Zytomorphologie und genetischer Befund beim Lungenkarzinom - gibt es eine Korrelation? Halle, Dr. M. Engels, Institut für Pathologie

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1 Zytomorphologie und genetischer Befund beim Lungenkarzinom - gibt es eine Korrelation? Halle, Dr. M. Engels, Institut für Pathologie

2 Adenokarzinom Plattenepithelkarzinom molekulare Subtypen von Lungenkarzinomen Zytomorphologie und Genetik M. Engels

3 Signaltransduktion

4 Lungenkarzinome Network Genomic Medicine Lung Cancer: Screening von Lungenkarzinomen im Einzugsbereich des CIO Köln-Bonn März 2010 bis Dezember 2011: 1990 Patienten untersucht, davon 81% der Proben aussagekräftig für die molekulare Diagnostik 1020 Adenokarzinome 403 Plattenepithelkarzinome (Zander et al 2012) Zytomorphologie und Genetik M. Engels

5 Lungenkarzinome Network Genomic Medicine Lung Cancer: Adenokarzinome: Mutationen in KRAS, EGFR, BRAF, PIK3CA, ALK-Translokation KRAS 32% EGFR 13% BRAF 2,6% PIK3CA 2,5% ALK 3,1% Plattenepithelkarzinome: FGFR1 ampliziert bei 19,1 % (Zander et al 2012) Zytomorphologie und Genetik M. Engels

6 Lungenkarzinome genetische Veränderungen in EGFR, KRAS, BRAF, PIK3CA, EML4ALK, FGFR1: - führen alle zu aktivierten Tyrosinkinasen und aktivieren nukleäre Faktoren, die gesteigerte Transkription, Proliferation und Apoptosehemmung auslösen Zytomorphologie und Genetik M. Engels

7 Lungenkarzinome zytologische Proben von histologisch und molekulargenetisch untersuchten Lungenkarzinomen: 23 Fälle aufgearbeitet (Januar Juni 2012) Adenokarzinome: KRAS 11 EGFR 7 ALK 1 Plattenepithelkarzinome mit FGFR1-Amplifikation: 3 kleinzelliges Lungenkarzinom mit FGFR1-Amplifikation: Zytomorphologie und Genetik M. Engels

8 pulmonale Adenokarzinome 19 Fälle systematisch untersucht: Zellgröße, Kernform, Kern-Plasma-Relation Chromatin, Nukleolen, Mitosen Zytoplasma, Sekretvakuolen Lagerung, Lagerungsmuster Nekrose, Entzündung, Phagozytose Zytomorphologie und Genetik M. Engels

9 pulmonale Adenokarzinome KRAS: - Westra et al 1993: "K-ras Oncogene Activation in Lung Adenocarcinomas from Former Smokers. Evidence that K-ras Mutations Are an Early and Irreversible Event in the Development of Adenocarcinoma of the Lung" - Mutationen meistens in Exon 2, meistens in Kodon 12 oder 13 - wichtig als negativer prädiktiver Marker: Gabe von TKI nicht erfolgversprechend Zytomorphologie und Genetik M. Engels

10 K-RAS Schmelzkurvenanalyse (Abb. von S. Merkelbach- Bruse, Köln) Zytomorphologie und Genetik M. Engels

11 pulmonale Adenokarzinome KRAS: 11 Fälle mit Mutation große Zellen, unregelmäßig geformte Kerne, fast immer hohe Kern-Plasma-Relation Chromatin meistens vergröbert, gelegentlich gleichmäßig, fast immer prominente Nukleolen, keine oder wenige Mitosen Zytoplasma schmal oder mittelweit, selten mit Sekretvakuolen Lagerung und Lagerungsmuster sehr unterschiedlich: flächige Verbände, dreidimensionale Verbände, Einzelzelllagerung, gestörte Kernpolarität meistens wenig oder keine Nekrose oder Entzündung, in wenigen Fällen aber viel Nekrose, sehr selten Phagozytose Zytomorphologie und Genetik M. Engels

12 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 58 J., Bürste)

13 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 58 J., Bürste)

14 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 58 J., Bürste)

15 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 58 J., Bürste)

16 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 50 J., Bürste)

17 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 50 J., Bürste)

18 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 50 J., Bürste)

19 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 50 J., Bürste)

20 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 53 J., TBNA)

21 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 53 J., TBNA)

22 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 53 J., TBNA)

23 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 53 J., TBNA)

24 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 62 J., Bronchiallavage)

25 pulmonales Adenokarzinom mit KRAS- Mutation (m, 62 J., Bronchiallavage)

26 pulmonale Adenokarzinome EGFR: - Rezeptortyrosinkinase, wichtig für Regulation von Zellzyklus, Apoptose, Proliferation - Überexpression in 80% aller Lungenkarzinome - Pao et al 2004: "EGF receptor gene mutations are common in lung cancer from "never smokers" and are associated with sensitivity of tumors to gefitinib and erlotinib" - Mutationen meistens in Exon 18 bis 21, mehrere häufige aktivierende Mutationen beschrieben, Mutationsstatus wichtig als prädiktiver Marker vor TKI-Gabe Zytomorphologie und Genetik M. Engels

