometry and anti-EGFR antibody subpopulations were isolated in a population of MDA-MB-468 cells, which showed an increased or decreased EGFR expression. The subsequent investigation by comparative genomic hybridization (English
Fachbegriff: Comparative Genomic Hybridization oder abgekürzt CGH),  Technical term: Comparative Genomic Hybridization or CGH for short),
Fluoreszenz in-situ Hybridisierung (abgekürzt FISH) und quantitative Real-Time PCR (abgekürzt q PCR) zeigten, dass MDA-MB-468 heterogen für den EGFR- Locus und die AGCN war. Es bestand eine positive Korrelation zwischen der AGCN für EGFR und dessen Expression.  Fluorescence in situ hybridization (abbreviated to FISH) and quantitative real-time PCR (abbreviated q PCR) showed that MDA-MB-468 was heterogeneous for the EGFR locus and the AGCN. There was a positive correlation between the AGCN for EGFR and its expression.
Es wurden drei Subzelllinien von MDA-MB-468 hergestellt, die sich in der durchschnittlichen AGCN des EGFR unterscheiden. Durch permanente EGF- Stimulierung wurden MDA-MB-468 Subzelllinien mit absteigender AGCN für das EGFR-Gen generiert (MDA(+): 2 bis 3 Genkopien; MDA0107: 3 bis 7 Genkopien; MDA0106 14 bis 17 Genkopien). An ihnen konnte der Zusammenhang zwischen Genkopienzunahme und Zunahme der mRNA-Expressionshöhe bestätigt werden (Agelopoulos et al., Selective regain of egfr gene copies in CD44+/CD24-/low breast Cancer cellular model MDA-MB-468. BMC Cancer, 2010;10:78. PMID: 20199686). Three subcell lines of MDA-MB-468 were produced which differ in the average AGCN of the EGFR. By permanent EGF stimulation, MDA-MB-468 sub-cell lines with descending AGCN were generated for the EGFR gene (MDA (+): 2 to 3 gene copies; MDA0107: 3 to 7 gene copies; MDA0106 14 to 17 gene copies). They were able to confirm the association between gene copy increase and increase in mRNA expression level (Agelopoulos et al., Selective Regain of gene gene copies in CD44 + / CD24- / low breast cancer cellular model MDA-MB-468, BMC Cancer, 2010, 10 : 78. PMID: 20199686).
Für die MDA-MB-468 Subzelllinie konnte ein mehrstufiges Amplifikationsmuster beschrieben werden, wobei die Länge des Amplikons mit steigender AGCN für EGFR zunahm. Dabei bildete das Amplikon der Subzelllinie MDA(+) das zentrale Element des Hauptamplikons aus. Dem Hauptamplikon wurden zwei weitere Regionen telomer- und zentromerwärts des zentralen Elementes zugeordnet. Diese Regionen zeigten ab dem Amplikon der Subzelllinie MDA0107 Zugewinne an DNA. Eine gering amplifizierte Region schloss sich zentromerwärts dem Hauptamplikon von dem Subklon MDA0106 und MDA-WT an. In der For the MDA-MB-468 subcell line, a multistep amplification pattern could be described, with the length of the amplicon increasing with increasing AGCN for EGFR. The amplicon of the subcell line MDA (+) formed the central element of the main amplicon. The main amplicon has been assigned two more regions telomere and centromeric of the central element. These regions showed gains in DNA from the amplicon of subcell line MDA0107. A low amplified region closed centromeric to the Main amplicon from subclone MDA0106 and MDA-WT. In the
telomerwärtigen Startregion des Amplikons wurden im Bereich eines retroviralen HERVK-Elements (Mayer und Meese, The human endogenous retrovirus family HERV-K(HML-3). Genomics. 2002 Sep;80(3):331-43. PMID: 12213204; Sauter et al., Patterns of epidermal growth factor receptor amplification in malignant gliomas. Am J Pathol. 1996 Apr;148(4):1047-53. PMID: 8644846) durch qPCR Kopienzahlen bestimmt, die - bezogen auf die AGCN von EGFR - um Faktor 2 bis 16 erhöht waren.  The telomeric starting region of the amplicon was detected in the region of a retroviral HERVK element (Mayer and Meese, The human endogenous retrovirus family HERV-K (HML-3), Genomics 2002 Sep; 80 (3): 331-43. PMID: 12213204; Sauter et al., Patterns of Epidermal Growth Factor Receptor Amplification in Malignant Gliomas., J Pathol, 1996 Apr; 148 (4): 1047-53., PMID: 8644846) determined by qPCR copy numbers relative to the AGCN of EGFR Factor 2 to 16 were increased.
In Zellen mit der niedrigsten AGCN für EGFR konnte ein zentrales Element von 561.146 bp (Basenpaare) im entsprechenden Amplikon des EGFR-Gens identifiziert werden. In Zellen mit höherer AGCN ist dieses zentrale Element zur telomeren Seite hin mit 147.444 bp ausgedehnt. Weitere Extensionen wurden in Zellen mit der höchsten AGCN gefunden. In diesem Fall zeigt die amplifizierte Region einen kleinen zusätzlichen Teil der zentromeren Seite des zentralen Elements von 623.560 bp. Die gesamte amplifizierte Region reicht von Position 54.475.287 zu Position 55.807.437. Diese schloss, mit Ausnahme der MDA-MB- 468 Subzelllinie mit nahezu diploider EGFR-Genkopienzahl, jeweils das EGFR- Gen in voller Länge ein. Das Amplikon der Subzelllinie MDA(+) zeigte nach den Exonen 4 bis 7 keine erhöhte AGCN für EGFR. In cells with the lowest AGCN for EGFR, a central element of 561,146 bp (base pairs) could be identified in the corresponding amplicon of the EGFR gene. In cells with higher AGCN this central element is extended to the telomeric side with 147.444 bp. Further extensions were found in cells with the highest AGCN. In this case, the amplified region shows a small additional portion of the centromere side of the central element of 623,560 bp. The entire amplified region extends from heading 54.475.287 to heading 55.807.437. This included, in each case, the full-length EGFR gene, with the exception of the MDA-MB-468 sub-cell line with near diploid EGFR gene copy number. The amplicon of subcell line MDA (+) showed no increased AGCN for EGFR after exons 4 to 7.
Die Figur 1 a zeigt die Struktur eines EGFR-Amplikons S1 mit einer hohen EGFR- Genkopienzahl auf Chromosom 7p. Jedes Nukleotid des Amplikons ist als Punkt dargestellt, wobei die Abszisse die Position in der Sequenz zeigt. Die Ordinate zeigt als logarithmiertes Verhältnis die DNA-Kopienzahl von normaler DNA zur Variation der Tumor-DNA-Kopienzahl. Das Amplikon besteht aus drei Hauptteilen, wobei die Grenzen des Amplikons mit den 1 und 3 bezeichneten vertikalen Linien dargestellt sind. Die Linie 1 zeigt die Grenze des Amplikons zur telomeren Seite, die Linie 3 zur zentromeren Seite hin. Die Position des EGFR-Gens wird durch die mittlere Linie 2 angezeigt. Die drei Teile des Amplikons sind somit das eigentliche EGFR-Gen sowie seine beiden Extensionen zur telomeren Seite bzw. Figure 1 a shows the structure of an EGFR amplicon S1 with a high EGFR gene copy number on chromosome 7p. Each nucleotide of the amplicon is represented as a dot, the abscissa showing the position in the sequence. The ordinate shows, as a logarithmic ratio, the DNA copy number of normal DNA for varying the tumor DNA copy number. The amplicon consists of three main parts, with the boundaries of the amplicon shown with the vertical lines 1 and 3. Line 1 shows the border of the amplicon to the telomeric side, line 3 to the centromeric side. The position of the EGFR gene is indicated by the middle line 2. The three parts of the amplicon are thus the actual EGFR gene and its two extensions to the telomeric side or
zentromeren Seite hin. Links von der Linie 1 bzw. der telomeren Extension des Amplikons verläuft die Basislinie des logarithmierten Verhältnisses der DNA- Kopienzahl, die mit 4 gekennzeichnet ist. Das logarithmierte Verhältnis liegt hier bei etwa 0, d.h. es liegt die gleiche DNA-Kopienzahl in Tumorzellen und normalen Zellen vor. Dagegen liegt das logarithmierte Verhältnis der DNA-Kopienzahl des Amplikons aus Tumorzellen zu normalen Zellen zwischen -2 und -4, d.h. es liegen mehrere Kopien dieses Sequenzabschnitts vor. centromere side. To the left of line 1 or the telomeric extension of the amplicon, the baseline of the logarithmic ratio of the DNA copy number, which is marked with 4. The logarithmic ratio is here at about 0, ie there is the same copy number of DNA in tumor cells and normal cells. In contrast, the logarithmic ratio of the DNA copy number of the amplicon from tumor cells to normal cells is between -2 and -4, ie there are several copies of this sequence section.
Die Figur 1b zeigt die Struktur eines EGFR-Ampiikons S3.2 mit einer geringen EGFR-Genkopienzahl auf Chromosom 7p. Es besteht ebenfalls aus den drei Hauptteilen, wobei deren Grenzen durch vertikale Linien dargestellt sind. Die Position des EGFR-Gens wird durch die mittlere Linie 2 angezeigt. Die linke Linie 1 zeigt die Grenze der telomeren Extension, und die rechte Linie 3 die Grenze der zentromeren Extension des EGFR-Amplikons. Bei dem Amplikon in Zellen mit geringer EGFR-Genkopienzahl ist im Vergleich zu Zellen mit hoher EGFR- Genkopienzahl die zentromere Extension deutlich kürzer. FIG. 1b shows the structure of an EGFR analog S3.2 with a low EGFR gene copy number on chromosome 7p. It also consists of the three main parts, whose boundaries are represented by vertical lines. The position of the EGFR gene is indicated by the middle line 2. The left line 1 shows the border of the telomeric extension, and the right line 3 the border of the centromeric extension of the EGFR amplicon. For the amplicon in cells with low EGFR gene copy number, the centromeric extension is significantly shorter compared to cells with high EGFR gene copy number.
Die Figur 2 zeigt die Struktur des Amplikons bei verschiedenen Kopienzahlen des EGFR-Gens. Die Abszisse zeigt die Position in der Sequenz. Die Ordinate zeigt das logarithmierte Verhältnis die DNA-Kopienzahl von normaler DNA zu der Variation der Tumor-DNA-Kopienzahl. Hierbei weist der linke Teil in Richtung zur telomeren, der rechte Teil in Richtung zur zentromeren Seite. Kurve 1 1 zeigt das Amplikon mit 2 bis 4 EGFR-Genkopien; Kurve 12 das Amplikon mit 6 Kopien; Kurve 13 das Amplikon mit 8 Kopien; Kurve 14 das Amplikon mit 12 Kopien und Kurve 15 das Amplikon mit 30 Kopien. Die vertikalen schwarzen Linien zeigen dabei jeweils die Positionen der EGFR-Exone an. Figure 2 shows the structure of the amplicon at different copy numbers of the EGFR gene. The abscissa shows the position in the sequence. The ordinate shows the logarithmic ratio of the DNA copy number of normal DNA to the variation of the tumor DNA copy number. Here, the left part towards the telomeric, the right part towards the centromeric side. Curve 1 1 shows the amplicon with 2 to 4 EGFR gene copies; Curve 12 the amplicon with 6 copies; Curve 13 the amplicon with 8 copies; Curve 14 the amplicon with 12 copies and curve 15 the amplicon with 30 copies. The vertical black lines indicate the positions of the EGFR exons.
Die AGCN des EGFR-Gens von einzelnen oder wenigen Zellen wurde mithilfe von qPCR)-Assays (quantitativen PCR-Assays) bestimmt. Die qPCR-Assays wurden vom 5 '-Ende des EGFR-Amplikons her und für das EGFR-Gen mit seinen Exonen 4 bis 21 durchgeführt. Die qPCR wurde durch einen SYBR green-Assay mit 58 Sequenzen für die Bestimmung der EGFR-Amplifizierung optimiert. Die The EGCF gene of single or few cells was determined by qPCR assays (quantitative PCR assays). The qPCR assays were performed from the 5 ' end of the EGFR amplicon and for the EGFR gene with its exons 4 to 21. The qPCR was optimized by a SYBR green assay with 58 sequences for the determination of EGFR amplification. The
Aussagekraft der qPCR-Assays lag zwischen 98,07 % und 99,02 %, wobei der Durchschnitt 98,78 % und die Standardabweichung 0,36 war. The significance of the qPCR assays was between 98.07% and 99.02%, the average being 98.78% and the standard deviation being 0.36.
Tabelle 2: AGCN für verschiedene MDA-MB-468 Subzelllinien. Table 2: AGCN for various MDA-MB-468 subcell lines.
Exon 4 Exon 7 Exon 9 Exon 15 Exon 21 MDA-low 2,18 2,37 2,55 1 ,68 2,03Exon 4 exon 7 exon 9 exon 15 exon 21 MDA low 2.18 2.37 2.55 1, 68 2.03
MDA-Re1 6,41 5,67 5,21 5,44 6,33MDA-Re1 6,41 5,67 5,21 5,44 6,33
MDA-Re2 28,51 20,33 22,56 25,99 21 ,97MDA-Re2 28.51 20.33 22.56 25.99 21, 97
MDA-WT 45,57 36,59 40,50 50,80 42,42 MDA-WT 45.57 36.59 40.50 50.80 42.42
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse quantitativer PCR Assays der Exone 4, 7, 9 15 und 21 des EGFR-Gens für verschiedene MDA-MB-468 Subzelllinien. Dabei bezeichnet„MDA-WT" den Wildtyp,„MDA-low" Zellen mit geringer Amplifikation des EGFR-Gens und „MDA-Re1 " und „MDA-Re2" Zellklone mit zwei unterschiedlichen Amplifikationen des EGFR-Gens. Die über die verschiedenen Exone (Exon 4, 7, 9, 15 oder 21) bestimmten AGCN des EGFR-Gens lagen jeweils im vergleichbaren Rahmen (Tabelle 2). Table 2 shows the results of quantitative PCR assays of exons 4, 7, 9, 15 and 21 of the EGFR gene for various MDA-MB-468 subcell lines. Here, "MDA-WT" refers to the wild-type, "MDA-low" cells with low amplification of the EGFR gene and "MDA-Re1" and "MDA-Re2" cell clones with two different amplifications of the EGFR gene. The AGCN of the EGFR gene determined via the various exons (exons 4, 7, 9, 15 or 21) were in a comparable framework (Table 2).
Tabelle 3: Quantitative Einzelzell-PCR der Exone 7 und 9 von Knochenmark- und Blutproben. H, starke, relative Amplifikationen des EGFR-Gens; L, schwache, relative Amplifikationen; SD, Standardabweichung. Table 3: Quantitative single-cell PCR of exons 7 and 9 from bone marrow and blood samples. H, strong, relative amplifications of the EGFR gene; L, weak, relative amplifications; SD, standard deviation.
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Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der qPCR-Analysen für Exon 7 und 9 in einzelnen Tumorzellen aus dem Blut oder Knochenmarksproben von Patienten mit metastasierendem Brustkrebs. Es sind Messungen der relativen EGFR- Genkopienzahl von einzelnen Tumorzellen gezeigt. Starke, relative Amplifikationen des EGFR-Gens sind mit einem „H", schwache, relative Amplifikationen mit einem„L" gekennzeichnet. Table 3 shows the results of qPCR analyzes for exon 7 and 9 in individual tumor cells from blood or bone marrow samples from patients with metastatic breast cancer. Measurements of the relative EGFR gene copy number of individual tumor cells are shown. Strong, relative amplifications of the EGFR gene are associated with an "H", weak, relative Amplifications marked with an "L".
Der Vergleich der über die Exone 7 oder 9 gemessenen Mediane der relativen EGFR-Genkopien von Nicht-Tumorzellen und Tumorzellen ergab beispielhaft, dass bei Tumorzellen der Median mindestens 1 ,35 betrug. Es ist davon auszugehen, dass auch bei den anderen Exonen 3, 4, 5, 14 bis 17 und 19 bis 21 des EGFR-Gens und des HERV-K1- und HERV-K2-DNA-Abschnitts der Median bei Tumorzellen mindestens 1 ,35 betrug. The comparison of the median numbers of relative EGFR gene copies of non-tumor cells and tumor cells measured via exons 7 or 9 showed, for example, that the median was at least 1.35 for tumor cells. It is to be assumed that also in the other exons 3, 4, 5, 14 to 17 and 19 to 21 of the EGFR gene and the HERV K1 and HERV K2 DNA segment, the median tumor cells have at least 1.35 amounted to.
