1 Gastrointestinale Stroma Tumore (GIST), familiär (MIM ID 606764) Allgemeines Bei den gastrointestinalen Stromatumoren (GIST) handelt es sich um mesenchymale Tumoren, die den Magen-Darm-Trakt betreffen und von den interstitiellen Cajal-Zellen ausgehen. Die Cajal Zellen werden auch als Schrittmacherzellen bezeichnet und regulieren u.a. die Peristaltik im Verdauungstrakt. Bei ca. 70% der GIST entwickeln sich die Tumoren im Magen, 20% im Dünndarm sowie weniger als 10% in der Speiseröhre, dem Dickdarm und dem Enddarm. Patienten zwischen dem 40. bis 70. Lebensjahr zeigen in der Regel ein sporadisches Auftreten. In seltenen Fällen können auch jüngere Personen betroffen sein. Bei der sporadischen Form können in ca. 80 % der Fälle somatische Mutationen im KIT-Gen und in ca. 5-10 % der Fälle im PDGFRA-Gen nachgewiesen werden. Neben der sporadischen Form kann es bei einem Teil der Patienten zu einer familiären Form von GIST kommen. Hierbei liegen Keimbahnmutationen in den genannten Genen vor. Patienten mit familiärem GIST zeigen in der Regel multiple Tumoren, welche im gesamten Gastrointestinaltrakt auftreten können. Die Prävalenz in Deutschland wird auf etwa 15 in 1.000.000 geschätzt. Es treten ca. 800 bis 1.200 Neuerkrankungen der GIST pro Jahr auf. Krankheitsbild/Indikation Die klinischen Symptome der Erkrankung sind abhängig von der Größe sowie der Lokalisation des Tumors oder der Tumoren. Betroffene Patienten können folgende Symptome aufweisen: akute oder chronische Blutungen, Perforation, veränderter Rhythmus der Darmaktivität, Darmverschluß, abdominelles Unwohlsein, Dysphagie sowie von außen tastbare Gewebsmasse im Abdomen. Patienten mit einer KIT-Keimbahnmutation zeigen häufig dermatologische Auffälligkeiten wie einer verstärkten (lokalisierten) Pigmentierung, Lentigines, Urtikaria pigmentosa und / oder einer Dysphagie. Genetik Die Erkrankung folgt einem autosomal-dominanten Erbgang. Sie wird hervorgerufen durch Mutationen im KIT-Gen (164920), das auf 4q12 lokalisiert ist und für das Protein V-KIT Hardy-Zuckermann 4 Feline Sarcoma Viral Oncogene Homolog kodiert. Dieses wird auch als cKIT/CD117-Rezeptorprotein bezeichnet. Hierbei handelt es sich um ein Protoonkogen. Die Rezeptor-Tyrosin Kinase wird durch den Liganden Stammzellfaktor (SCF) aktiviert und hat eine wichtige Funktion in der Proliferation und Differenzierung von Stammzellen in der Hämatopoese, Angiogenese, Pigmentierung der Haut, Darmfunktion sowie Spermatogenese. Das Gen besteht aus 21 Exons. Die Mutationen liegen meist im Exon 11, seltener in den Exons 9, 13 oder 17 und aktivieren das Gen konstitutiv. Des Weiteren können Mutationen im PGDFRA-Gen (173490) auftreten, das ebenfalls auf 4q12 lokalisiert ist, und für das Protein Platelet-Derived Growth Factor Receptor, Alpha kodiert. Hierbei handelt es sich um einen membrangebundenen Tyrosin-Kinase Rezeptor, an den Wachstumsfaktoren der Mitogene binden. Diese werden von Zellen des Mesenchyms freigesetzt. Das Gen besteht aus 23 Exons. Neuesten Studien zu Folge können auch Mutationen im SDHB-Gen (185470) sowie dem SDHC-Gen (602413) zu einem GIST führen. Das SDHB-Gen ist auf 1p36.13 lokalisiert und kodiert für das Succinate Dehydrogenase Complex, Subunit B, Iron Sulfur Protein. Das Protein gehört zu einem Komplex in der inneren Membran von Mitochondrien und ist am CitratSäure-Zyklus und der Atmungskette beteiligt. Es besteht aus 8 Exons. Das SDHC-Gen ist auf 1q23.3 lokalisiert und kodiert für das Protein Succinate Dehydrogenase Complex, Subunit C, Integral Membrane Protein, 15-KD. Das Protein gehört zu einem Komplex in der inneren Membran von Mitochondrien und ist ebenfalls am Citrat-Säure-Zyklus und der Atmungskette beteiligt. Es besteht aus 6 Exons. 