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FU Berlin
Digitale Dissertation

Chalid Assaf :
High detection rate of T-cell receptor beta chain rearrangements in T-cell lymphoproliferations by family specific polymerase chain reaction in combination with the GeneScan technique and DNA sequencing
Nachweis monoklonaler Umlagerungen der Beta-Kette des T-Zell-Rezeptor-Gens mittels einer neu entwickelten Polymerase-Kettenreaktion in Verbindung mit der GENESCAN-Technik

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Abstract

The distinction between benign polyclonal and malignant monoclonal lymphoid disorders by
morphology or immunophenotyping is frequently difficult. Therefore, the demonstration of clonal B-cell or T-cell populations by detecting identically rearranged immunoglobulin (Ig) or T-cell receptor (TCR) genes is often used to solve this diagnostic problem. Whereas the detection of rearranged Ig genes is well established, TCR g (gamma) and b (beta) gene rearrangements often escape detection with the currently available polymerase chain reaction (PCR) assays. To establish a sensitive, specific, and rapid method for the detection of rearranged TCR-b genes, we developed a new PCR approach with family-specific Jb primers and analyzed the resulting PCR products by high-resolution GeneScan technique. The superior efficiency of this new method was demonstrated by investigating 132 DNA samples extracted from lymph node and skin biopsy specimens (mostly formalin fixed) and blood samples of 62 patients who had a variety of T-cell lymphomas and leukemias. In all but 1 of the tumor samples (98.4%) a clonal amplificate was detectable after TCR-b PCR and the same clonal T-cell population was also found in 15 of 18 (83%) of the regional lymph nodes and in 7 of 11 (64%) of the peripheral blood samples. Direct comparison of these results with those obtained currently by the most widely applied TCR-g PCR revealed an approximate 20% lower detection rate in the same set of samples than with the TCR-b PCR method. These results indicate that the new TCR-b PCR is most suitable for a rapid and reliable detection of clonal T-cell populations.
 


Table of Contents

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Titelblatt, Inhaltsverzeichnis

1 Abkürzungen 6

2 Einleitung 7
2.1 Allgemeines 7
2.2 Klassifikation der Non-Hodgkin-Lymphome 8
2.3 Der T-Zell-Rezeptor: Aufbau und Funktion 10
2.4 Konfiguration der T-Zell-Rezeptor Gene in lymphatischen Zellen 11
2.5 Analyse der T-Zell-Rezeptor Gene mittels Polymerase-Kettenreaktion  15
2.6 Fragestellung und Ziele der Arbeit 17

3 Material und Methoden 18
3.1 Bezugsquellen für die verwendeten Geräte 18
3.2 Bezugsquellen für die verwendeten Chemikalien und Verbrauchsmaterial 19
3.3 Kontrollgewebe 19
3.4 Maligne Lymphome der T-Zellreihe 19
3.5 Histologie und Immunhistologie 20
3.6 DNA-Extraktion 21
3.6.1 Automatische DANN-Isolierung aus Patientenmaterial 21
3.6.2 DNA-Extraktion aus Paraffin-eingebettetem Gewebe 22
3.6.3 Isolierung mononukleärer Zellen (Ficoll-Gradient) 22
3.7 Bestimmung der DANN-Konzentration 22
3.8 Entwicklung einer PCR-Methode zum Nachweis von Umlagerungen der TCR-ß-Kette 23
3.8.1 Kriterien für die Primerauswahl 23
3.8.2 Primersynthese 23
3.8.3 Aufreinigung der Oligonukleotide mittels HPLC 24
3.8.4 Optimierung der PCR-Bedingungen 24
3.8.5 Kontrollexperimente 24
3.9 Polyacrylamidgelelektrophorese (PAGE) 25
3.9.1 Herstellung eines Polyacrylamidgels 26
3.9.2  Photodokumentation  26
3.10 Sequenzanalyse der Amplifikate 26
3.10.1 Sequenzreaktion 27
3.10.2  Auswertung der Sequenzen  29
3.11  Analyse von PCR-Produkten (GENESCAN-Analyse)  29
3.11.1 Vorbereitung der Gelelektrophorese 30
3.11.2 Probenvorbereitung für die Elektrophorese 31
3.11.3 Größenbestimmung von DNA-Fragmenten 32