Tabelle 4: In vitro-Therapieresistenz von Brustkrebszellen gegenüber Gefitinib (abgekürzt als Ge) und Lapatinib (abgekürzt als La). Table 4: In vitro therapy resistance of breast cancer cells to gefitinib (abbreviated as Ge) and lapatinib (abbreviated to La).
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Die Tabelle 4 zeigt die in vitro-Therapieresistenz von Brustkrebszellen, die von der gleichen Zelllinie abstammen. Zellen mit hoher AGCN des EGFR-Gens, nämiich mit 30 Kopien, waren Wildtyp-Zellen, die mit„WT" bezeichnet sind. Zellen mit mittlerer AGCN, nämlich mit 10 Kopien, sind als„reamplifiziert" und Zellen mit unterdrückter AGCN, nämlich mit 2 bis 4 Kopien, sind als„supprimiert" bezeichnet. Für jede Zelllinie wurde jeweils ein Ansatz in An- bzw. Abwesenheit des Table 4 shows the in vitro therapy resistance of breast cancer cells derived from the same cell line. Cells with high AGCN of the EGFR gene, namely with 30 copies, were wild-type cells designated "WT." Cells with medium AGCN, 10 copies, are "reamplified" and cells with suppressed AGCN, viz 2 to 4 copies are designated as "suppressed." For each cell line, an approach was used in each case in the presence or absence of the
Wachstumsfaktors EGF kultiviert, der in der Lage ist EGFR zu aktivieren und damit unter anderem Zeilproliferation anregt. Die mit dem nachgestellten Zusatz„- EGF" gekennzeichneten Zelllinien wurden in Abwesenheit des Wachstumsfaktors EGF kultiviert. Abwesenheit von EGF vermindert in EGF-abhängigen Tumorzellen unter anderem die Proliferation im Vergleich zu EGF-abhängigen Tumorzellen, die in Anwesenheit von EGF kultiviert werden. Aus dem Vergleich der  Growth factor EGF is cultivated, which is able to activate EGFR and thus, inter alia, stimulates cell proliferation. The cell lines labeled with the suffix "- EGF" were cultured in the absence of the EGF growth factor Absence of EGF in EGF-dependent tumor cells, among other things, reduces proliferation compared to EGF-dependent tumor cells cultured in the presence of EGF comparison of
Zellkulturansätze mit bzw. ohne EGF im Zellkulturmedium lässt sich zeigen, in wie weit die untersuchten Tumorzellen tatsächlich abhängig von EGFR als Cell culture approaches with or without EGF in the cell culture medium can be shown in how far the investigated tumor cells actually depend on EGFR as
Wachstumsfaktorrezeptor waren. Die Zellen wurden mit den EGFR-Inhibitoren Gefitinib, in den Spalten als„Ge" bezeichnet, und Lapatinib, in den Spalten als„La" bezeichnet, mit verschiedenen Konzentrationen behandelt. Die Spalten zeigen jeweils die Messwerte für den Inhibitor bei einer bestimmten Konzentration an. Die Spalte Ge 5 zeigt also die Messwerte für Gefitinib bei einer Konzentration von 5, die Spalte Ge 10 die Messwerte für Gefitinib bei einer Konzentration von 10 usw. an. Bei den Growth factor receptor were. The cells were treated with the EGFR inhibitors gefitinib, in the columns referred to as "Ge", and lapatinib, referred to in the columns as "La", at different concentrations. The columns each show the measured values for the inhibitor at a specific concentration. The column Ge 5 thus displays the measured values for gefitinib at a concentration of 5, the column Ge 10 the measured values for gefitinib at a concentration of 10 and so on. Both
Messwerten handelt es sich um normierte Proliferationsraten der jeweiligen Brustkrebszellen.  Measured values are normalized proliferation rates of the respective breast cancer cells.
Anhand der Brustkrebszelllinie MDA-MB-468, die als Zellmodell metastasierender Brustkrebszellen anzusehen ist, und dreier Subzelllinien von MDA-MB-468, ließen sich hier sowohl Unterschiede in der Struktur des Amplikons als auch der durchschnittlichen Kopienzahl des Gens (AGCN) des EGF-Rezeptors feststellen. Die Behandlung dieser Zelllinien zeigte eine Therapieresistenz gegenüber einer Behandlung mit den niedermolekularen EGF-Inhibitoren Gefintinib bzw. Lapatinib, wenn deren EGFR-Genkopienzahl relativ gering war. The breast cancer cell line MDA-MB-468, which is considered to be a cell model of metastatic breast cancer cells, and three subcell lines of MDA-MB-468 revealed differences in both the structure of the amplicon and the average copy number of the EGF gene (AGCN). Detect receptor. The treatment of these cell lines showed resistance to treatment with the low-molecular EGF inhibitors gefintinib and lapatinib, respectively, when their EGFR gene copy number was relatively low.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden für die klinische Routine-Diagnostik und -Prognostik die Kopienzahl für HERV-K des EGFR-Amplikons oder die Exone 7 und 9 des EGFR-Gens bestimmt. Hierbei können je nach gewünschter In accordance with the present invention, for routine clinical diagnostics and prognosis, the copy number for HERV-K of the EGFR amplicon or exons 7 and 9 of the EGFR gene is determined. Here can depending on the desired
Genauigkeit einer der drei genannten Genabschnitte oder zwei oder alle zusammen hinsichtlich ihrer Kopienzahl bestimmt werden. Wie oben gezeigt wurde, beträgt der Median der Messwerte in Nicht-Tumorzellen ungefähr 0,9. Alle Mediane über 1 ,35 der Exons 7 oder 9 repräsentieren eine Vervielfältigung des EGFR-Gens. Bei Messwerten über 1 ,35 ist daher ein Ansprechen auf EGFR- Inhibitoren wahrscheinlich. Accuracy of one of the three gene sections mentioned or two or all together are determined in terms of their copy number. As shown above, the median of readings in non-tumor cells is approximately 0.9. All medians above 1, 35 of exons 7 or 9 represent a multiplication of the EGFR gene. For readings greater than 1.35, response to EGFR inhibitors is likely.
Ausführungsbeispiele embodiments
Die hier beschriebenen methodischen Ausführungsbeispiele wurden einerseits für die Validierung der Erfindung, andererseits für den Anwendungsteil der Erfindung aufgeführt. Die für die Erfindung wesentlichen Anwendungen umfassen die Aufarbeitung und den Nachweis von disseminierten Tumorzellen und die qPCR unter Verwendung der spezifischen Primerpaare. The methodical embodiments described here were listed on the one hand for the validation of the invention, on the other hand for the application part of the invention. The applications essential to the invention include the processing and detection of disseminated tumor cells and the qPCR using the specific primer pairs.
1.1. Quantitative Real-Time PCR Die quantitative Real-Time PCR (qPCR) ist eine Methode zur Vervielfältigung von DNA, basierend auf dem Prinzip der herkömmlichen Polymerase-Kettenreaktion (PCR), die zusätzlich die Quantifizierung der gebildeten DNA in Echtzeit erlaubt. Die Quantifizierung erfolgt jeweils am Ende eines jeden PCR-Zyklus über die Fluoreszenz eines Reportermoleküls, die proportional zur gebildeten DNA-Menge zunimmt. Der Methode liegt die Annahme zugrunde, dass die erste signifikant messbare Zunahme an Fluoreszenz proportional zu der Menge des eingesetzten Startmaterials ist. Dies setzt eine maximale Effizienz der Reaktion voraus, die einer Verdopplung pro PCR-Zyklus entspricht. Die korrekte Quantifizierung kann deshalb nur im exponentiell verlaufenden Teil der PCR-Reaktion durchgeführt werden, der oft nur wenige Zyklen andauert. Als Reportermoleküle wurden hauptsächlich der DNA-interkalierende Farbstoff SYBR green sowie doppelt gelabelte Hydrolysierungs-Sonden (TaqMan-Sonden) verwendet. 1.1. Quantitative Real-Time PCR Quantitative Real-Time PCR (qPCR) is a method of amplifying DNA based on the principle of conventional polymerase chain reaction (PCR), which additionally allows the quantification of the formed DNA in real time. The quantification is carried out at the end of each PCR cycle via the fluorescence of a reporter molecule, which increases in proportion to the amount of DNA formed. The method is based on the assumption that the first significantly measurable increase in fluorescence is proportional to the amount of starting material used. This requires a maximum efficiency of the reaction, which corresponds to a doubling per PCR cycle. The correct quantification can therefore only be carried out in the exponential part of the PCR reaction, which often lasts only a few cycles. As reporter molecules mainly the DNA intercalating dye SYBR green as well as double labeled hydrolyzing probes (TaqMan probes) were used.
Die quantitative Real-Time PCR wurde im Mastercycler S Realplex (bezogen von Eppendorf, Hamburg) entweder unter Verwendung des QuantiTect SYBR green Master Mixes (bezogen von Qiagen, Hilden) oder des qPCR MasterMix Plus, No ROX (bezogen von Eurogentec, Liege, Belgien) für TaqMan Probe Assays durchgeführt. In einer qPCR wird - anders als in einer konventionellen PCR - die Anzahl der gebildeten DNA Moleküle mit Hilfe von Fluoreszenzfarbstoffen am Ende von jedem Zyklus gemessen. The quantitative real-time PCR was performed in the Mastercycler S Realplex (obtained from Eppendorf, Hamburg) using either the QuantiTect SYBR green master mix (obtained from Qiagen, Hilden) or the qPCR MasterMix Plus, No ROX (supplied by Eurogentec, Liege, Belgium ) for TaqMan sample assays. In a qPCR, unlike in a conventional PCR, the number of DNA molecules formed is measured with the help of fluorescent dyes at the end of each cycle.
Anschließend konnte für SYBR green-Assays eine Schmelzkurvenanalyse durchgeführt werden, anhand derer sich indirekt über deren Schmelztemperatur die Fragmentlänge(n) und die Spezifität bestimmen ließ. Indem die Temperatur kontinuierlich von 60°C auf 90°C erhöht wurde, wurde die DNA aufgeschmolzen, so dass einzelsträngige DNA entstand. Der Farbstoff SYBR green wurde freigesetzt, der als Fluoreszenzabnahme registriert wurde. Da unspezifische Primerdimere einen niedrigeren Schmelzpunkt besaßen als die doppelsträngige DNA von spezifischen PCR-Produkten, wurde eine Unterscheidung möglich. Die Höhe des Peaks der Schmelzkurve, also des Gipfels, gab ebenfalls Auskunft über die Menge des gebildeten Fragments und somit über die Anfangskonzentration der DNA oder cDNA (Ferre F., Quantitative or semi-quantitative PCR: reality versus myth. PCR Methods Applications 1992; 2: 1-9. PMID: 1490169). Aufgrund der Sensitivität der Methode wurden alle Proben in Triplikaten gemessen, um abweichende Messwerte identifizieren zu können. Für die absolute Quantifizierung wurden in jedem PCR-Lauf Kalibrierungsgeraden für das Zielgen sowie die Referenzen gemessen. Für die Quantifizierung von DNA wurde für die Messung der Kalibrierungsgerade 15 pg bis 10 ng DNA in einer seriellen 1 :4 Verdünnung eingesetzt. Als Template für die Quantifizierung von DNA wurde jeweils Subsequently, a melting curve analysis was carried out for SYBR green assays, by means of which the fragment length (s) and the specificity could be determined indirectly via their melting temperature. By continuously raising the temperature from 60 ° C to 90 ° C, the DNA was melted to form single-stranded DNA. The dye SYBR green was released, which was registered as a fluorescence decrease. Since non-specific primer dimers had a lower melting point than the double-stranded DNA of specific PCR products, a distinction became possible. The height of the peak of the melting curve, ie the peak, also gave information about the amount of the fragment formed and thus about the initial concentration of the DNA or cDNA (Ferre F., Quantitative or semi-quantitative PCR: Reality versus Myth. PCR Methods Applications 1992; 2: 1-9, PMID: 1490169). Due to the sensitivity of the method, all samples were measured in triplicate to to be able to identify deviating measured values. For the absolute quantification, calibration lines for the target gene as well as the references were measured in each PCR run. For quantification of DNA, 15 pg to 10 ng of DNA was used in a serial 1: 4 dilution to measure the calibration line. As a template for the quantification of DNA was respectively
Leukozyten-DNA verwendet. Es war notwendig sicherzustellen, dass die gemessenen DNA Mengen innerhalb der Kalibrierungsgerade lagen, da nur so ein linearer Verlauf der PCR-Reaktion vorausgesetzt werden konnte. Für die  Leukocyte DNA used. It was necessary to ensure that the measured DNA levels were within the calibration line, as this was the only way to assume a linear course of the PCR reaction. For the
Kalibrierungsgeraden wurde jeweils die lineare Regression der Datenpunkte ermittelt.  Calibration line, the linear regression of the data points was determined in each case.
Um eine reproduzierbare Messung der AGCN für EGFR zu erreichen, wurde der Assay auf Basis von TaqMan-Sonden und unter Verwendung von zwei In order to achieve a reproducible measurement of AGCN for EGFR, the assay was based on TaqMan probes and using two
Referenzregionen entwickelt. Da Tumore mit fortschreitender Entwicklung zunehmend Aberrationen akkumulieren, zu denen Punktmutationen, Deletionen, Amplifikationen sowie Additionen oder Reduktionen von Chromosomenarmen oder ganzen Chromosomen bis hin zu polyploiden Chromosomensätzen gehören, war die Auswahl der Referenzregionen von entscheidender Bedeutung. Die Auswahl der Referenzregionen wurde basierend auf den Array-Daten und einer anschließenden Literaturdurchsicht getroffen (Naylor et al., High resolution genomic analysis of sporadic breast Cancer using array-based comparative genomic hybridization. Breast Cancer Res. 2005;7(6):R1 186-98. PMID: Reference regions developed. As tumors progressively accumulate aberrations, including point mutations, deletions, amplifications, and additions or reductions from chromosome arms or whole chromosomes to polyploid chromosome sets, the selection of reference regions was crucial. Selection of reference regions was made based on the array data and subsequent review (Naylor et al., High resolution genomic analysis of sporadic breast cancer using array-comparative comparative genomic hybridization., Breast Cancer Res. 2005; 7 (6): R1 186-98 PMID:
6457699). Die Loci auf Chromosom 2 und Chromosom 10 zeigten für  6457699). The loci on chromosome 2 and chromosome 10 showed for
Mammakarzinome geringe Aberrationsraten von <10%. Der Locus des EGFR- Gens wies in >55% aller analysierter Array-CGHs DNA-Zugewinne auf. Neben dem Primer- und TaqMan-Sonden-Design wurden die Primer anhand einer Kalibrierungsgeraden in einem SYBR green Assay auf ihre Effizienzen überprüft. Breast cancer small aberration rates of <10%. The EGFR gene locus showed DNA gains in> 55% of all analyzed array CGHs. In addition to the primer and TaqMan probe design, the primers were checked for their efficiencies using a calibration line in a SYBR green assay.
Der Ansatz unter Verwendung QuantiTect SYBR green Master Mixes umfasste: 7,5 μΙ 2x Master Mix, 0,4 μΙ Primer vorwärts (100 pmol/μΙ), 0,4 μΙ Primer rückwärts (100 pmol/μΙ), 2 μΙ DNA (5 ng/μΙ), ad Aqua dest. 15 μΙ. Das entsprechende The mixture using QuantiTect SYBR green master mix comprised: 7.5 μΙ 2x master mix, 0.4 μΙ primer forward (100 pmol / μΙ), 0.4 μΙ primer backward (100 pmol / μΙ), 2 μΙ DNA (5 ng / μΙ), ad aqua dest. 15 μΙ. The corresponding
Protokoll der Durchführung der Quantitativen Polymerase-Kettenreaktion (qPCR) ist in Tabelle 5 zusammengefasst. Tabelle 5: Protokoll der Quantitativen Polymerase-Kettenreaktion (qPCR). Protocol of carrying out the Quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) is summarized in Table 5. Table 5: Quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) protocol.
