Telomere lengthening mechanisms in matrix-producing bone tumors: A molecular genetic and cytogenetic study

Telomeren, die Enden linearer Chromosomen, sind essentiell fur die Erhaltung der chromosomalen Stabilitat und des replikativen Potentials. Aktivierung der reversen Transkriptase Telomerase ist vorherrschender Mechanismus, um Lange und Funktion der Telomeren zu regulieren. In ungefahr 90% aller malignen Tumoren kann hohe Telomeraseaktivitat (TA) nachgewiesen werden, doch scheint diese nicht unersetzlich zu sein. ?Alternative lengthening of telomeres? (ALT), Verlangerung der Telomeren in Abwesenheit detektierbarer TA, wurde in verschiedenen Organismen beschrieben und in immortalisierten und transformierten humanen Zellen nachgewiesen. In der vorgelegten Arbeit wurden die Haufigkeit von TA und Genexpression von Telomerase-Untereinheiten mit ALT in Matrix-produzierenden Knochentumoren. Dabei fiel auf, dass nur 50% der untersuchten Osteosarkome TA aufwiesen. Durch terminale Restriktionsfragment (TRF)-Analyse konnten in einem TA-negativen Osteosarkom und in Osteosarkom-Zellinien die ALT-typischen, stark verlangerten und heterogenen Telomeren nachgewiesen werden. In der Telomer-Fluoreszenz in situ Hybridisierung (T-FISH) zeigten sich in ALT-Zellinien im Gegensatz zu Zellinien mit TA zudem Telomeren in ungewohnlichen Konfigurationen und Loci, dizentrische Markerchromosomen und signal-freie Chromosomen-Enden. Freie Enden induzieren End-zu-End Assoziationen und konnen zu Bruch-Fusions-Brucken Zyklen fuhren. Dies konnte in der multiplex-FISH (M-FISH)-Analyse durch eine signifikant hohere Anzahl komplexer Translokationen in Osteosarkom-Zellinien mit ALT im Vergleich zu TA nachgewiesen werden. Die Analyse unbalancierter chromosomaler Aberrationen in Osteosarkomen und Osteosarkom-Zellinien durch komparative genomischer Hybridisierung (CGH) konnte jedoch keine ALT-spezifischen Aberrationen aufdecken. In dieser Studie wird der Nachweis einer direkten Assoziation von ALT mit dysfunktionalen Telomeren und chromosomaler Instabilitat gefuhrt. Dies lasst vermuten, dass ALT kein Aquivalenz-Mechanismus fur TA ist, was weitreichende Implikationen fur die Tumorprogression haben konnte und wichtig fur die Evaluation von neuen Therapiestrategien ist, die gegen Struktur und Funktion der Telomeren im Allgemeinen gerichtet ist.