Marcel Martin, Doktorand der Informatik in der Arbeitsgruppe Bioinformatik für Hochdurchsatztechnologien (TU Dortmund) und am Lehrstuhl für Genominformatik des Instituts für Humangenetik am Universitätsklinikum Essen konnte zusammen mit einem interdisziplinären Forscherteam um Dr. Michael Zeschnigk (Humangenetik, UK Essen), und mit Hilfe von Methoden der Genominformatik (Prof. Dr. Sven Rahmann) zwei Schlüsselgene für die Entwicklung einer Klasse des Aderhautmelanoms identifizieren.
Das Aderhautmelanom ist der häufigste Tumor im Auge. Er tritt vor allem im mittleren bis höheren Lebensalter auf. Trotz modernster Behandlungsmethoden treten bei knapp der Hälfte der Patienten Metastasen auf und diese führen meist innerhalb weniger Monate zum Tod. Am Institut für Humangenetik des UK Essen (Prof. Dr. Horsthhemke) werden in der Arbeitsgruppe um Dr. Michael Zeschnigk die Ursachen für die Entstehung und die Metastasierung dieses Tumors erforscht.
Die aktuelle Studie wurde durch die Verfügbarkeit modernster DNA-Sequenzierungstechnologie am UK Essen und durch die Verwendung von Methoden der Genominformatik ermöglicht.
Mutationen in den entdeckten Genen, die als EIF1AX bzw. SF3B1 bezeichnet werden, sind für die Tumorentstehung wichtig.
Metastasierende Aderhautmelanome zeigen andere Mutationen des SF3B1 Gens als die Tumore von Aderhautmelanompatienten ohne Metastasierung. Die Entdeckung von Mutationen in diesen Schlüsselgenen gibt einen neuen Einblick in die Prozesse, die für das unterschiedliche Metastasierungsrisiko verantwortlich sind. Darüber hinaus kann das Wissen helfen, den Krankheitsverlauf bei den Patienten genauer vorherzusagen.
Die Genominformatik befasst sich mit der Analyse großer Sequenzdatenmengen aus DNA-Sequenzierprojekten.
In dieser Studie etwa wurden DNA-Sequenzen von 22 Aderhautmelanom-Patienten, ein Datenvolumen von ca. 640 Gigabytes, mit dem bekannten humanen Referenzgenom verglichen, um die tumorrelevanten Unterschiede zu bestimmen.
Die hierbei verwendete "Exomate"-Pipeline wurde seit Ende 2010 in einem vom MERCATOR Research Center Ruhr (MERCUR) geförderten Projekt (Pr-2010-0016) entwickelt.
Effiziente Algorithmen der Informatik nehmen auch in ähnlichen medizinischen Projekten eine immer größere Bedeutung ein.
Publikation:
Martin M, Maßhöfer L, Temming P, Rahmann S, Metz C, Bornfeld N, van de Nes J, Klein-Hitpass L, Hinnebusch AG, Horsthemke B, Lohmann DR, Zeschnigk M: Exome sequencing identifies recurrent somatic mutations in EIF1AX and SF3B1 in uveal melanoma with disomy 3. Nature Genetics, published online 23 June 2013; doi:10.1038/ng.2674