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Die folgenden Tabellen 6 bis 12 zeigen die Sequenzen der für die verschiedenen Analysen verwendeten Oligonukleotide. Diese weisen eine kennzeichnende Bezeichnung auf. Dabei sind einheitlich Vorwärts-Primer bzw. Sense-Primer mit dem der Bezeichnung nachgestellten Zusatz„F" und Rückwärts- Primer bzw. Antisense-Primer mit dem nachgestellten Zusatz„R" gekennzeichnet. Zusätzliche Primer sind mit einem der Bezeichnung vorangestellten„N" gekennzeichnet. In den Tabellen 7 bis 10 bedeutet der Zusatz„F0" eine telomerseitige, und der Zusatz„E0" eine zentromerseitige Amplikongrenze. Die Tabelle 6 zeigt die Quantifizierung des Chromosoms 2, des Chromosoms 10 und des EGFRs mittels TaqMan Assay. The following Tables 6 to 12 show the sequences of the oligonucleotides used for the various analyzes. These have a characteristic name. In this case, uniform forward primer or sense primer with the term "F" and reverse primer or antisense primer with the suffix "R" are marked. Additional primers are labeled with the prefix "N." In Tables 7 to 10, the suffix "F0" represents a telomere side, and the suffix "E0" indicates a centromere-side amplicon boundary., Table 6 shows the quantification of chromosome 2, the chromosome 10 and the EGFR by TaqMan assay.
Tabelle 6: Verwendete Oligonukleotide zur quantitativen Analyse von DNA- Genkopien.„P" bedeutet "doppelt markiertes Oligonukleotid", und zwar am 5'- Ende mit dem Fluoreszenzfarbstoff 6-FAM-phosphoramidit„[6-FAM]" und am 3'- Ende mit dem 3'-Black-Hole-Quencher-1 a gegen 6-FAM-phosphoramidit. Table 6: Oligonucleotides used for the quantitative analysis of DNA gene copies. "P" means "double-labeled oligonucleotide" at the 5 ' end with the fluorescent dye 6-FAM-phosphoramidite "[6-FAM]" and at 3 ' - End with the 3 ' black hole quencher 1 a against 6-FAM phosphoramidite.
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Für die präzise Quantifizierung der Genkopienzahl von Einzelzellen nach WGA (Abkürzung für„Whole Genome Amplification", lineare Vervielfältigung der Template-DNA) und der Unterscheidung zwischen Polyploidien und distinkten Genamplifikationen des EGFRs, wurde ein weiteres Referenzgenkonzept erstellt. Dieses basierte auf einem Assay mit einem einzelnen Referenzgen, der repetitiven LINE1 -Sequenz, die im menschlichen Genom in ca. 1.000 Kopien vorliegt und dadurch eine präzisere Messung des DNA-Gehalts in einer Zelle nach WGA erlaubt als die Verwendung von diploide Regionen, wie den Chromosom 2- und Chromosom 10-Sequenzen. Bedingt durch die hohe Kopienanzahl der LINE1 konnte eine kostengünstiges Protokoll mit dem interkallierenden DNA-Farbstoff SYBR green etabliert werden. Durch die Einsparung eines zweiten For the precise quantification of gene copy number of single cells after WGA (short for "whole genome amplification", linear amplification of the template DNA) and the distinction between polyploidy and distinct gene amplifications of the EGFR, a further reference gene concept was developed, which was based on an assay with a single reference gene, the repetitive LINE1 sequence, which is present in the human genome in approximately 1,000 copies, allowing a more accurate measurement of DNA content in a cell after WGA than the use of diploid regions such as chromosome 2 and chromosome 10 Due to the high number of copies of the LINE1 a cost-effective protocol with the intercalating DNA-dye SYBR green could be established
Referenzassays wurde Raum für ein zweites parallel durchführbares Assay im EGFR-Gen geschaffen. Dies ermöglichte die Verifizierung der Reproduzierbarkeit der Einzelzell-WGAs am EGFR-Gen-Locus im gleichen qPCR-Laufs. Die Effizienz der PCR lag für den Assay mit MDA-MB 468-DNA, die eine 30-fache Amplifikation trägt, bei 98,8%, und mit Leukozyten-DNA als diploider Kontrolle bei 98,6%. Die Effizienzen der PCR waren damit für Mehrfach- und Einzelkopien vergleichbar, womit die Verlässlich keit des Protokolls zur Quantifizierung gezeigt wurde. Für die LINE-1-Assays lag der gemittelte VK bei 9,9%. Die AGCNs für das EGFR-Gen nach Einzelzell-WGA für diploide Zellen lagen im Bereich von 0,2 bis 1 ,7. Bei einem erwarteten Wert von 1 entsprachen der höchste gemessene Wert einer Abweichung von 70% (0,7 CTs (Abkürzung für den englischen Fachbegriff„Cyclus Threshold" für den Zyklus-Schwellenwert)), und der niedrigste Messwert einer . Abweichung von 80% (2,25 CTs). Der Varianzkoeffizient der Messung lag im Mittel bei 1 ,5%. Reference assays provided scope for a second parallel assay in the EGFR gene. This allowed verification of the reproducibility of single cell WGAs at the EGFR gene locus in the same qPCR run. The efficiency of the PCR was 98.8% for the assay with MDA-MB 468 DNA carrying 30-fold amplification and 98.6% with leukocyte DNA as diploid control. The efficiencies of PCR were thus comparable for multiple and single copies, demonstrating the reliability of the protocol for quantification. For the LINE-1 assays, the mean CV was 9.9%. AGCNs for the EGFR gene after single cell WGA for diploid cells ranged from 0.2 to 1.7. At an expected value of 1, the highest measured value corresponded to a deviation of 70% (0.7 CTs (abbreviation for the English term "cycle Threshold for the Cycle Threshold), and the lowest reading of 80% (2.25 CTs). The coefficient of variance of the measurement averaged 1.5%.
Tabelle 7: Verwendete Oligonukleotide zur quantitativen Analyse von DNA- Genkopien. Table 7: Oligonucleotides used for the quantitative analysis of DNA gene copies.
Die Tabelle 7 zeigt die SYBR green Assay-basierte Quantifizierung von LINE1 und EGFR. Es sind die zur quantitativen Bestimmung der Kopienzahl geeigneten Vorwärts- und Rückwärtsprimer für die Exone 3, 4, 5, 7, 9, 14, 15, 16, 17, 19, 20 und 21 des EGFR-Gens gezeigt. Tabelle 8: Verwendete Oiigonukleotide zur quantitativen Analyse von DNA- Genkopien: SYBR green Assay-basierte Validierung der Tiling Array Daten für MDA-MB-468 WT, abgekürzt als WT. Table 7 shows the SYBR green assay-based quantification of LINE1 and EGFR. The forward and reverse primers suitable for quantitative determination of copy number are shown for the exons 3, 4, 5, 7, 9, 14, 15, 16, 17, 19, 20 and 21 of the EGFR gene. Table 8: Oligonucleotides used for the quantitative analysis of DNA gene copies: SYBR green Assay-based validation of tiling array data for MDA-MB-468 WT, abbreviated as WT.
Bezeichnung Sequenz (5' 3') Annealing Amplikon SEQ ID Name Sequence (5 '3') Annealing Amplicon SEQ ID
Temperatur [Bp] NO Temperature [Bp] NO
[°C] [° C]
WT-F01-F CAGTCAGCACATTGACACTGG 60 108 37 WT-F01-F CAGTCAGCACATTGACACTGG 60 108 37
WT-F01-R AAGTGTGGACCAGCTCTGTCTC 38WT-F01-R AAGTGTGGACCAGCTCTGTCTC 38
WT-F02-F AG C C AG CTCTTTG ATTCTTG G 60 109 39WT-F02-F AG C C AG CTCTTTG ATTCTTG G 60 109 39
WT-F02-R CA A AG G AA ACCTATTG CAA G C 40WT-F02-R CA AG AG AA ACCTATTG CAA G C 40
WT-F03-F TCTGTAGCTCATGGATTACTTGG 60 209 41WT-F03-F TCTGTAGCTCATGGATTACTTGG 60 209 41
WT-F03-R TACCCGTGGGCTGTGTACC 42WT-F03-R TACCCGTGGGCTGTGTACC 42
WT-F04-F GAATCCAGGTCAAACCATGTG 60 105 43WT-F04-F GAATCCAGGTCAAACCATGTG 60 105 43
WT-F04-R TACACAGATGCCTGCTCAAAG 44WT-F04-R TACACAGATGCCTGCTCAAAG 44
HERV-K1-F CCAAAGAAGAGACTCTGAGAGGAC 60 59 45HERV-K1-F CCAAAGAAGAGACTCTGAGAGGAC 60 59 45
HERV-K1-R AGTCTTGACATGGCTGTTATTGAG 46HERV-K1-R AGTCTTGACATGGCTGTTATTGAG 46
HERV-K2-F G AAATCCAAG CTGTATGTTCAATG 60 268 47HERV-K2-F G AAATCCAAG CTGTATGTTCAATG 60 268 47
HERV-K2-R ATTAGAAGTCAGCCTAATGCCATC 48HERV-K2-R ATTAGAAGTCAGCCTAATGCCATC 48
WT-F05-F GGCTCCCATGATTCTCCTG 60 219 49WT-F05-F GGCTCCCATGATTCTCCTG 60 219 49
WT-F05-R G G G CAA CA CTG A G CATTAAG 50WT-F05-R G G CA CA CTG A G CATTAAG 50
N-WT-F01-F AACCAGCCATATTCCATTCATC 60 212 51N-WT-F01-F AACCAGCCATATTCCATTCATC 60 212 51
N-WT-F01-R GCCCAAAGTCAGGTCATATACAG 52N-WT-F01-R GCCCAAAGTCAGGTCATATACAG 52
N-WT-F02-F TCACCCAAGTCGTGTATGTCAG 60 251 53N-WT-F02-F TCACCCAAGTCGTGTATGTCAG 60 251 53
N-WT-F02-R CCACTCTCGAAATTGTTCAGC 54N-WT-F02-R CCACTCTCGAAATTGTTCAGC 54
N-WT-F03-F AAGAAAGGTGATGAGCATGGAC 60 50 55N-WT-F03-F AAGAAAGGTGATGAGCATGGAC 60 50 55
N-WT-F03-R CCCTTAAATTTGAGAACAAGTGG 56N-WT-F03-R CCCTTAAATTTGAGAACAAGTGG 56
N-WT-F04-F G A AA G CATTTCA G CCTTTCA C 60 174 57N-WT-F04-F G A AA G CATTTCA G CCTTTCA C 60 174 57
N-WT-F04-R CACATGTTCAAATG AATTG ATG C 58N-WT-F04-R CACATGTTCAAATG AATTG ATG C 58
N-WT-F05-F TTCTTTGCAGATTAAATTGTTTG 60 1 11 59N-WT-F05-F TTCTTTGCAGATTAAATTGTTTG 60 1 11 59
N-WT-F05-R AGAGGAATAGGCAGATCAATGG 60N-WT-F05-R AGAGGAATAGGCAGATCAATGG 60
N-WT-F06-F ACTGTTCTTGGGTAGATTGTTCTG 60 257 61N-WT-F06-F ACTGTTCTTGGGTAGATTGTTCTG 60 257 61
N-WT-F06-R TGTTGGTCGTTGTATTTGTTTC 62N-WT-F06-R TGTTGGTCGTTGTATTTGTTTC 62
N-WT-F07-F TTTAG AAG ATG GATTG GTG AGG AG 60 50 63N-WT-F07-F TTTAG AAG ATG GATTG GTG AGG AG 60 50 63
N-WT-F07-R CCTGTTCTTGTTCTGACCATTG 64N-WT-F07-R CCTGTTCTTGTTCTGACCATTG 64
WT-E01-F CTCCAGAAGCCCTGACATTG 60 91 65WT-E01-F CTCCAGAAGCCCTGACATTG 60 91 65
WT-E01-R CTTCCTCCTATCCCTCACTGC 66WT-E01-R CTTCCTCCTATCCCTCACTGC 66
WT-E02-F CTG G GAG G ACAAG GTAAGAG G 60 208 67WT-E02-F CTG G GAG G ACAAG GTAAGAG G 60 208 67
WT-E02-R AATGGTG GAGTCACAG CTCAC 68WT-E02-R AATGGTG GAGTCACAG CTCAC 68
N-WT-E01-F GGGACCACATCTTACTCTCCAG 60 149 69N-WT-E01-F GGGACCACATCTTACTCTCCAG 60 149 69
N-WT-E01-R ACAGCACCTTCCTCCTTACATC 70N-WT-E01-R ACAGCACCTTCCTCCTTACATC 70
N-WT-E02-F AGGAGAGTGCAGTGAGGGATAG 60 71 71N-WT-E02-F AGGAGAGTGCAGTGAGGGATAG 60 71 71
N-WT-E02-R ACAGCACCTTCCTCCTTACATC 72N-WT-E02-R ACAGCACCTTCCTCCTTACATC 72
N-WT-E03-F TACCAACAGTTCTCCCTCATCC 60 144 73N-WT-E03-F TACCAACAGTTCTCCCTCATCC 60 144 73
N-WT-E03-R AGTCTG CGGTGTAG AG G AAATC 74N-WT-E03-R AGTCTG CGGTGTAG AG G AAATC 74
N-WT-E04-F ATATAGATTCGGCAGCCTTCAG 60 120 75N-WT-E04-F ATATAGATTCGGCAGCCTTCAG 60 120 75
N-WT-E04-R TCCAATATCCAAGAGGCAGAAC 76N-WT-E04-R TCCAATATCCAAGAGGCAGAAC 76
N-WT-E05-F TCCTCAAAGATTGGTTTGTTTG 60 288 77N-WT-E05-F TCCTCAAAGATTGGTTTGTTTG 60 288 77
N-WT-E04-R TCCAATATCCAAGAGGCAGAAC 76 Tabelle 9: Verwendete Oligonukleotide zur quantitativen Analyse von DNA- Genkopien: SYBR green Assay-basierte Validierung der Tiling Array Daten MDA-MB-468 0106, abgekürzt als 0106. N-WT-E04-R TCCAATATCCAAGAGGCAGAAC 76 Table 9: Oligonucleotides used for the quantitative analysis of DNA gene copies: SYBR green Assay-based validation of tiling array data MDA-MB-468 0106, abbreviated as 0106.
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Tabelle 10: Verwendete Oligonukleotide zur quantitativen Analyse von DNA- Genkopien: SYBR green Assay-basierte Validierung der Tiling Array Daten für MDA-MB-468 0107, abgekürzt 0107. Table 10: Oligonucleotides used for the quantitative analysis of DNA gene copies: SYBR green Assay-based validation of tiling array data for MDA-MB-468 0107, abbreviated 0107.
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Tabelle 1 1 : Verwendete Oligonukleotide zur quantitativen Analyse von DNA- Genkopien: SYBR green Assay-basierte Validierung der Tiling Array Daten für MDA-MB-468 +, abgekürzt MDA+. Table 1 1: Oligonucleotides used for the quantitative analysis of DNA gene copies: SYBR green Assay-based validation of tiling array data for MDA-MB-468 +, abbreviated MDA +.
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Tabelle 12: Verwendete Oligonukleotide zur Charakterisierung der telomerwärts gerichteten Amplikongrenze von MDA-MB-468 WT, abgekürzt WT.
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Table 12: Oligonucleotides used to characterize the telomere-directed amplicon border of MDA-MB-468 WT, abbreviated WT.
