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Das „Paper of the Month“ 02/2024 geht an: Jacqueline Kockwelp (CeRA), Jannis Bartsch, Christoph Schliemann und Linus Angenendt (Med A)

Für den Monat Februar 2024 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der Universität Münster an Jacqueline Kockwelp (Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie), Jannis Bartsch, Christoph Schliemann und Linus Angenendt (Medizinische Klinik A) für die Publikation: Deep learning predicts therapy-relevant genetics in acute myeloid leukemia from Pappenheim-stained bone marrow smears. Blood Advances. 8(1).2024: 70-79. [Volltext].

Die richtige Therapiewahl für Patienten mit Akuter Myeloischer Leukämie hängt entscheidend von den zugrundeliegenden genetischen Veränderungen ab. Zwar ist für wenige relevante Genveränderungen bekannt, dass sich diese auch morphologisch äußern können, dennoch ist ein visuelles Erkennen dieser Veränderungen der Zellen oftmals nicht möglich, sodass die Wahl der Erstlinientherapien auf zeitaufwändigen und teuren genetischen Analysen basiert.

Es wurden zwei auf Machine-learning basiererende Pipelines entwickelt mit dem sehr hochaufgelösten Whole-Slide-Scan von Knochenmarkausstrichen vollautomatisiert verarbeitet und analysiert werden können. Mit der ersten Pipeline können einzelne Zellen identifiziert, extrahiert und klassifiziert werden. Die zweite Pipeline besteht aus mehreren Neuronalen Netzen, für deren Entwicklung die Daten von über 400 AML-Patienten verwendet wurden. Die zuvor extrahierten einzelnen Zellen können dann genutzt werden, um verschiedene therapierelevante genetische Mutationen wie im FLT3-Gen, welche nach heutigem Kenntnisstand nicht zu charakteristischen zytomorphologischen Veränderungen führen, vorherzusagen. Die Pipelines wurden anhand eines separaten Datensatzes von weiteren 70 Patienten validiert.

Das neue Verfahren, bei dem die Ergebnisse in kürzester Zeit vorliegen, ist eine Ergänzung zur genetischen Routinediagnostik, um Hämatologen und Onkologen bei der Wahl einer geeigneten Therapieform frühzeitig zu unterstützen, und stellt eine Grundlage für die Entwicklung zukünftiger Ansätze dar, die ebenfalls auf künstlicher Intelligenz basieren.

Eine Liste aller bisherigen Gewinner der Paper of the Month-Auszeichnung finden Sie hier.

Foto: MFM/Christian Albiker

„Paper of the Month“ April 2022 geht an Natalia Moreno Galarza aus der Pädiatrischen Hämatologie und Onkologie

Für den Monat April 2022 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an Dr. Monika Graf, Marta Interlandi und Dr. Natalia Moreno aus der Pädiatrischen Hämatologie und Onkologie für die Publikation Single-cell transcriptomics identifies potential cells of originof MYC rhabdoid tumors. Nature Communications 13(1).2022:1544 [Volltext].

Rhabdoide Tumoren (RT) sind seltene und hochaggressive pädiatrische Neoplasien mit schlechter Prognose. Obwohl sie eine geringe Mutationslast aufweisen (98 % der Fälle weisen eine biallelische Mutation von SMARCB1 auf), ist ihre epigenetisch bedingte intertumorale Heterogenität gut beschrieben. Frühere Studien haben ein kurzes Zeitfenster während der Embryogenese für die Tumorentwicklung aufgedeckt, aber die Ursprungszelle (COO) war bisher unklar.

Es wurden gentechnisch veränderte Mausmodelle (GEMMs) und Einzelzell-RNA-Sequenzierung verwendet, um den zellulären Ursprung der RT zu entschlüsseln. Aus Sox2-positiven Vorläuferzellen entstehen murine RT der MYC- und SHH-Subgruppen. Durch Ähnlichkeitsansätze mit Referenzzelltypen früher bis mittlerer Embryonalstadien wurden herausgefunden, dass murine ATRT-SHH -Tumoren Vorläuferzellen des Mittel-/Hinterhirns ähneln, während intra- und extrakranielle MYC-Tumoren potenziell von fetalen primordialen Keimzellen (PGCs) ausgehen. Es wurden PGCs als COO von RT durch Smarcb1-KO-GEMM validiert. Vergleichsanalysen mit PGC zeigten, dass MYC RT eine hypermethylierte DNA aufweisen, so dass Decitabine eine innovative zielgerichtete Therapie darstellen könnte.

Die Ergebnisse geben Aufschluss über die Ursprungszellen der RT. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die Behandlung mit Decitabin die Proliferation von RT blockiert. Für künftige therapeutische Konzepte ist Decitabin ein vielversprechender Kandidat für die RT-Therapie.

Eine Liste aller bisherigen Gewinner der Paper of the Month – Auszeichnung finden Sie hier.

Der Paper of the Month – Aufsteller in der Zweigbibliothek Medizin bietet den Besuchern die Lektüre der Studie vor Ort an.

Foto: MFM/Christian Albiker