Detaillierte Analyse von Mutationen im Dihydropyrimidin-Dehydrogenase-Gen bei vier Tumorpatienten mit Verdacht auf 5-Fluorouracil-Intoxikation

Zielsetzung: Bei Krebspatienten mit Intoleranz gegenüber dem chemotherapeutischen Wirkstoff 5-Fluorouracil (5-FU) wurde ein partieller oder vollständiger Verlust der Dihydropyrimidin-Dehydrogenase (DPD)-Funktion beobachtet. Mittlerweise wurden über 20 verschiedene Varianten im Dihydropyrimidin-Dehydrogenase-Gen (DPYD) gefunden, die zu einer reduzierten Aktivität der DPD führen. Um die genetische Prädisposition von Individuen näher zu untersuchen, aufgrund von DPD-Defizienz schwere Nebenwirkungen unter 5-FU-Therapie zu entwickeln, etablierten wir ein Mutationsdetektionsverfahren mittels denaturierender HPLC (DHPLC).

Material und Methoden: Vier Tumorpatienten mit Symptomen von schwerer 5-FU-Intoxikation nach adjuvanter Kombinationstherapie mit 5-FU wurden im gesamten kodierenden Bereich des DPYD-Gens analysiert. Als Kontrollgruppe dienten 157 zufällig ausgesuchte Personen. Die entdeckten Mutationen wurden mittels Strukturanalyse an kristalliner Schweine-DPD und „Homology-Modelling“ weiter untersucht.

Ergebnisse: Mit der Methode der DHPLC identifizierten wir mehrere Varianten im DPYD-Gen, darunter die neue, noch unbekannte Missense-Mutation K259E, die bei einer Brustkrebspatientin mit schwerer Mukositis gefunden wurde. Diese Variante war in der Kontrollpopulation zufällig ausgewählter Individuen nicht vorhanden. Darüber hinaus wiesen 2 Patienten Genotypen mit sehr seltenen Kombinationen von bekannten Missense-Mutationen auf. Bei einer weiteren Brustkrebspatientin konnte keine molekulare Basis für eine DPD-Defizienz nachgewiesen werden. Um den Effekt der Aminosäureaustausche auf die strukturelle Integrität der DPD zu evaluieren, wurden Strukturanalysen am DPD-Protein durchgeführt. Aufgrund der Strukturdaten ergeben sich bei 3 der 5 Aminosäuresubstitutionen Hinweise auf eine Beeinträchtigung der DPD-Funktion.

Zusammenfassung: Bei der Analyse von vier Tumorpatienten mit Verdacht auf 5-FU-Intoxikation wurden DPYD-Varianten entdeckt, die zu einer reduzierten Aktivität der DPD führen und somit den klinischen Phänotyp der Patienten erklären könnten.