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1.2. Auswertung 1.2. evaluation
Zur Auswertung der Daten wurden je nach Versuchsansatz zwei unterschiedliche Methoden für die absolute oder relative Quantifizierung verwendet. Grundsätzlich unterschieden sich die beiden Methoden durch den Einsatz einer Depending on the experimental approach, two different methods for absolute or relative quantification were used to evaluate the data. Basically, the two methods differed by the use of a
Kalibribierungsgeraden (Rutledge und Cote, Mathematics of quantitative kinetic PCR and the application of Standard curves. Nucleic Acids Res., 2003, Vol. 31 , No. 16 e93. PMID: 12907745) für die absolute Quantifizierung, die bei relativer Quantifizierung durch eine einzelne Referenzprobe ersetzt wurde, zu der die Proben jeweils relativ in Bezug gesetzt wurden. Die Relative Quantifizierung (PfaffI, Real-time RT-PCR: Neue Ansätze zur exakten mRNA Quantifizierung. BlOspektrum 1/04, 10. Jahrgang. Holzapfel und Wickert, Die quantitative Real- Time-PCR (qRT-PCR). Biologie in unserer Zeit. 2007 Band 37, Nr. 2, S. 120-126) setzte voraus, dass die Effizienzen der zu vergleichenden Assays identisch waren. Die Effizienz der Assays wurde durch eine Kalibrierungsreihe über die Steigung bestimmt. Als Kontrolle für die Quantifizierung von DNA wurde jeweils Leukozyten- DNA eingesetzt. Da bei dieser Art der Berechnung die Kontrolle als arbiträre Konstante betrachtet wurde, floss diese nicht in die Fehlerberechnung ein. Die Fehlerberechnung wurde wie folgt durchgeführt: Der Wert CV (Koeffizient der Variation) entsprach dem Mittelwert für die absolute Quantifizierung (Pfaffl, Realtime RT-PCR: Neue Ansätze zur exakten mRNA Quantifizierung. BlOspektrum 1/04, 10. Jahrgang. Holzapfel und Wickert, Die quantitative Real-Time-PCR (qRT- PCR). Biologie in unserer Zeit. 2007 Band 37, Nr. 2, S. 120-126) wurden in jedem PCR-Lauf Kalibrierungsgeraden für das Zielgen sowie die Referenzen gemessen. Für die Quantifizierung von DNA wurde für die Messung der Kalibrierungsgeraden 15 pg bis 10 ng DNA in einer seriellen 1 :4- Verdünnung eingesetzt. Als Template für die Quantifizierung von DNA wurde jeweils Leukozyten-DNA verwendet. Es war notwendig sicher zustellen, dass die gemessenen DNA Mengen innerhalb der Kalibrierungsgerade lagen, da nur so ein linearer Verlauf der PCR-Reaktion voraus gesetzt werden konnte. Für die Kalibrierungsgerade wurde jeweils die lineare Regression der Datenpunkte ermittelt. Calibration line (Rutledge and Cote, Mathematics of quantitative kinetic PCR and the application of Standard curves, Nucleic Acids Res., 2003, Vol 31, No. 16 e93, PMID: 12907745) for the absolute quantification that results from relative quantification by a single Reference sample, to which the samples were respectively related relatively. Relative quantification (PfaffI, Real-time RT-PCR: New approaches to exact mRNA quantification, BlOspektrum 1/04, Volume 10, Holzapfel and Wickert, Quantitative Real-Time-PCR (qRT-PCR) 2007 Volume 37, No. 2, pp. 120-126) assumed that the efficiencies of the assays to be compared were identical. The efficiency of the assays was determined by a series of calibration over the slope. In each case leukocyte DNA was used as control for the quantification of DNA. Since in this type of calculation the control was considered as an arbitrary constant, this was not included in the error calculation. The error calculation was carried out as follows: The value CV (coefficient of variation) corresponded to the mean value for the absolute quantification (Pfaffl, Realtime RT-PCR: New Approaches to Exact MRNA Quantification.) BlOspektrum 1/04, Volume 10: Holzapfel and Wickert, Quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR), Biology in Our Time, 2007, Vol. 37, No. 2, pp. 120-126), was used to measure calibration lines for the target gene and the references in each PCR run. For quantification of DNA, 15 pg to 10 ng of DNA was used in a serial 1: 4 dilution to measure the calibration line. Leukocyte DNA was used as template for the quantification of DNA. It was necessary to ensure that the measured DNA levels were within the calibration line, as this was the only way to predict the linearity of the PCR reaction. The linear regression of the data points was determined for the calibration line.
1.3. Zellkulturbedingungen 1.3. Cell culture conditions
Alle Zelllinien wurden in sterilen Kulturflaschen der Firma Nunc (Wiesbaden) kultiviert. Die Kultivierung erfolgte in Hera150-Brutschränken (Heraeus Kendro, Langselbold) bei 37°C in wassergesättigter Atmosphäre mit 5% (v/v) C02. Die Zelllinien wurden abhängig der Zellteilungsrate ein- bis zweimal wöchentlich unter sterilen Bedingungen bei einer Konfluenz von etwa 80% passagiert. Hierzu wurden die adhärent-wachsenden Zellen mit PBS bei 37°C gewaschen und anschließend mit Trypsin/EDTA-Lösung (0,05%/0,02% (w/v)) von der Kulturschale abgelöst. Der Vorgang wurde durch Zugabe von frischem vorgewärmtem All cell lines were cultured in sterile culture bottles from Nunc (Wiesbaden). The cultivation took place in Hera150 incubators (Heraeus Kendro, Langselbold) at 37 ° C. in a water-saturated atmosphere with 5% (v / v) C0 2 . The cell lines were passaged one to two times a week, depending on the rate of cell division, under sterile conditions at a confluency of about 80%. For this, the adherently growing cells were washed with PBS at 37 ° C. and then removed from the culture dish with trypsin / EDTA solution (0.05% / 0.02% (w / v)). The process was done by adding fresh preheated
Vollmedium gestoppt und die resuspendierten Zellen in einer Dichte von 20% bis 30% ausgesät. Zur längeren Lagerung von eukaryotischen Zellen wurden die Zellen in Flüssigstickstoff bei -196°C eingefroren. Um die Bildung von Eiskristallen in den Zellen zu verhindern, wurden den Zellen durch Zugabe des stark hygroskopischen Dimethylsulfoxids (DMSO) langsam das Wasser entzogen. 2x10' Zellen wurden in 1 ml Einfriermedium (10% (v/v). DMSO, 90% (v/v) Vollmedium) resuspendiert, in Kryotubes (Nunc, Wiesbaden) überführt und auf -80°C gekühlt. Nach 24 h (die Maßeinheit„Stunde" ist stets als„h" abgekürzt") wurden die Complete medium stopped and seeded the resuspended cells in a density of 20% to 30%. For longer storage of eukaryotic cells, the cells were frozen in liquid nitrogen at -196 ° C. To prevent the formation of ice crystals in the cells were added to the cells by adding the strong hygroscopic dimethylsulfoxide (DMSO) slowly removed the water. 2x10 'cells were resuspended in 1 ml of freezing medium (10% v / v) DMSO, 90% (v / v) medium, transferred to Kryotubes (Nunc, Wiesbaden) and cooled to -80 ° C. After 24 h (the unit "hour" is always abbreviated as "h") were the
Kryoröhrchen in flüssigem Stickstoff gelagert. Um die kryokonservierten Zellen wieder in Kultur zu nehmen, wurden die Zellen nach dem Auftauen (37°C im Wasserbad) mit Vollmedium gewaschen, um das toxische DMSO zu entfernen. Die im Vollmedium resuspendierten Zellen wurden in T75-Zellkulturflaschen ausgesät.  Cryotubes stored in liquid nitrogen. To re-culture the cryopreserved cells, the cells were washed after thawing (37 ° C in a water bath) with complete medium to remove the toxic DMSO. The cells resuspended in the complete medium were seeded in T75 cell culture bottles.
2.1. DNA-Quantifizierungsmethoden zur Untersuchung des EGFR-Amplikons in 2.1. DNA quantification methods for the analysis of EGFR amplicon in
Tumorzellen und Fine Tiling Array-CGH  Tumor cells and fine tiling array CGH
Die Methode der CGH (Comparative Genomic Hybridization) dient zum The method of CGH (Comparative Genomic Hybridization) is used for
spezifischen Nachweis von Veränderungen in der DANN-Kopienzahl. Die Methode beruht auf der gleichzeitigen Hybridisierung gleicher Anteile von unterschiedlicher fluoreszenzmarkierter Test- (Tumor-DNA) und Referenz-DNA (normale DNA) auf Metaphasechromosomen oder auf Mikroarrays mit cDNA-Klonen, BAC-Klonen oder Oligonukleotiden. Tumor- und Referenz-DNA wurden dabei gleichzeitig auf normale Metaphasechromosomen (klassische CGH), BAC-Klonen, cDNA oder Oligonukleotiden (Array-CGH) hybridisiert. Sowohl die Proben-DNA, als auch Referenz DNA (Nimblegen) wurden vor der Hybridisierung mit  specific detection of changes in the DNA copy number. The method is based on the simultaneous hybridization of equal proportions of different fluorescently labeled test (tumor DNA) and reference DNA (normal DNA) on metaphase chromosomes or on microarrays with cDNA clones, BAC clones or oligonucleotides. Tumor and reference DNA were simultaneously hybridized to normal metaphase chromosomes (classical CGH), BAC clones, cDNA or oligonucleotides (array CGH). Both the sample DNA and reference DNA (Nimblegen) were probed before hybridization
Fluoreszenzfarbstoffen markiert, um nach der Hybridisierung durch Einlesen an einem Microarray-Scanner quantifiziert werden zu können. Die Markierung der Proben-DNA erfolgte mit Cy3 (Kanal 532 nm), die der Referenz DNA mit Cy5 (Kanal 633 nm). Bei der hier verwendeten Fine Tiling Array-CGH wurden nach unseren Spezifikationen erstellte Arrays verwendet. Pro Array standen ohne die firmeneigenen Qualitätskontrollen 395.000 Oligonukleotide zur Verfügung, die bei einer Länge von 50 bis 75 Basen und einem Tiling (Überlappung) von 15 Basen, wobei alle 15 Basen ein neues Oligonukleotid beginnt, einen maximalen Fluorescent dyes labeled to be quantified after hybridization by reading on a microarray scanner can. The labeling of the sample DNA was carried out with Cy3 (channel 532 nm), the reference DNA with Cy5 (channel 633 nm). Fine Tiling Array CGH used arrays created to our specifications. Without the proprietary quality controls, 395,000 oligonucleotides were available per array, with a maximum length of 50 to 75 bases and a tiling (overlap) of 15 bases, with a new oligonucleotide starting every 15 bases
abzubildenden Bereich von etwa 5,7 Megabasen ergaben. Das Design des Arrays wurde von der Firma Nimblegen (Wisconsin, USA) durchgeführt. Die range of about 5.7 megabases. The design of the array was performed by Nimblegen (Wisconsin, USA). The
Oligonukleotide wurden auf eine einheitliche Hybridisierungstemparatur von 76°C eingestellt. Diese sollten spezifisch für das menschliche Genom sein. Dies, führte jedoch dazu, dass in einigen Bereichen mit hochkonservierten oder repetitiven Sequenzmotiven kein eindeutiges Probendesign möglich war, so dass Lücken in der abzubildenden Sequenz auftraten. Basierend auf Daten von älteren Arrays mit BAC-Klonen umfasste unser Array-Design einen Bereich von etwa 4,7 Megabasen auf Chromosom 7 im Bereich des EGFR-Gens, sowie 177 Kilobasen auf Oligonucleotides were designed for a uniform hybridization temperature of 76 ° C set. These should be specific to the human genome. This, however, meant that in some areas with highly conserved or repetitive sequence motifs no clear sample design was possible, so that gaps in the sequence to be imaged occurred. Based on data from older arrays of BAC clones, our array design included an area of about 4.7 megabases on chromosome 7 in the region of the EGFR gene, as well as 177 kilobases
Chromosom 2 und 196 Kilobasen auf Chromosom 10, den beiden Bereichen, in denen die Referenz-Assays unserer quantitativen Real-Time PCR liegen (Auswahl basierend auf Naylor et al., High resolution genomic analysis of sporadic breast Cancer using array-based comparative genomic hybridization. Breast Cancer Res. 2005;7(6): R1186-98. PMID: 16457699). Dieses Array-Layout erlaubt eine hochauflösende Abbildung der Sequenzbereiche, die zuvor mit quantitativer Real- Time PCR untersucht wurden. Als Proben wurden Leukozyten-DNA als  Chromosome 2 and 196 kilobases on chromosome 10, the two areas where the reference assays of our quantitative real-time PCR are based (selection based on Naylor et al., High resolution genomic analysis of sporadic breast cancer using array-based comparative genomic hybridization Breast Cancer Res. 2005; 7 (6): R1186-98. PMID: 16457699). This array layout allows high-resolution imaging of the sequence areas that were previously examined using quantitative real-time PCR. As samples, leukocyte DNA was used as
Normalreferenz, drei Tumorzelllinien mit einer Amplifikation des EGFR-Gens (A431 , BT20, MDA-MB-468), die hemizygote Tumorzelllinie MCF-7, die nur noch eine Kopie des EGFR-Gens trägt, drei Subklone der Zelllinie MDA-MB-468 mit unterschiedlich hoher EGFR-Genkopien, sowie Whole Genome-Amplification (WGA)-Produkte dieser Linie aus 500 Zellen und sechs Einzelzell-WGAs verwendet. Von diesen Proben wurden jeweils 2,5 μg hochmolekulare DNA mit einer Konzentration von etwa 250 ng/μΙ benötigt. Dabei sollte das Verhältnis der optischen Dichten des Absorptionsmaximums von Nukleinsäuren, gemessen bei 260 nm, zum Absorptionsmaximum von Proteinen, gemessen bei 280 nm, >1 ,7 entsprechen, und eine Aussage über die Pröteinfreiheit der Nukleinsäure-Lösung treffen. Das Verhältnis der optischen Dichten bei 260 nm zu 230 nm sollte bei >1 ,5 liegen, und eine Aussage über die Reinheit einer RNA-Lösung gegenüber bestimmten Verunreinigungen mit organischen Substanzen wie z.B. Phenolaten, Thiocyanaten oder anderen, die ein Absorptionsmaximum bei 230 nm haben, treffen.  Normal reference, three tumor cell lines amplifying the EGFR gene (A431, BT20, MDA-MB-468), the hemizygous tumor cell line MCF-7 carrying only one copy of the EGFR gene, three subclones of the MDA-MB-468 cell line with different high EGFR gene copies, as well as Whole Genome Amplification (WGA) products of this line of 500 cells and six single-cell WGAs used. Each of these samples required 2.5 μg of high molecular weight DNA at a concentration of about 250 ng / μΙ. In this case, the ratio of the optical densities of the absorption maximum of nucleic acids, measured at 260 nm, to the absorption maximum of proteins, measured at 280 nm, should be> 1, 7, and make a statement about the Proteinfreiheit the nucleic acid solution. The ratio of the optical densities at 260 nm to 230 nm should be> 1.5, and a statement about the purity of an RNA solution against certain impurities with organic substances such. Phenolates, thiocyanates or others having an absorption maximum at 230 nm.