2013 INSTITUT FÜR MEDIZINISCHE GENETIK UND MOLEKULARE MEDIZIN – MOLEKULARGENETISCHE DIAGNOSTIK DRES. A. & H. JUNG – PAUL-SCHALLÜCK-STR. 8 – D-50939 KÖLN 2 Diagnostik Die Analyse wird in zwei Stufen durchgeführt. Aus Lymphozyten das peripheren Blutes wird zunächst die genomische DNA isoliert. Anschließend wird die DNA mittels PolymeraseKetten-Reaktion (PCR) amplifiziert und es werden alle 21 Exons des KIT-Gens sowie alle 23 Exons des PGDFRA-Gens inklusive der Intron/Exonspleißregionen sequenziert und hinsichtlich Mutationen analysiert. Werden in beiden Genen keine Mutationen nachgewiesen, so werden alle 8 Exons des SDHB-Gens sowie alle 6 Exons des SDHC-Gens inklusive der Intron/Exonspleißregionen sequenziert und hinsichtlich Mutationen analysiert. Untersuchungsmaterial 2-4 ml EDTA-Blut Dauer der Untersuchung ca. 2-4 Wochen Literatur Texte in Anlehnung an: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/GeneTests/review?db=GeneTests GeneTests™ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1116 GeneReviews™ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed PubMed http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim Online Mendelian Inheritance in Man® (OMIM®) http://www.orpha.net/consor/cgi-bin/index.php?lng=EN orphan.net (The portal for rare diseases and orphan drugs) Nishida, T., Hirota, S., Taniguchi, M., Hashimoto, K., Isozaki, K., Nakamura, H., Kanakura, Y., Tanaka, T., Takabayashi, A., Matsuda, H., Kitamura, Y. Familial gastrointestinal stromal tumours with germline mutation of the KIT gene. (Letter) Nature Genet. 19: 323-324, 1998. Isozaki, K., Terris, B., Belghiti, J., Schiffmann, S., Hirota, S., Vanderwinden, J.-M. Germline-activating mutation in the kinase domain of KIT gene in familial gastrointestinal stromal tumors. Am. J. Path. 157: 1581-1585, 2000. Beghini, A., Tibiletti, M., Roversi, G., Chiaravalli, A., Serio, G., Capella, C., Larizza, L. Germline mutation in the juxtamembrane domain of the KIT gene in a family with gastrointestinal stromal tumors and urticaria pigmentosa. Cancer 92: 657-662, 2001. Chompret, A., Kannengiesser, C., Barrois, M., Terrier, P., Dahan, P., Tursz, T., Lenoir, G. M., Bressac-De Paillerets, B. PDGFRA germline mutation in a family with multiple cases of gastrointestinal stromal tumor. Gastroenterology 126: 318-321, 2004. Pasini, B., Matyakhina, L., Bei, T., Muchow, M., Boikos, S., Ferrando, B., Carney, J. A., Stratakis, C. A. Multiple gastrointestinal stromal and other tumors caused by platelet-derived growth factor receptor-alpha gene mutations: a case associated with a germline V561D defect. J. Clin. Endocr. Metab. 92: 3728-3732, 2007. Janeway, K. A., Kim, S. Y., Lodish, M., Nose, V., Rustin, P., Gaal, J., Dahia, P. L. M., Liegl, B., Ball, E. R., Raygada, M., Lai, A. H., Kelly, L., and 10 others. Defects in succinate dehydrogenase in gastrointestinal stromal tumors lacking KIT and PDGFRA mutations. Proc. Nat. Acad. Sci. 108: 314318, 2011. [ 2013 INSTITUT FÜR MEDIZINISCHE GENETIK UND MOLEKULARE MEDIZIN – MOLEKULARGENETISCHE DIAGNOSTIK DRES. A. & H. JUNG – PAUL-SCHALLÜCK-STR. 8 – D-50939 KÖLN