27 EGFR-Sequenzierung: Deletion in Exon 19 (Abb. von S. Merkelbach-Bruse, Köln) Zytomorphologie und Genetik M. Engels

28 pulmonale Adenokarzinome EGFR: 7 Fälle mit Mutation große Zellen, z.t. riesenzellig, fast immer unregelmäßig geformte Kerne, meistens, aber nicht immer hohe KPR Chromatin meistens vergröbert, gelegentlich gleichmäßig, fast immer prominente Nukleolen, keine Mitosen Zytoplasma unterschiedlich weit, oft ausladend, selten mit Sekretvakuolen Lagerung und Lagerungsmuster sehr unterschiedlich: flächige Verbände oder dreidimensionale Verbänd mit gestörter Kernpolarität, Einzelzelllagerung wenig oder keine Nekrose, Entzündung oder Phagozytose Zytomorphologie und Genetik M. Engels

29 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (m, 67 J., TBNA)

30 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (m, 67 J., TBNA)

31 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (m, 67 J., TBNA)

32 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (m, 67 J., TBNA)

33 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (w, 82 J., TBNA)

34 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (w, 82 J., TBNA)

35 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (w, 82 J., TBNA)

36 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (w, 82 J., TBNA)

37 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (m, 70 J., Bronchiallavage)

38 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (m, 70 J., Bronchiallavage)

39 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (m, 70 J., Bronchiallavage)

40 pulmonales Adenokarzinom mit EGFR- Mutation (m, 70 J., Bronchiallavage)

41 pulmonale Adenokarzinome ALK: - Soda et al 2007: "Identification of the transforming EML4-ALK fusion gene in non-small-cell lung cancer" (Fig. 1b) - Inversion in Chromosom 2p, Nachweis durch FISH Zytomorphologie und Genetik M. Engels

42 FISH: Nachweis von normalen gelben Signalen und von roten und grünen Split- Signalen bei EML4-ALK- Translokation (Abb. von H.U. Schildhaus, Köln) Zytomorphologie und Genetik M. Engels

43 pulmonale Adenokarzinome ALK: 1 Fall mit EML4-ALK-Translokation große Zellen, unregelmäßig geformte Kerne, hohe KPR Chromatin vergröbert, prominente Nukleolen, wenige Mitosen Zytoplasma weit, schaumig, z.t. Sekretvakuolen Lagerung in dreidimensionalen Verbänden mit gestörter Kernpolarität viel Nekrose und Entzündung, keine Phagozytose Zytomorphologie und Genetik M. Engels

44 pulmonales Adenokarzinom mit EML4- ALK-Translokation (w, 52 J., TBNA)

45 pulmonales Adenokarzinom mit EML4-ALK- Translokation (w, 52 J., TBNA)

46 pulmonales Adenokarzinom mit EML4-ALK- Translokation (w, 52 J., TBNA)

47 Plattenepithelkarzinome und Kleinzeller FGFR1-Amplifikation: - Weiss et al 2010: "Frequent and Focal FGFR1 Amplification Associates with Therapeutically Tractable FGFR1 Dependency in Squamous Cell Lung Cancer" - Chromosom 8p21 - Nachweis durch FISH Zytomorphologie und Genetik M. Engels

48 FISH: Nachweis von normalen roten Signalen für Chrom. 8 (Zentromersonde) und vermehrten grünen Signalen bei FGFR1-Amplifikation (Abb. von L.C. Heukamp, Köln) Zytomorphologie und Genetik M. Engels

49 Plattenepithelkarzinome und Kleinzeller FGFR1-Amplifikation: - 3 Fälle Plattenepithelkarzinom - 1 Fall kleinzelliges Lungenkarzinom Zytomorphologie und Genetik M. Engels

50 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (w, 68 J., TBNA)

51 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (w, 68 J., TBNA)

52 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (w, 68 J., TBNA)

53 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (w, 68 J., TBNA)

54 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (m, 44 J., Bürste)

55 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (m, 44 J., Bürste)

56 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (m 44 J., Bürste)

57 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (m, 44 J., Bürste)

58 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (m, 44 J., Bürste)

59 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (m, 44 J., Bürste)

60 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (w, 65 J., Brolav)

61 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (w, 65 J., Brolav)

62 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (w, 65 J., Brolav)

63 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (w, 65 J., Brolav)

64 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (w, 65 J., Brolav)

65 Plattenepithelkarzinom der Lunge mit FGFR1-Amplifikation (w, 65 J., Brolav)

66 kleinzelliges Lungenkarzinom mit FGFR1- Amplifikation (w, 58 J., TBNA)

67 kleinzelliges Lungenkarzinom mit FGFR1- Amplifikation (w, 58 J., TBNA)

68 kleinzelliges Lungenkarzinom mit FGFR1- Amplifikation (w, 58 J., TBNA)

69 kleinzelliges Lungenkarzinom mit FGFR1- Amplifikation (w, 58 J., TBNA)

70 Lungenkarzinome mit genetischen Veränderungen - bisher zytomorphologisch kein eindeutiges Muster für die jeweilige Veränderung zu erkennen - Problem der kleinen Zahl? Zytomorphologie und Genetik M. Engels

71 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Zytomorphologie und Genetik M. Engels

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