2.2. Hybridisierung der Fine Tiling Array-CGH 2.2. Hybridization of Fine Tiling Array CGH
Die Probenvorbereitung, die Markierung, die Hybridisierung, sowie die Sample preparation, labeling, hybridization, and the
Datenerfassung wurden von der Firma Nimblegen durchgeführt. 2.3. Auswertung der Fine Tiling Array-CGH Data collection was performed by the company Nimblegen. 2.3. Evaluation of Fine Tiling Array CGH
Die erhaltenen Datensätze wurden mit dem Algorithmus Quantsmooth unter Verwendung der Regionen von Chromosom 2 und Chromosom 10 normalisiert und die Signale geglättet. Die Normalisierung und Anpassung der Daten wurden am Institut für Bioinformatik der Universität Hamburg (Dr. H. Pospisil) The obtained data sets were normalized with the Quantsmooth algorithm using the regions of chromosome 2 and chromosome 10, and the signals were smoothed. The normalization and adaptation of the data were carried out at the Institute for Bioinformatics of the University of Hamburg (Dr. H. Pospisil)
durchgeführt.„Quantsmooth" ist Teil eines auf der Programmiersprache R basierten Softwarepackets. Anschließend wurde die Glättungsfunktion des Algorithmus verwendet, um die maximalen Änderungen in den Anstiegen und Gefällen der Arrays zu detektieren. Diese wurden dann als Start- bzw. Endpunkte der jeweiligen Amplikone definiert.  "Quantsmooth" is part of an R software-based software package, and then the algorithm's smoothing function was used to detect the maximum changes in the arrays' ascents and descents, which were then defined as the start and end points of the respective amplicons ,
3. Nachweis von EGFR-Gen-Amplifikationen in Mammakarzinom- und 3. Detection of EGFR gene amplifications in breast carcinoma and
Metastasengeweben  metastatic tissues
EGFR ist in bis zu 95% der Mammakarzinomen überexprimiert, und wird in einigen Studien mit einer ungünstigen Prognose des weiteren Krankheitsverlaufs in Zusammenhang gebracht (Übersicht in: Wolfram Dempke, Molekulare Therapie in der Hämatologie, Onkologie, Verlag Unl-Med, Bremen, ISBN: 3837410218). Um eine reproduzierbare Messung der AGCN für EGFR zu erreichen, wurden Assays auf Basis von TaqMan-Sonden und unter Verwendung von zwei EGFR is overexpressed in up to 95% of breast cancers, and is in some studies associated with an unfavorable prognosis of the further course of the disease (overview in: Wolfram Dempke, Molecular Therapy in Hematology, Oncology, Verlag Unl-Med, Bremen, ISBN: 3837410218). In order to achieve a reproducible measurement of AGCN for EGFR, assays based on TaqMan probes and using two
Referenzregionen entwickelt. Da Tumore mit fortschreitender Entwicklung immer mehr genomische Aberrationen akkumulieren, zu denen Punktmutationen, Deletionen, Amplifikationen oder Zugewinne bzw. Verluste von Reference regions developed. As tumors progressively grow, they accumulate more and more genomic aberrations, including point mutations, deletions, amplifications, or gains or losses
Chromosomenarmen oder ganzen Chromosomen bis hin zu polyploiden Chromosome arms or whole chromosomes to polyploids
Chromosomensätzen gehören, war die Auswahl der Referenzregionen von entscheidender Bedeutung. Um die Wahrscheinlichkeit abweichender Messungen zwischen den Referenzen zu minimieren, die eine gesicherte Quantifizierung ausgeschlossen hätten, wurden diese basierend auf der Auswertung von 65 High Resolution Array-CGHs ermittelt (Wang et al., DNA amplification method tolerant to sample degradation. Genome Res. 2004 Nov;14(11):2357-66. PMID: Belonging to sets of chromosomes, the selection of reference regions was of crucial importance. To minimize the likelihood of aberrant measurements between the references that excluded assured quantification, these were determined based on the evaluation of 65 high resolution array CGHs (Wang et al., DNA amplification method tolerant to sample degradation, Genome Res Nov; 14 (11): 2357-66.
15520297). Das Panel der analysierten Proben umfasste 47 primäre Mammakarzinome sowie 18 Mammakarzinom-Zelllinien. Das Array-System besaß eine Auflösung von durchschnittlich 0,9 Mb. Die Auswahl der Referenzregionen wurde basierend auf den Array-Daten und einer anschließenden Literatur- Recherche getroffen. Die Loci auf Chromosom 2 und Chromosom 10 zeigten für Mammakarzinome geringe Aberrationsraten von <10%. Der Locus des EGFR- Gens wies in >55% aller analysierter Array-CGHs DNA-Zugewinne auf. Nach dem Primer- und TaqMan Sonden-Design wurden die Primer anhand einer 15520297). The panel of samples analyzed included 47 primary ones Breast and 18 breast cancer cell lines. The array system had an average resolution of 0.9 Mb. The selection of the reference regions was made based on the array data and a subsequent literature search. The loci on chromosome 2 and chromosome 10 showed low aberration rates of <10% for breast cancers. The EGFR gene locus showed DNA gains in> 55% of all analyzed array CGHs. After the primer and TaqMan probe design, the primers were analyzed using a
Kalibrationsgerade in einem SYBR green-Assay auf ihre Effizienzen überprüft. Es ergaben sich Effizienzen von 98,2% (Chromosom 2), 98,4% (Chromosom 10) und 98,7%) (EGFR). Durch eine Schmelzkurvenanalyse sowie die Überprüfung der PCR-Produkte auf einem Agarosegel wurden Primer-Mismatching (englischer Fachbegriff für eine Fehlverknüpfung) und Dimerbildung ausgeschlossen (Sönke Meyer-Staeckling, Untersuchungen zur Struktur eines Amplikons im Intron 1 des humanen epidermalen Wachstumsfaktor Rezeptors: Erstmutation in der  Calibration line checked in a SYBR green assay for their efficiencies. There were efficiencies of 98.2% (chromosome 2), 98.4% (chromosome 10) and 98.7% (EGFR). Melting curve analysis and checking the PCR products on an agarose gel excluded primer mismatching and dimer formation (Sönke Meyer-Staeckling, Investigations on the structure of an amplicon in intron 1 of the human epidermal growth factor receptor: first mutation in the
Mammakarzinom-Entstehung. Dissertation, Universität Hamburg, 2009).  Breast cancer formation. Dissertation, University of Hamburg, 2009).
4. Bestimmung der Anzahl der Kopien des EGFR-Gens in prämalignem Gewebe der Mundschleimhaut und der weiblichen Brustdrüse 4. Determination of the number of copies of the EGFR gene in premalignant tissue of the oral mucosa and the female mammary gland
Das Karzinom der Mundschleimhaut ist die häufigste Krebsform im Kopf-Hals- Bereich. In Deutschland erkranken jedes Jahr ca. 10.000 Personen (Altersspitze zwischen 55 und 65 Jahren). Männer sind dabei 3-mal häufiger betroffen als Frauen. Die Mortalität des Schleimhautkarzinoms ist hoch. Die mittlere relative 5 Jahres-Überlebensrate liegt unter 50% und konnte trotz einiger Fortschritte in der Therapie in den letzten 2 Jahrzehnten nicht entscheidend verbessert werden. Das liegt vor allem daran, dass zwei Drittel der Fälle in fortgeschrittenen Stadien, häufig mit Lymphknotenmetastasen, diagnostiziert werden. Die orale Leukoplakie ist die häufigste orale intraepitheliale Neoplasie. Sie wird als eine Präkanzerose des Mundschleimhautkarzinoms angesehen. Eine frühe Erkennung in einem Stadium, wo die Neoplasie noch nicht invasiv ist und damit intraepithelial vorliegt, würde die Prognose erheblich verbessern. Carcinoma of the oral mucosa is the most common form of cancer in the head and neck area. Every year, about 10,000 people fall ill in Germany (ages between 55 and 65 years). Men are affected 3 times more frequently than women. The mortality of mucosal carcinoma is high. The median relative 5-year survival rate is below 50% and has not been significantly improved despite some advances in therapy over the last 2 decades. This is mainly because two-thirds of the cases are diagnosed in advanced stages, often with lymph node metastases. Oral leukoplakia is the most common oral intraepithelial neoplasia. It is considered a precancerous condition of oral mucosa. Early detection at a stage where neoplasia is still non-invasive and therefore intraepithelial would significantly improve prognosis.
Wie alle Karzinome entsteht auch das Mundschleimhautkarzinom durch Veränderungen (Mutationen) der DNA und Aberrationen der Chromosomen. im Zellkern. In einer Arbeit von Lippman et al. (Oral cancer prevention and the evolution of molecular-targeted drug development. J. Clin. Oncol. 23, 346-356, 2005) wurden die Ergebnisse verschiedener Arbeitsgruppen weltweit zu einem Progressionsmodell zusammengefügt. Dabei steht am Anfang der Entwicklung einer oralen intraepithelialen Neoplasie eine Aktivierung der EGFRs und des Enzyms Telomerase, die die zum Zelltod führende Verkürzung der Telomeren der Chromosomen verhindert und so die Weitergabe von Mutationen in Tochterzellen begünstigt. Beide Ereignisse sind möglicherweise miteinander verknüpft. Like all carcinomas, the oral mucosal carcinoma also develops Changes (mutations) in the DNA and aberrations of the chromosomes. in the nucleus. In a work by Lippman et al. (Oral Cancer Prevention and the Evolution of Molecular-Targeted Drug Development, J. Clin. Oncol., 23, 346-356, 2005), the results of various working groups worldwide have been assembled into a progression model. At the beginning of the development of oral intraepithelial neoplasia, activation of the EGFRs and of the enzyme telomerase prevents the shortening of the telomeres of the chromosomes leading to cell death and thus favors the transmission of mutations into daughter cells. Both events may be linked together.
Es wurde beschrieben, dass die Aktivierung des EGFRs mit einer chromosomalen Aberration am EGFR-Locus auf dem kurzen Arm des Chromosoms 7 It has been described that activation of the EGFR with a chromosomal aberration at the EGFR locus on the short arm of chromosome 7
zusammenhängt (Werkmeister et al., The erbB oncogenes as prognostic markers in oral squamous cell Carcinoma. Am. J. Surg., 172, 681 -683, 1996; Werkmeister et al., Clinical relevance of aberrations of erbB-1 and erbB-2 oncogenes detected by competitive differential Polymerase chain reaction in oral carcinomas. Oral Oncology 36, 100-105, 2000. PMID: 10889928). Schon in der Leukoplakie, einer oralen intraepithelialen Neoplasie (OIN), sind diese häufig nachweisbar, wenn daraus ein Karzinom entsteht.  Werkmeister et al., The erbB oncogenes as prognostic markers in oral squamous cell carcinoma, Am J. Surg., 172, 681-683, 1996, Werkmeister et al., Clinical relevance of aberrations of erbB-1 and erbB- 2 oncogenes detected by competitive differential polymerase chain reaction in oral carcinomas, Oral Oncology 36, 100-105, 2000. PMID: 10889928). Already in leukoplakia, an oral intraepithelial neoplasia (OIN), these are often detectable if it results in a carcinoma.
Der Nachweis der Aberration erfolgt mit einer etablierten Labormethode, der Fluoreszenz In-situ-Hybridisierung, abgekürzt FISH. Dazu wird ein etwa 4 im dicker Schnitt des Paraffin-eingebetteten Gewebes der Leukoplakie benötigt. Bei der Fluoreszenz In-situ-Hybridisierung wird die DNA der Tumorzellen direkt im Gewebeverband untersucht, d.h. bei dieser Untersuchung bleibt die Histologie der entnommenen Leukoplakie und ihres umgebenden Gewebes erhalten. Der Befund für die molekulargenetische Untersuchung FISH kann so direkt bestimmten Zellen im Gewebeverband zugeordnet werden (,,ln situ"-Analyse). Evidence of aberration occurs with an established laboratory method, fluorescence in situ hybridization, abbreviated to FISH. This requires about 4 thick sections of the paraffin-embedded tissue of the leukoplakia. In fluorescence in situ hybridization, the DNA of the tumor cells is examined directly in tissue association, i. In this study the histology of the extracted leukoplakia and its surrounding tissue is preserved. The finding for the molecular genetic study FISH can thus be directly assigned to specific cells in tissue association ("in situ" analysis).
Die Auswertung der FISH stellte sich als rote und grüne punktförmige Signale im Zellkern dar. Das Signal wird durch die Anlagerung von so genannten DNA- Sonden, die in diesem Fall komplementär zur DNA-Sequenz des EGFR-Gens und der Zentromeren des Chromosoms 7 sind, hervorgerufen. Jede DNA-Sonde trägt Farbstoffe, die durch eine spezielle Anregungswellenlänge des Mikroskops zur Lichtemission (Fluoreszenz) angeregt wurden, und dadurch unter dem Mikroskop sichtbare punktförmige Signale erzeugten. Der Befund wurde unmittelbar mithilfe einer empfindlichen CCD-Kamera aufgenommen und als Bilddatei auf einem Computer gespeichert. Die Methode der FISH ist sehr sensitiv und erlaubt den Nachweis weniger Zellen mit einer Aberration des EGFRs unter tausenden unveränderter Zellen. The evaluation of the FISH turned out to be red and green punctiform signals in the cell nucleus. The signal is generated by the attachment of so-called DNA probes, which in this case are complementary to the DNA sequence of the EGFR gene and the centromeres of chromosome 7, caused. Each DNA probe carries dyes that have been excited by a special excitation wavelength of the microscope for light emission (fluorescence), and thereby under the microscope produced visible punctiform signals. The finding was taken immediately using a sensitive CCD camera and stored as an image file on a computer. The method of FISH is very sensitive and allows the detection of fewer cells with an aberration of the EGFR among thousands of unaltered cells.
Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass in ca. 1/3 der Mammakarzinome und in % des diese umgebenden morphologischen Normalgewebes ein allelisches Ungleichgewicht (AI, Allelic Imbalance) im EGFR Gen auftritt. Die Feinkartierung dieser Genregion mit weiteren Mikrosatellitenmarkern ergab, dass die AI bevorzugt an diesem Locus auftrat (84% aller Fälle mit AI). Mittels quantitativem PCR-Assay zeigte sich, dass die AI auf Amplifikationen zurückzuführen waren, die auch zu einer Überexpression des EGFRs führten. Neben den prämalignen Vorstufen ADH (Atypische duktale Hyperplasie) und DCIS (Duktales Carcinoma in situ) in der Brust der Tumorpatientinnen wiesen auch ihre In addition, we were able to show that in about 1/3 of the breast cancers and in% of the surrounding normal morphological tissue an allelic imbalance (AI, Allelic Imbalance) occurs in the EGFR gene. Fine mapping of this gene region with other microsatellite markers revealed that AI was preferentially present at this locus (84% of all AI cases). A quantitative PCR assay showed that the AI was due to amplification, which also led to overexpression of the EGFR. In addition to the premalignant precursors ADH (atypical ductal hyperplasia) and DCIS (ductal carcinoma in situ) in the breasts of female patients also showed their
Lymphknotenmetastasen die gleiche Mutation im EGFR-Gen-Locus auf. Die Kaplan-Meier-Analyse der Verlaufsdaten ergab für die Patientinnen mit einem AI im EGFR-Gen-Locus ein kurzes, metastasenfreies Intervall. Es kann deshalb angenommen werden, dass der AI im EGFR-Gen-Locus ein frühes Ereignis in der Entstehung eines aggressiven Mammakarzinoms darstellt.  Lymph node metastases have the same mutation in the EGFR gene locus. The Kaplan-Meier analysis of the follow-up data revealed a short, metastasis-free interval for patients with AI in the EGFR gene locus. It can therefore be assumed that AI in the EGFR gene locus is an early event in the development of aggressive breast cancer.
5. Bestimmung der Anzahl der Kopien des EGFR-Gens in einzelnen Tumorzellen in Körperflüssigkeiten 5. Determination of the number of copies of the EGFR gene in individual tumor cells in body fluids
5.1. Aufarbeitung und Nachweis von Tumorzellen in Knochenmarkaspiraten oder 5.1. Processing and detection of tumor cells in bone marrow aspirates or
Blut  blood
Das durch Punktion aus dem oberen Beckenkamm und/oder dem Brustbein entnommene Knochenmark wurde in Heparin-enthaltene Monovetten aspiriert. Die mononuklearen Zellen wurden durch eine Ficoll-Dichtegradienten-Zentrifugation (Dichte 1 ,077 g/mol) bei 800 x g für 30 min bei Raumtemperatur separiert. Die Interphase mit den mononuklearen Zellen wurde abgenommen und mit 50 ml PBS für 10 min bei 1.400 U/min gewaschen. Abhängig von dem Erythrozytenanteil wurde gegebenenfalls eine zusätzliche Erythrozyten-Lyse nach Angaben des Herstellers durchgeführt (Whole Blood Erythrocyte Lysing Kit, R&D Systems, Minneapolis). Von den mononuklearen Zellen wurden jeweils 7x105 Zellen für 3 min bei 1 .000 U/min auf einen Objektträger (Superfrost Plus, Fischer) zentrifugiert (Zytospins). Die Zytospins wurden über Nacht getrocknet und bis zur weiteren Verwendung bei -80°C eingefroren. The bone marrow removed by puncture from the upper iliac crest and / or sternum was aspirated into heparin-containing monovettes. The mononuclear cells were separated by Ficoll density gradient centrifugation (density 1, 077 g / mol) at 800 xg for 30 min at room temperature. Interphase with the mononuclear cells was removed and washed with 50 ml of PBS for 10 min at 1400 rpm. Depending on the erythrocyte fraction, an additional erythrocyte lysis according to the instructions of Manufacturer (Whole Blood Erythrocyte Lysing Kit, R & D Systems, Minneapolis). Of the mononuclear cells, 7 × 10 5 cells were centrifuged for 3 minutes at 1 000 rpm on a microscope slide (Superfrost Plus, Fischer) (cytospins). The cytospins were dried overnight and frozen at -80 ° C until further use.