4 Ergebnisse 33
4.1 Methodische Entwicklung 33
4.1.1 Etablierung einer TCR-ß PCR mittels hochdegenerierter Jß-Konsensusprimer 33
4.1.2 Eigene Entwicklung einer familienspezifischen TCR-ß PCR 35
4.1.3 Primerselektion für die Jß-Segmente 35
4.1.4 Primerselektion für die Vb-Segmente 36
4.1.5 Etablierung der Reaktionsbedingungen 38
4.1.6 Etablierung der GENESCAN-Analyse 40
4.1.7 Spezifität der familienspezifischen TCR-b PCR 41
4.1.8 Sensitivität der familienspezifischen TCR-b PCR 43
4.1.9 Sequenzanalyse von TCR-ß PCR-Produktion 44
4.1.10 Optimierung einer TCR-y PCR 46
4.1.11 Spezifität der TCR-g PCR 46
4.1.12 Sensitivität der TCR-g PCR 48
4.2 Untersuchung von Patientenmaterial 49
4.2.1 Molekularbiologische Verlaufsuntersuchung von CTCL-Patienten mittels TCR-ß PCR im Vergleich zur TCR-y PCR 49
4.2.2 TCR-ß Analyse transformierter kutaner T-Zell-Lymphome 54
4.2.3 Klonalitätsanalysen von nicht-kutanen T-NHL mittels TCR-ß PCR im Vergleich zur TCR-y PCR 58
4.2.4 Untersuchung von reaktiven Hautveränderungen mittels TCR-ß und TCR-y PCR 62
4.2.5 Zusammenfassender Vergleich der familienspezifischen TCR-ß PCR mit der TCR-y PCR 64

5 Diskussion 65
5.1  Methodische Aspekte  66
5.1.1 Vergleich bisher publizierter TCR-b PCRs 66
5.1.2 Vergleich mit der familienspezifischen TCR-b PCR 68
5.1.3 Vergleich der familienspezifischen TCR-b PCR mit TCR-y PCRs 69
5.1.4 Klonalitätsanalyse mittels GENESCAN-Technik 70
5.2 Klinische Aspekte 71
5.2.1 Untersuchung von normalem und reaktivem Gewebe 71
5.2.2 Maligne T-Zellproliferationen 71
5.2.3 Vorläuer-T-lymphoblastische Lymphome/Leukämien 72
5.2.4 Peripheres T-Zell-Lymphom, unspezifiziert 72
5.2.5 Kutane T-Zell-Lymphome 73
5.2.6 Anaplastisch großzellige Lymphome 76
5.2.7 Angioimmunoblastische T-Zell-Lymphome 77
5.2.8 Enteropathieassozierte T-Zell-Lymphome 78
5.2.9 Nasale T/NK-Zell-Lymphome 79
5.2.10 Morbus Hodgkin 79

6 Zusammenfassung 81

7 Literaturverzeichnis 82

8 Anhang 84
 
 
 
 


More Information:

Online available: http://www.diss.fu-berlin.de/2001/258/indexe.html
Language of PhDThesis: german
Keywords: TCR-beta, TCR-gamma, Genescan, lymphoma, clonality, family-specific PCR
DNB-Sachgruppe: 33 Medizin
Date of disputation: 14-Dec-2001
PhDThesis from: Fachbereich Humanmedizin, Freie Universität Berlin
First Referee: Prof. Dr. med. Harald Stein
Second Referee: Prof. Dr. med. Thomas Blankenstein
Contact (Author): assaf@zedat.fu-berlin.de
Date created:11-Dec-2001
Date available:12-Dec-2001

 


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