Die zu untersuchenden Tumorzellen aus einer Blutprobe wurden in einem Zwei- Schrittverfahren bis um das circa 20.000-fache gegenüber den Blutzellen angereichert. Im ersten Schritt wurden in einer Dichtegradienten-Zentrifugation mit 1.068 NycoPrep® (Nycomed, Luxemburg) als Dichtemedium epitheliale Zellen angereichert. Die Dichtegradienten-Zentrifugation erfolgt dabei wie in Brandt und Griwatz (Two-layer buoyant density centrifugation gradient for enrichment of prostate-derived cells and cell Clusters from peripheral blood. Clin. Chem. 42, Nr. 1 1996 S. 1881-1882. PMID: 8906098) beschrieben. Die Anreicherung von epithelialen Zellen gegenüber dem Blut gelang durchschnittlich um das 20-fache. Während die Erythrozyten weitgehend abgereichert waren, waren Leukozyten nur zu 90% bis 98% abgereichert, weshalb ein weiterer Anreicherungsschritt notwendig war. In einem zweiten Anreicherungsschritt wurden Zytokeratin-positive Zellen mit einer immunomagnetischen Methode angereichert. Zytokeratin 8 bzw. 18 sind dabei Zytoskelettproteine, die spezifisch für Epithelzellen sind. Mit dem MACS®-System (Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach), das superparamagnetische Microbeads mit einem Durchmesser von weniger als 100 nm Durchmesser besitzt, und an die entsprechende Antikörper gebunden waren, konnten in Abhängigkeit der Qualität der Antikörper-Antigen-Bindung Anreicherungen um den Faktor 1 .000 erzielt werden. Insgesamt konnten somit Epithelzellen aus dem Blut um das circa 20.000-fache spezifisch angereichert werden (Dissertation Cord Griwatz, 1996, Westfälische Wilhelms-Universität Münster). Die immunomagnetische The tumor cells to be examined from a blood sample were enriched in a two-step process up to approximately 20,000 times compared to the blood cells. In the first step epithelial cells were enriched in a density gradient centrifugation with 1068 NycoPrep® (Nycomed, Luxembourg) as a density medium. The density gradient centrifugation is carried out as in Brandt and Griwatz (Two-layer buoyant density centrifugation gradient for enrichment of prostate-derived cells and cell clusters from peripheral blood., Clin. Chem. 42, No. 1, 1996, pp. 1881-1882, PMID : 8906098). The accumulation of epithelial cells over the blood averaged 20-fold. While the erythrocytes were largely depleted, leukocytes were only 90% to 98% depleted, so a further enrichment step was necessary. In a second enrichment step, cytokeratin-positive cells were enriched with an immunomagnetic method. Cytokeratin 8 and 18 are cytoskeletal proteins that are specific for epithelial cells. With the MACS® system (Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach), which has superparamagnetic microbeads with a diameter of less than 100 nm in diameter, and to which corresponding antibodies were bound, enrichments could be made to the antibody-antigen binding depending on the quality Factor 1 .000 be achieved. Overall, epithelial cells from the blood could thus be specifically enriched by about 20,000-fold (PhD thesis Cord Griwatz, 1996, Westfälische Wilhelms-Universität Münster). The immunomagnetic
Zeliisolierung ist auch in Griwatz et al. (An immunological enrichment method for epithelial cells from peripheral blood. J. Immunol. Meth. 183, 1995, S. 251-265. PMID: 7602148) beschrieben (siehe auch: Deutsches Patent B. Brandt DE 102 17 102 B4 2005.04.14). Cell isolation is also described in Griwatz et al. (Immunological Enrichment Method for Epithelial Cells from Peripheral Blood, J. Immunol., Meth, 183, 1995, pp. 251-265, PMID: 7602148) (see also: German Patent B. Brandt DE 102 17 102 B4 2005.04.14 ).
Zur Detektion der Tumorzellen in Zytospins aus Knochenmark oder aus Blut wurden fluoreszenzmarkierte Antikörper verwendet. Hierfür wurden die mononuklearen Zellen für 10 min bei Raumtemperatur mit einer 4 %igen Fluorescent-labeled antibodies were used to detect the tumor cells in cytospins from bone marrow or from blood. For this purpose, the mononuclear cells for 10 min at room temperature with a 4%
Paraformaldehyd- bzw. 3,5 %igen Formalin-Lösung fixiert, und anschließend einmal mit PBS (Phosphat-gepufferte Salzlösung) gewaschen. Nach 5 min Permeabilisierung der fixierten Zellen mit 0,2 % (v/v) Triton X (DAKO, Hamburg) wurden die Zellen dreimal für 2 min in PBS gewaschen, und 20 min mit DAKO Blocking Solution (DAKO) oder mit AB-PBS gegen unspezifische  Paraformaldehyde or 3.5% formalin solution, and then washed once with PBS (phosphate-buffered saline). After 5 min permeabilization of the fixed cells with 0.2% (v / v) Triton X (DAKO, Hamburg), the cells were washed three times for 2 min in PBS, and for 20 min with DAKO Blocking Solution (DAKO) or with AB-PBS against unspecific
Antikörperbindung blockiert. Für die bei Raumtemperatur durchgeführte Inkubation mit den primär markierten Antikörpern wurden jeweils einer der gegen  Antibody binding blocked. For incubation with the primary-labeled antibodies carried out at room temperature, one of each was tested against
Zytokeratine gerichteten Antikörper A45/CY3 (1 :300) (Micromet, München) bzw. CK5/8 oyster red (1 :500) (Progen Scientific GmbH, Heidelberg) zusammen mit CD45/Alexa488 (1 :150) (Denovo Biolabels, Münster) verwendet, der gegen das Leukozyten-spezifische Antigen CD45 gerichtet ist. Nach einmaligem Waschen in PBS wurde eine Kernfärbung mit DAPI für 2 min bei Raumtemperatur  Cytokeratins targeted antibodies A45 / CY3 (1: 300) (Micromet, Munich) and CK5 / 8 oyster red (1: 500) (Progen Scientific GmbH, Heidelberg) together with CD45 / Alexa488 (1: 150) (Denovo Biolabels, Münster ) which is directed against the leukocyte-specific antigen CD45. After washing once in PBS, nuclear staining with DAPI was performed for 2 minutes at room temperature
durchgeführt. Nach zweimaligem Waschen mit PBS wurden die Zellen in PBS mit einem Deckgläschen fixiert und bis zur Verwendung dunkel bei 4°C aufbewahrt.  carried out. After washing twice with PBS, the cells were fixed in PBS with a coverslip and kept dark at 4 ° C until use.
5.2. Transfer der Zellen in PCR-Reaktionsgefäße 5.2. Transfer of the cells into PCR reaction vessels
Um einen Verlust von zu transferierenden Zellen oder Teilen des Zellkerns auszuschließen, wurden zum Überführen spezielle, aus 0,19 bis 0,23 pm starkem Glas geschnittene Stäbchen (Paul Marienfeld GmbH & Co. KG, Lauda- Königshofen, auf Anfrage) als Zellträger verwendet. Diese Stäbchen wurden vor ihrer Verwendung mit einem hydrophoben Silan beschichtet, um eine irreversible Bindung der bei der Zelllyse freigesetzten DNA an die Glasoberfläche zu verhindern. In order to exclude loss of cells or parts of the cell nucleus to be transferred, special rods cut from 0.19 to 0.23 pm were used as cell carriers (Paul Marienfeld GmbH & Co. KG, Lauda- Königshofen, on request) , These rods were coated with a hydrophobic silane prior to use to prevent irreversible binding of the DNA liberated from cell lysis to the glass surface.
Zur Vorbereitung der Silanisierung wurden die Stäbchen in einer 1 :1 Mischung aus NeoDisher (Dr. Weigert GmbH, Hamburg) und HPLC-gereinigtem Wasser in stark alkalischem Milieu 30 min bei 80°C bis 90°C geschwenkt, getrocknet und für 1 h in konzentrierter Schwefelsäure geschwenkt, um Verunreinigungen und To prepare the silanization, the rods were swirled in a 1: 1 mixture of NeoDisher (Dr. Weigert GmbH, Hamburg) and HPLC-purified water in a strongly alkaline medium for 30 min at 80 ° C to 90 ° C, dried and for 1 h in concentrated sulfuric acid pivoted to impurities and
Fettrückstände von der Oberfläche zu entfernen. Nach rückstandslosem Entfernen der Schwefelsäure durch HPLC-gereinigtes Wasser wurden die Stäbchen 15 min bei 1 15°C im Heizschrank getrocknet. Die Silanisierung erfolgte durch Schwenken in einer 0,5% (v/v) Lösung Octadecyltrichlorsilan in Oktanfraktion (Fluka, Remove grease residues from the surface. After residue-free removal of the sulfuric acid by HPLC-purified water, the rods were 15 minutes at 1 15 ° C in a heating cabinet dried. Silanization was by panning in a 0.5% (v / v) solution octadecyltrichlorosilane in octane fraction (Fluka,
Erlangen) für 2 bei Raumtemperatur. Ungebundenes Silan wurde durch  Erlangen) for 2 at room temperature. Unbound silane was through
Schwenken in Ethanol >99,9% (v/v) für eine Stunde bei Raumtemperatur entfernt. Abschließend wurde der Ethanol mit einem scharfen Strahl HPLC-gereinigtem Wasser aus einer Spritzflasche von jedem Stäbchen einzeln entfernt. Der  Panning in ethanol> 99.9% (v / v) for one hour at room temperature. Finally, the ethanol was removed with a sharp jet of HPLC-purified water from a squirt bottle of each rod individually. Of the
Lysepuffer bestehend aus 0,25 % (w/v) Sarcosyl, 2 M Guanidinthiocyanat, 0,01 M Natriumeitrat (pH7,0), 1 % (v/v) Dimethylsulfoxid und Nuklease-freiem Wasser enthielt Detergenzien und Schwefelbrücken-spaltende Substanzen. Der Puffer wurde aliquotiert bei -20°C aufbewahrt. Jedem Aliquot wurde vor der Verwendung 60 mM Dithiotreitol als Antioxidationsmittel frisch zugesetzt (verändert nach Hartshorn et al., Rapid, single-tube method for quantitative preparation and analysis of RNA and DNA in samples as small as one cell. BMC Biotechnol. 2005; 5:2. PMID: 15649321). Um eine effiziente Zelllyse zu erreichen, wurden 20 nl Lysepuffer auf ein Ende des Stäbchens gegeben (0,2 μΙ 1 :10 verdünnter  Lyse buffer consisting of 0.25% (w / v) sarcosyl, 2 M guanidine thiocyanate, 0.01 M sodium citrate (pH 7.0), 1% (v / v) dimethylsulfoxide and nuclease-free water contained detergents and sulfur-bridging substances. The buffer was aliquoted at -20 ° C. Each aliquot was freshly added with 60 mM dithiothreitol as antioxidant prior to use (modified according to Hartshorn et al., Rapid, single-tube method for quantitative preparation and analysis of RNA and DNA in small as one cell samples. BMC Biotechnol : 2 PMID: 15649321). To achieve efficient cell lysis, 20 μl lysis buffer was added to one end of the rod (0.2 μΙ diluted 1:10
Lysepuffer) und bei Raumtemperatur eingetrocknet. Die Silanbeschichtung bewirkte eine Konzentrierung der Salze des Lysepuffers auf eng begrenzten Raum zu einem so genannten Lysospot. Auf dem Lysospot wurde die zu transferierende Zelle in einem möglichst kleinen Volumen Flüssigkeit abgesetzt. Das Reaktionsgefäß wurde zur Effizienzsteigerung der Lyse >20 min bei -80 °C eingefroren (Spits et al., Whole-genome multiple displacement amplification from Single cells. Nat. Protocols 2006;1 (4):1965-70. PMID: 17487184). Anschließend wurde dem Lysat 1 μ1 1 :10 verdünnte Protease (Qiagen, Hilden) zugegeben und das Reaktionsgefäß 15 min bei 50 °C (Aktivierung der Protease) und 15 min bei 70 °C (Inaktiviemng der Protease) inkubiert.  Lysis buffer) and dried at room temperature. The silane coating caused a concentration of the salts of the lysis buffer in a narrow space to a so-called lysospot. On the lysospot, the cell to be transferred was deposited in the smallest possible volume of liquid. The reaction vessel was frozen at -80 ° C. for> 20 min to increase the efficiency of the lysis (Spits et al., Whole-genome multiple displacement amplification from single cells, Nat. Protocols 2006; 1 (4): 1965-70, PMID: 17487184). , Subsequently, 1 μl of 1 μl of diluted protease (Qiagen, Hilden) was added to the lysate and the reaction vessel was incubated for 15 min at 50 ° C. (activation of the protease) and for 15 min at 70 ° C. (inactivation of the protease).
5.3. Whole Genome Amplifikation (WGA) durch Multiple Displacement 5.3. Whole Genome Amplification (WGA) by Multiple Displacement
Amplification (MDA)  Amplification (MDA)
Die WGA des Genomiphi Kits basiert auf der isothermalen Amplifikation der DNA durch die strangverdrängende Eigenschaft der phi29-DNA Polymerase. Die fast ringförmig geschlossene Polymerase wurde mit 3-Exonuklease geschützten Random Hexamer Primern kombiniert, die zwei Thiophosphat-Modifikationen am Zuckerrückrad des 3 '-Endes tragen. Das WGA-Produkt ist doppelsträngig und hochmolekular (>10 kb). Die durchschnittlichen Produktmengen lagen bei The WGA of the Genomiphi kit is based on the isothermal amplification of DNA by the strand-displacing property of phi29-DNA polymerase. The almost circular closed polymerase was combined with 3-exonuclease protected random hexamer primers bearing two thiophosphate modifications on the sugar backbone of the 3 ' end. The WGA product is double-stranded and high molecular weight (> 10 kb). The average product quantities were included
Einzelzellen mit einem genomischen Gewicht von 6 bis 7 pg bei 2,5 bis 3 pg. Aus 1 ng genomischer DNA wurden 5 bis 7 pg Produkt gebildet. Nach der  Single cells with a genomic weight of 6 to 7 pg at 2.5 to 3 pg. From 1 ng of genomic DNA, 5 to 7 pg of product was formed. After
Proteasebehandlung wurde die Probe nach Herstellervorschrift 2 min auf 95 °C erhitzt und sofort auf Eiswasser gestellt, um einzelsträngige DNA zu bilden.  Protease treatment, the sample was heated according to manufacturer's instructions for 2 min at 95 ° C and immediately placed on ice water to form single-stranded DNA.
Anschließend wurden 9 pl Genomiphi Reaction-Buffer und 1 pl Enzyme-Mix hinzugegeben, vorsichtig gemischt, zentrifugiert und anschließend 16 h (Kitversion 1) oder 2,5 h (Kitversion 2) bei 30 °C im Thermocycler inkubiert. Die Inaktivierung der Polymerase erfolgte für 15 min bei 65°C.  Subsequently, 9 μl of Genomiphi reaction buffer and 1 μl of enzyme mix were added, gently mixed, centrifuged and then incubated for 16 h (kit version 1) or 2.5 h (kit version 2) at 30 ° C. in a thermocycler. The inactivation of the polymerase was carried out for 15 min at 65 ° C.
Zur Reinigung des WGA-Produkts wurden NucleoSEQ-Säulen (Macherey - Nagel, Düren) verwendet. Diese auf dem Prinzip einer Gelfiltration basierenden Säulen separierten kleine DNA-Moleküle wie Random Hexamer Primer und nicht verbrauchte dNTPs von dem WGA-Produkt. Die Säulen wurden 2 h mit 600 pl Nuklease-freiem Wasser äquilibriert. Nach einer 1 min Zentrifugation bei 3.500 U/min wurden die Säulchen nochmals mit 300 pl Nuklease-freiem Wasser beladen und wiederum 1 min zentrifugiert. Anschließend wurden die Säulchen auf ein frisches Eppendorf Reaktionsgefäß gesetzt, mit 20 pl WGA-Produkt beladen und 5 min. bei 3.500 U/min zentrifugiert. Das gereinigte Produkt wurde anschließend mit 20 pl Nuklease-freiem Wasser verdünnt. Die Qualität und Quantität des WGA- Produkts wurden anschließend am Nanodrop-Spektralphotometer bestimmt. NucleoSEQ columns (Macherey-Nagel, Düren) were used to purify the WGA product. These gel filtration-based columns separated small DNA molecules such as random hexamer primer and unused dNTPs from the WGA product. The columns were equilibrated for 2 h with 600 μl nuclease-free water. After centrifuging for 1 min at 3500 rpm, the columns were again loaded with 300 μl of nuclease-free water and again centrifuged for 1 min. The columns were then placed on a fresh Eppendorf reaction vessel, loaded with 20 μl of WGA product and incubated for 5 min. centrifuged at 3500 rpm. The purified product was then diluted with 20 μl of nuclease-free water. The quality and quantity of the WGA product were then determined on the nanodrop spectrophotometer.
Die Sequenzierung WGA-amplifizierter DNA aus Einzelzellen wurde zur Sequencing of WGA amplified DNA from single cells has been reported
Validierung der Replikationsgenauigkeit durch die phi29-Polymerase durchgeführt. Zusätzlich wurde die Kontaminationswahrscheinlichkeit bei dem bestehenden Manipulations- und Amplifikationssystem durch die Anwender oder andere äußere Einflüsse abgeschätzt. Der sequenzierte DNA-Bereich der Exone 5 bis 9 des TP53 Gens wurde durch drei Primerpaare abgedeckt und umfasste eine Validation of replication accuracy performed by the phi29 polymerase. In addition, the probability of contamination in the existing manipulation and amplification system was estimated by the users or other external influences. The sequenced DNA region of exons 5 to 9 of the TP53 gene was covered by three primer pairs and included one
Sequenzlänge von 1.300 Basen. Für den Validierungsversuch wurde die Sequence length of 1,300 bases. For the validation attempt was the
Gliomzelllinie G22 verwendet, die zwei bekannte Punktmutationen innerhalb der DNA-Bindedomäne trug. Es wurde hochmolekulare genomische DNA von G22 als Template für die Sequenzierungen mit drei unabhängig voneinander amplifizierten G22 Einzelzell-WGAs verglichen. Die Punktmutation in Exon 7 hatte einen Aminosäure-Austausch von Glyzin nach Serin zur Folge. Die Mutation in Exon 5 führt zu einem Austausch von Arginin nach Histidin. Glioma cell line G22, which carried two known point mutations within the DNA binding domain. High molecular weight genomic DNA of G22 was compared as template for sequencing with three independently amplified G22 single cell WGAs. The point mutation in exon 7 resulted in an amino acid exchange of glycine for serine. The mutation in exon 5 leads to an exchange of arginine for histidine.
Durch die dreifache Wiederholung der Sequenzierung sowohl aus der 3'- als auch aus der 5'-Richtung wurde eine Gesamtlänge von 7.200 Basen sequenziert. Gemessen an der hohen Korrektur-Lese-Aktivität der Polymerase stimmte das Ergebnis mit den Angaben des Herstellers dahingehend überein, dass eine durch die phi29-Polymerase erzeugte Mutation ausgeschlossen werden konnte. Die beiden Punktmutationen zeigten in allen Sequenzierungen eine identische Allelfrequenz. Eine Kontamination mit Fremd-DNA oder -Zellen konnte daraufhin ausgeschlossen werden. By repeating the sequencing three times from both the 3 ' and 5 ' directions, a total length of 7,200 bases was sequenced. Based on the high corrective reading activity of the polymerase, the result agreed with the manufacturer's information that a mutation produced by the phi29 polymerase could be excluded. The two point mutations showed an identical allele frequency in all sequencing. Contamination with foreign DNA or cells could then be excluded.
Die Validierung der WGA-amplifizierten DNA aus Einzelzellen durch quantitative Real-Time-PCR wurde unter Verwendung des Genomiphi V2-Kit durchgeführt. Das V2-Kit stellte die Weiterentwicklung des V1-Kits dar. Die Versionen unterschieden sich in zwei maßgeblichen Punkten: Validation of WGA amplified DNA from single cells by quantitative real-time PCR was performed using the Genomiphi V2 kit. The V2 kit represented the further development of the V1 kit. The versions differed in two decisive points:
1. Die Amplifikationszeit wurde von 16h des V1-Kits auf 2,5 h des V2-Kits 1. The amplification time was from 16h of the V1 kit to 2.5h of the V2 kit
verkürzt.  shortened.
2. Kit- Version 1 generierte im Gegensatz zur Kit-Version 2 immer auch 2. Kit version 1 always generated, unlike Kit version 2
hochmolekulare DNA in der Negativkontrolle (NTC). Laut Hersteller handelte es sich hierbei um verlängerte Hexamer-Primer.  high molecular weight DNA in the negative control (NTC). According to the manufacturer, these were extended hexamer primers.
Es wurde eine Testreihe zur Maximierung der Reaktionszeit von Kit-V2 It became a test series to maximize the reaction time of Kit-V2
durchgeführt, um den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem noch kein unspezifisches Produkt in der Negativkontrolle generiert wurde. Dies sollte die Produktausbeute der WGA-amplifizierten DNA aus Einzelzellen maximieren. Dieser Versuchsansatz wurde bereits zu einem früheren Zeitpunkt für Kit-V1 durchgeführt. Die Ergebnisse der Testreihen sind in der Figur 3 dargestellt. Die Figur 3 zeigt, dass die vom Genomiphi Kit-V1 gebildete Produktmenge über die Zeit linear anstieg. Die gebildete Produktmenge in der Negativkontrolle lag bei jedem Messpunkt bei etwa 70% der gebildeten Produktmenge der Positivkontrolle. Die vom Genomiphi Kit-V2 nach 5h gebildete Produktmenge in der Negativkontrolle entsprach etwa 80% der gebildeten Produktmenge der Positivkontrolle nach 2,5 h. Die Produktmenge der Negativkontrolle stieg nach 16 h Reaktionszeit um etwa 5% an. Bis zu einer Reaktionszeit von 2,5 h war kein gebildetes Produkt in der Negativkontrolle nachweisbar. Die gebildete Produktmenge beider Genomiphi Kit-Versionen war nach der vom Hersteller empfohlenen Amplifikationszeit identisch. Basierend auf den Ergebnissen der Testreihe wurde die vom Hersteller empfohlene performed to determine the time at which no nonspecific product has been generated in the negative control. This should maximize the product yield of WGA amplified DNA from single cells. This experimental approach was already carried out earlier for Kit-V1. The results of the test series are shown in FIG. Figure 3 shows that the amount of product produced by the Genomiphi Kit-V1 increased linearly over time. The amount of product formed in the negative control was approximately 70% of the positive control product produced at each point of measurement. The amount of product in the negative control produced by the Genomiphi Kit-V2 after 5 h corresponded to about 80% of the amount of positive control product formed after 2.5 h. The product quantity of Negative control increased by about 5% after 16 h reaction time. Up to a reaction time of 2.5 h no formed product was detectable in the negative control. The amount of product produced from both versions of Genomiphi Kit was identical after the manufacturer's recommended amplification time. Based on the results of the test series, the manufacturer recommended
Amplifikationszeit von 2,5 h beibehalten, um die Bildung von unspezifischen Produkten zu unterbinden.  Maintain amplification time of 2.5 h to prevent the formation of nonspecific products.
Um bei der Quantifizierung von Einzelzell-WGAs Ungenauigkeiten identifizieren zu können, die durch die WGA verursacht wurden, wurde ein weiteres Assay- Konzept erstellt. Dieses basierte auf einem einzelnen Referenz-Assay, welches eine LINEI-Sequenz ampiifizierte, die genomweit in ungefähr 1.000 Kopien vorlag und dadurch wesentlich unanfälliger für WGA-bedingte Schwankungen war als normale diploide Regionen. Bedingt durch die hohe Kopienanzahl wurde eine SYBR green-basierte Methode gewählt. Durch die Einsparung eines zweiten Referenzassays wurde Raum für einen zweiten, parallel durchführbaren Assay im EGFR-Gen geschaffen. Dies ermöglichte die Verifizierung der Stabilität der Einzelzell-WGAs am EGFR-Locus innerhalb desselben qPCR-Laufs. Die LINE1- Primer wurden ebenfalls über die Schmelzkurve und ein Agarosegel überprüft. In order to be able to identify inaccuracies caused by the WGA in the quantification of single-cell WGAs, a further assay concept was created. This was based on a single reference assay which amplified a LINEI sequence that was genome-wide in approximately 1,000 copies and was thus much less susceptible to WGA-related fluctuations than normal diploid regions. Due to the high number of copies, a SYBR green-based method was chosen. By saving a second reference assay, space was created for a second, parallel assay in the EGFR gene. This allowed verification of the stability of single cell WGAs at the EGFR locus within the same qPCR run. The LINE1 primers were also checked via the melting curve and an agarose gel.
6. Bestimmung der EGFR-AGCN in Ovarialkarzinomgewebe zur Prädiktion der Resistenz gegenüber Platin-/T axan-haltigen Chemotherapien 6. Determination of EGFR-AGCN in ovarian carcinoma tissue for prediction of resistance to platinum / taxane-containing chemotherapy
Nach der Operation des Primärtumors wurden alle Patientinnen mit einer After the operation of the primary tumor, all patients were treated with one
Chemotherapie aus Carboplatin und Paclitaxel behandelt. Seit dem Zeitpunkt ihrer Diagnosestellung wurden die Patientinnen beobachtet. Hierbei wurden u.a. die Zeit bis zum ersten Wiederauftreten eines Rezidivtumors und das Chemotherapy treated from carboplatin and paclitaxel. Since the time of their diagnosis, the patients have been observed. Here were u.a. the time to the first recurrence of a recurrent tumor and the
Gesamtüberleben betrachtet. Von den Paraffin-eingebettetem Primärtumoren wurden 4 μιη dicke Schnitte entnommen. Anschließend erfolgte die Considered overall survival. Of the paraffin-embedded primary tumors 4 μιη thick sections were taken. Subsequently, the
Mikrodissektion jeweils eines Tumor- und eines Bindegewebsbereiches für die DNA-Isolierung. Als Erstes wurden 20 μΙ Puffer ATL aus dem Qiagen MicroAmp- Kit in ein 1 ,5 ml Reaktionsgefäß pipettiert. Die Tumor- und Bindegewebsbereiche wurden am jeweiligen, zu bearbeitenden Objektträger lichtmikroskopisch bestimmt. Danach wurde die Kanüle mit etwas Puffer ATL aus dem Microdissection of one tumor and one connective tissue area for DNA isolation. First, 20 μL buffer ATL from the Qiagen MicroAmp kit was pipetted into a 1.5 ml reaction vessel. The tumor and connective tissue areas were determined by light microscopy on the respective slide to be processed. Thereafter, the cannula with some buffer ATL from the
Reaktionsgefäß benetzt und die Mikrodissektion der Tumorzellbereiche erfolgte unter dem Mikroskop. Die Tumorzellen werden mit der Kanüle vom Objektträger , abgekratzt und in das Reaktionsgefäß mit Puffer ATL gegeben. Wenn viel tumorzellfreies Bindegewebe auf dem Objektträger vorhanden war, erfolgte auch die Mikrodissektion dieses Gewebes. Ist das Bindegewebe mit Tumorzellen durchsetzt oder zu wenig Gewebe auf dem Objektträger vorhanden, um genug DNA isolieren zu können, wurde nur Tumorgewebe gekratzt. In diesem Falle war sonst die Herkunft der DNA nicht sicher zu unterschieden. The reaction vessel wetted and the microdissection of the tumor cell areas was carried out Under the microscope. The tumor cells are scraped off with the cannula from the slide, and placed in the reaction vessel with buffer ATL. When there was a lot of tumor cell-free connective tissue on the slide, the microdissection of this tissue was also done. If the connective tissue is interspersed with tumor cells or too little tissue on the slide to isolate enough DNA, only tumor tissue was scratched. Otherwise the origin of the DNA could not be differentiated in this case.
Aus dem gekratzten Tumorzell- bzw. Bindegewebe wurde die genomische DNA zur weiteren Analyse mit dem Quiagen QIAamp-DNA-Micro-Kit nach den From the scratched tumor cell or connective tissue, the genomic DNA was analyzed for further analysis with the Quiagen QIAamp DNA Micro Kit according to the
Vorgaben des Herstellers isoliert. Das vorher gekratzte Tumor- oder  Specifications of the manufacturer isolated. The previously scratched tumor or
Normalgewebe in 20 μΙ Lyse-Puffer-ATL wurde zusätzlich mit 10 μΙ Proteinase K versetzt und für 15 s im Vortexer geschüttelt. Die Reaktionsgefäße wurden für mindestens 3 h bei 56°C im Thermoblock inkubiert. Für eine bessere Ausbeute an DNA konnte die Inkubation auch verlängert über Nacht erfolgen. Danach wurden die Reaktionsgefäße aus dem Thermoblock genommen, 25 μΙ Puffer-ATL und 50 μΙ Puffer-AL hinzupipettiert und die Reaktionsgefäße für 15 s am Vortexer geschüttelt, was zur Lyse der Zellen führte. Es wurden 50 μΙ Ethanol (96-100%) hinzugegeben, erneut für 15 s mittels Vortexer geschüttelt, und für 5 min bei Raumtemperatur inkubiert. Es kam zur Fällung der DNA. Mit der Eppendorf- Zentrifuge 5418 wurde kurz zentrifugiert, um eventuell Tropfen aus dem Deckel und vom Rand des Reaktionsgefäßes zu entfernen. Der Überstand wurde vorsichtig in ein QiaAmp MinElute-Säulchen überführt und bei 8000 U/min für 1 min mit der Eppendorf Zentrifuge 5418 zentrifugiert. Es kam zur Adsorption der DNA an der Membran am Boden des Säulchens. Das Sammelgefäß zum Säulchen mit der abzentrifugierten Flüssigkeit wurde verworfen, und das Säulchen in ein neues Sammelgefäß hineingestellt. Es wurden 500 μΙ Waschpuffer AW1 in das Säulchen hinzugegeben, und bei 8000 U/min für 1 min mit der Eppendorf-Zentrifuge 5418 zentrifugiert. Wiederum wurde das Sammelgefäß mit der Flüssigkeit verworfen und das Säulchen in ein neues Sammelgefäß hineingestellt. Im Folgenden wurden 500 μΙ Wasch puffer AW2 hinzugegeben und bei 8000 U/min für 1 min mit der Eppendorf-Zentrifuge 5418 zentrifugiert. Das Sammelgefäß mit der Flüssigkeit wurde verworfen und das Säulchen in ein neues Sammelgefäß hineingestellt. In diesen Schritten wurde die DNA zweimal gewaschen, um Rückstände der vorherigen Puffer und eventuelle Zellreste zu entfernen. Um die Membran des Säulchens vollständig zu trocknen erfolgte eine Zentrifugation mit der Normal tissue in 20 μl lysis buffer ATL was additionally mixed with 10 μl proteinase K and shaken for 15 s in a vortexer. The reaction vessels were incubated for at least 3 h at 56 ° C in a thermoblock. For a better yield of DNA, the incubation could also be prolonged overnight. Thereafter, the reaction vessels were removed from the thermoblock, 25 μΙ buffer ATL and 50 μΙ buffer AL were added by pipette and the reaction vessels shaken for 15 s vortexer, which led to the lysis of the cells. 50 μΙ ethanol (96-100%) was added, vortexed again for 15 sec, and incubated for 5 min at room temperature. It came to the precipitation of the DNA. Centrifuge briefly with the Eppendorf centrifuge 5418 to remove any drops from the lid and from the rim of the reaction vessel. The supernatant was gently transferred to a QiaAmp MinElute column and centrifuged at 8000 rpm for 1 min with the Eppendorf 5418 centrifuge. There was adsorption of the DNA on the membrane at the bottom of the column. The collecting vessel for columning with the centrifuged liquid was discarded, and put the column into a new collecting vessel. 500μl wash buffer AW1 was added to the column and centrifuged at 8,000 rpm for 1 min with the Eppendorf 5418 centrifuge. Again the collection vessel was discarded with the liquid and the column placed in a new collection vessel. Subsequently, 500 μl wash buffer AW2 was added and centrifuged at 8000 rpm for 1 min with the Eppendorf centrifuge 5418. The collecting vessel with the liquid was discarded and placed the pillar in a new collection vessel. In these steps, the DNA was washed twice to remove the residues remove previous buffer and any cell debris. To completely dry the membrane of the column was centrifuged with the
EppendorfZentrifuge 5418 bei 13.000 U/min für 3 min. Danach wird das  Eppendorf centrifuge 5418 at 13,000 rpm for 3 min. After that it will be
Sammelgefäß mit der Flüssigkeit erneut verworfen und das Säulchen in ein ,5 ml Reaktionsgefäß hineingestellt. Es wurden 20 μΙ destilliertes Wasser direkt auf die Membran des Säulchens pipettiert, für 3 min bei RT inkubiert, und bei 13.000 U/min für 1 min mit der Eppendorf-Zentrifuge 5418 zentrifugiert. Die DNA wurde von der Membran mit destilliertem Wasser eluiert und im 1 ,5 ml Reaktionsgefäß gesammelt. Mit dem NanoDrop ND-1000-Spektralphotometer wurde die DNA- Konzentration bestimmt. Hierbei wurde in 1 μΙ destilliertem Wasser gelöste DNA auf das Nano-Drop-Gerät pipettiert und die Konzentration über den Anteil der Absorption der UV-Strahlen mit dem Computer bestimmt. Bei guter DNA- Anreicherung sollte der Absorptionskoeffizient A260nm/A280nm einen Wert von 1 ,8 aufweisen. Discard the collecting vessel with the liquid again and place the column in a 5 ml reaction vessel. 20 μl of distilled water were pipetted directly onto the membrane of the column, incubated for 3 min at RT, and centrifuged at 13,000 rpm for 1 min with the Eppendorf centrifuge 5418. The DNA was eluted from the membrane with distilled water and collected in the 1.5 ml reaction vessel. The DNA concentration was determined with the NanoDrop ND-1000 spectrophotometer. In this case, DNA dissolved in 1 .mu.l of distilled water was pipetted onto the nano-drop device and the concentration was determined by the proportion of the absorption of the UV rays by the computer. With good DNA enrichment the absorption coefficient A260nm / A280nm should have a value of 1, 8.
Zur Bestimmung der EGFR-AGCN wurde mit der isolierten DNA von Patienten eine quantitative Real-time-PCR wie in Abschnitt 1.1. beschrieben durchgeführt. Nur 10% der Patienten mit einer Amplifikation des EGFR Gens haben ein Rezidiv nach der Carboplatin und Paclitaxel, während 55% mit einem diploiden Tumor für das EGFR-Gen ein Rezidiv nach der Therapie entwickelten. To determine the EGFR-AGCN, a quantitative real-time PCR was performed with the isolated DNA of patients as described in Section 1.1. described carried out. Only 10% of patients with EGFR gene amplification have recurrence after carboplatin and paclitaxel, while 55% with a diploid tumor developed EGFR gene relapse after therapy.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Prädiktion der therapeutischen Wirksamkeit von EGFR- Inhibitoren, dadurch gekennzeichnet, dass einem Patienten eine Probe seines Gewebes und/oder seiner Körperflüssigkeit entnommen wird, ein oder mehrere DNA-Abschnitte auf Chromosom 7p im Bereich des EGFR-Gens mittels quantitativer Real-Time-PCR vervielfältigt und quantitativ bestimmt werden und die so erhaltene Kopienzahl als Maß für die zu erwartende therapeutische Wirksamkeit verwendet wird. 1. A method for predicting the therapeutic efficacy of EGFR inhibitors, characterized in that a sample of its tissue and / or its body fluid is taken from a patient, one or more DNA sections on chromosome 7p in the region of the EGFR gene by means of quantitative real Time PCR be amplified and quantified and the copy number thus obtained is used as a measure of the expected therapeutic efficacy.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die EGFR- Inhibitoren therapeutische, gegen EGFR gerichtete Antikörper und/oder Chemotherapeutika sind, insbesondere Carboplatin und/oder Paclitaxel. 2. The method according to claim 1, characterized in that the EGFR inhibitors are therapeutic, directed against EGFR antibodies and / or chemotherapeutic agents, in particular carboplatin and / or paclitaxel.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as
DNA-Abschnitt für die quantitative Real-Time-PCR die Sequenzen der Exone 3, 4, 5, 7, 9, 14 bis 17 und 19 bis 21 des EGFR-Gens, des HERV-K1- Abschnitts oder HERV-K2-Abschnitts des EGFR-Amplikons einzeln oder in Kombination verwendet werden.  DNA section for quantitative real-time PCR, the sequences of exons 3, 4, 5, 7, 9, 14 to 17 and 19 to 21 of the EGFR gene, the HERV K1 section or HERV K2 section of the EGFR amplicons can be used singly or in combination.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass für die Exone des EGFR-Gens Primerpaare mit den folgenden Sequenzen verwendet werden:  in that for the exons of the EGFR gene primer pairs with the following sequences are used:
für Exon 3 als Vorwärts-Primer 5 -TACCTGGACCTTGAGGGATTG-3' entsprechend SEQ ID NO 12 und als Rückwärts-Primer 5'- ACTGCGTGAGCTTGTTACTCG-3' entsprechend SEQ ID NO 13;  for exon 3 as forward primer 5 -TACCTGGACCTTGAGGGATTG-3 'corresponding to SEQ ID NO 12 and as reverse primer 5'-ACTGCGTGAGCTTGTTACTCG-3' corresponding to SEQ ID NO 13;
für Exon 4 als Vorwärts-Primer 5'-CCATGACTGCAATCGTCTACC-3' entsprechend SEQ ID NO 14 und als Rückwärts-Primer 5 - TTGAACCCTAATGCACACGAG-3' entsprechend SEQ ID NO 15;  for exon 4 as forward primer 5'-CCATGACTGCAATCGTCTACC-3 'corresponding to SEQ ID NO 14 and as reverse primer 5 - TTGAACCCTAATGCACACGAG-3' corresponding to SEQ ID NO 15;
alternativ für Exon 4 als Vorwärts-Primer 5'-GGTCAAAGGCTAACGTGCAG- 3' entsprechend SEQ ID NO 16 und als Rückwärts-Primer 5'- TTGAACCCTAATGCACACGAG-3' entsprechend SEQ ID NO 15;  alternatively for exon 4 as a forward primer 5'-GGTCAAAGGCTAACGTGCAG-3 'corresponding to SEQ ID NO 16 and as a reverse primer 5'-TTGAACCCTAATGCACACGAG-3' corresponding to SEQ ID NO 15;
für Exon 5 als Vorwärts-Primer 5'-TACATCATGCGACCATTCCAG-3' entsprechend SEQ ID NO 17 und als Rückwärts-Primer 5'- TGGGCTTTGAGCAATGATTAG-3' entsprechend SEQ ID NO 18; für Exon 7 als Vorwärts-Primer 5'-CACCACTCACTGAGACCTTGG-3' entsprechend SEQ ID NO 19 und als Rückwärts-Primer 5 - GAAATGGAGGCATGGTAGTCC-3' entsprechend SEQ ID NO 20; for exon 5 as a forward primer 5'-TACATCATGCGACCATTCCAG-3 'corresponding to SEQ ID NO 17 and as a reverse primer 5'-TGGGCTTTGAGCAATGATTAG-3' corresponding to SEQ ID NO 18; for exon 7 as forward primer 5'-CACCACTCACTGAGACCTTGG-3 'corresponding to SEQ ID NO 19 and as reverse primer 5 - GAAATGGAGGCATGGTAGTCC-3' corresponding to SEQ ID NO 20;
für Exon 9 als Vorwärts-Primer 5'-CACCGTCATCACCTTCCTTTC-3' entsprechend SEQ ID NO 21 und als Rückwärts-Primer 5'- TCCTCCATCTCATAGCTGTCG-3' entsprechend SEQ ID NO 22;  for exon 9 as a forward primer 5'-CACCGTCATCACCTTCCTTTC-3 'corresponding to SEQ ID NO 21 and as a reverse primer 5'-TCCTCCATCTCATAGCTGTCG-3' corresponding to SEQ ID NO 22;
für Exon 14 als Vorwärts-Primer 5'-CCAAGGGAGTTTGTGGAGAAC-3' entsprechend SEQ ID NO 23 und als Rückwärts-Primer 51- TGAAATGGACGTGGATAGCAG-3' entsprechend SEQ ID NO 24; for exon 14 as a forward primer 5'-CCAAGGGAGTTTGTGGAGAAC-3 'corresponding to SEQ ID NO 23 and as a reverse primer 5 1 - TGAAATGGACGTGGATAGCAG-3' corresponding to SEQ ID NO 24;
für Exon 15 als Vorwärts-Primer 5 -CCTACGGGTGAGTGGAAAGTG-3' entsprechend SEQ ID NO 25 und als Rückwärts-Primer 5'- ACAAACCTCGGCAATTTGTTG-3' entsprechend SEQ ID NO 26;  for exon 15 as forward primer 5 -CCTACGGGTGAGTGGAAAGTG-3 'corresponding to SEQ ID NO 25 and as reverse primer 5'-ACAAACCTCGGCAATTTGTTG-3' corresponding to SEQ ID NO 26;
für Exon 16 als Vorwärts-Primer 5'-TGTCCAACGAATGGGTAAGTG-3' entsprechend SEQ ID NO 27 und als Rückwärts-Primer 5'- CCACAGCAGTGTGGTCATTC-3' entsprechend SEQ ID NO 28;  for exon 16 as a forward primer 5'-TGTCCAACGAATGGGTAAGTG-3 'corresponding to SEQ ID NO 27 and as a reverse primer 5'-CCACAGCAGTGTGGTCATTC-3' corresponding to SEQ ID NO 28;
für Exon 7 als Vorwärts-Primer 5'-TACATCCATCCGAGGAAATGG-3' entsprechend SEQ ID NO 29 und als Rückwärts-Primer 5'- CAGCTTTGTGGACATTGAAGG-3' entsprechend SEQ I D NO 30;  for exon 7 as a forward primer 5'-TACATCCATCCGAGGAAATGG-3 'corresponding to SEQ ID NO 29 and as a reverse primer 5'-CAGCTTTGTGGACATTGAAGG-3' corresponding to SEQ ID NO 30;
für Exon 19 als Vorwärts-Primer 5'-TCTAGACCCTGCTCATCTCCAC-3' entsprechend SEQ ID NO 31 und als Rückwärts-Primer 5'- AGGCCAGTGCTGTCTCTAAGG-3' entsprechend SEQ ID NO 32;  for exon 19 as a forward primer 5'-TCTAGACCCTGCTCATCTCCAC-3 'corresponding to SEQ ID NO 31 and as a reverse primer 5'-AGGCCAGTGCTGTCTCTAAGG-3' corresponding to SEQ ID NO 32;
für Exon 20 als Vorwärts-Primer 5'-TCGCAAAGGTAATCAGGGAAG-3' entsprechend SEQ ID NO 33 und als Rückwärts-Primer 5'- GGATCCTGGCTCCTTATCTCC-3' entsprechend SEQ ID NO 34;  for exon 20 as a forward primer 5'-TCGCAAAGGTAATCAGGGAAG-3 'corresponding to SEQ ID NO 33 and as a reverse primer 5'-GGATCCTGGCTCCTTATCTCC-3' corresponding to SEQ ID NO 34;
für Exon 21 als Vorwärts-Primer 5'-AGCCATAAGTCCTCGACGTG-3' entsprechend SEQ ID NO 35 und als Rückwärts-Primer 5'- GAGAAGACCCTGCTGTGAGG-3' entsprechend SEQ ID NO 36.  for exon 21 as a forward primer 5'-AGCCATAAGTCCTCGACGTG-3 'corresponding to SEQ ID NO 35 and as a reverse primer 5'-GAGAAGACCCTGCTGTGAGG-3' corresponding to SEQ ID NO 36.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass für die HERV-K-Abschnitte folgende Primerpaare verwendet werden:  in that the following primer pairs are used for the HERV-K sections:
für HERV-K1 als Vorwärts-Primer 5'-CCAAAGAAGAGACTCTGAGAGGAC- 3' entsprechend SEQ ID NO 45 und als Rückwärts-Primer 5'- AGTCTTGACATGGCTGTTATTGAG-3' entsprechend SEQ ID NO 46; für HERV-K2 als Vorwärts-Primer 5'-GAAATCCAAGCTGTATGTTCAATG-3' entsprechend SEQ ID NO 47 und als Rückwärts-Primer 5'- ATTAGAAGTCAGCCTAATGCCATC-3' entsprechend SEQ ID NO 48. for HERV-K1 as a forward primer 5'-CCAAAGAAGAGACTCTGAGAGGAC-3 'corresponding to SEQ ID NO 45 and as a reverse primer 5'-AGTCTTGACATGGCTGTTATTGAG-3' corresponding to SEQ ID NO 46; for HERV-K2 as forward primer 5'-GAAATCCAAGCTGTATGTTCAATG-3 'corresponding to SEQ ID NO 47 and as reverse primer 5'-ATTAGAAGTCAGCCTAATGCCATC-3' corresponding to SEQ ID NO 48.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die therapeutischen Wirksamkeit von Inhibitoren gegen den EGF-Rezeptor oder Chemotherapie dann als wahrscheinlich bewertet wird, wenn die gemessene Kopienzahl der bestimmten DNA- Abschnitte einzeln oder im Durchschnitt über 1 ,35 liegt.  characterized in that the therapeutic efficacy of inhibitors against EGF receptor or chemotherapy is considered to be probable when the measured copy number of the particular DNA segments is greater than 1.35 individually or on average.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass als Probe Einzelzellen verwendet werden.  characterized in that single cells are used as a sample.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass als Probe Zellen aus primären Tumoren der Mamma, und/oder der Ovarien, und/oder der Mundschleimhaut, und/oder der  characterized in that as a sample cells from primary tumors of the breast, and / or ovaries, and / or the oral mucosa, and / or the
Harnblase, und/oder der Lunge, und/oder des Darms, und/oder der  Bladder, and / or the lung, and / or the intestine, and / or the
Lymphknoten, und/oder Knochenmark, und/oder von Tumorzellen aus dem Blut, und/oder Biopsien der oben genannten Tumoren und/oder ihrer  Lymph nodes, and / or bone marrow, and / or tumor cells from the blood, and / or biopsies of the above tumors and / or their
Metastasen, insbesondere Lebermetastasen von Darmkrebs, und/oder Aszites, und/oder Pleuraflüssigkeit, und/oder Absaugflüssigkeit der Brust und/oder Abstriche verwendet werden.  Metastases, especially liver metastases of colon cancer, and / or ascites, and / or pleural fluid, and / or breast suction and / or smears may be used.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kopien des Chromosoms 7p und der Anzahl der Kopien des EGFR Gens mittels quantitativer PCR über die Verwendung von Sequenzen der Chromosomen 2 und 10 und der LINE1 repetitiven Sequenz bestimmt wird.  characterized in that the number of copies of the chromosome 7p and the number of copies of the EGFR gene is determined by means of quantitative PCR via the use of sequences of the chromosomes 2 and 10 and the LINE1 repetitive sequence.
10. Kit zur Prognose der therapeutischen Wirksamkeit von Inhibitoren gegen den EGF-Rezeptor und/oder Chemotherapeutika, insbesondere Carboplatin und/oder Paclitaxel, wobei das Kit Reagenzien und/oder Reaktionsbehälter und/oder andere Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist. 10. Kit for predicting the therapeutic efficacy of inhibitors against the EGF receptor and / or chemotherapeutic agents, in particular carboplatin and / or paclitaxel, wherein the kit reagents and / or reaction vessels and / or other means for carrying out the method according to one of claims 1 to 9 has.
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