Als Forschungsbetrieb untersuchen wir:
Möglichkeiten zur Steigerung der diagnostischen Treffsicherheit
Es kommt vor, dass zytologisch keine eindeutige Tumordiagnose oder kein eindeutiger Tumorausschluss erfolgen kann. Ursachen sind oft eine zu geringe Zahl auffälliger Zellen in einem Präparat, eine falsche oder fehlende Fixierung sowie starke degenerative Zellveränderungen. Da maligne epitheliale Tumoren sehr oft eine DNA-Aneuploidie oder eine Aneusomie (chromosomale Aneuploidie) zeigen, kann deren Nachweis zur Abgrenzung von reaktiven Zellveränderungen genutzt werden. Wissenschaftliche Untersuchungen von Aneuploidie mit der DNA-Bildzytometrie liegen mittlerweile für viele Untersuchungsmaterialien vor.
Der molekularpathologische Nachweis einer Aneusomie oder chromosomaler Deletionen mit Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) benötigt weniger Analysezellen als eine DNA-Bildzytometrie und kann daher schon bei wenigen zytologisch auffälligen Zellen in einem Untersuchungsmaterial zur weiteren Abklärung verwendet werden. Für die Anwendung an der endobronchialen Exfoliativ- und Punktionszytologie, Abstrichen des pankreatobiliären Gangsystems und endosonografisch gesteuerten Feinnadelpunktaten des Pankreas liegen bereits eigene Forschungsergebnisse vor, welche unmittelbar zur Einführung der Methode in der diagnostischen Routine führen.
Ein weiterer Schwerpunkt bildet die Untersuchung und Anwendung von prognostischen Risikomarkern des Gebärmutterhalskarzinoms am eigenen Untersuchungsmaterial. Eine persistierende Infektion mit humanen Papillomviren (HPV) birgt ein hohes Risiko für die Entstehung eines Gebärmutterhalskarzinoms. Die Entstehung eines Plattenepithelkarzinoms verläuft dabei über zytologisch erkennbare Vorstufen (Plattenepitheldysplasien). Eine Koexpression von Ki67 und p16 mittels Immuncytochemie in den dysplastisch veränderten Epithelien kann als Zeichen einer persistierenden HPV-Infektion interpretiert werden und weist auf onkogene Zellveränderungen hin. Darüber hinaus werden bei der Kanzerogenese des Plattenepithelkarzinoms bereits bei nicht-invasiven Läsionen (CIN2+ oder CIN3) der Cervix uteri darüber hinaus Amplifikationen verschiedener Genregionen beobachtet, welche mittels FISH detektiert werden können. Derzeit untersuchen wir die Anwendung eines Panels von 3-4 FISH-Sonden für diese Genregionen an Gebärmutterhalsabstrichen.
"Reducing the burden of squamous cell carcinoma in Fanconi Anaemia"
Fanconi-Anämie ist eine seltene genetisch und phänotypisch sehr heterogene autosomal und X-chromosomal rezessive Erkrankung, die auf Keimbahnmutationen in mindestens 21 Genen beruht (Stand Oktober 2016). Insbesondere ältere Fanconi-Patienten, meist nach dem 20. Lebensjahr, weisen eine gegenüber der Normalbevölkerung stark erhöhte Inzidenz solider Tumoren, insbesondere von Plattenepithelkarzinomen des Anogenitaltraktes und der Schleimhäute des Kopf-Hals-Bereichs auf. Während die bei Frauen deutlich häufigeren anogenitalen Plattenepithelkarzinome durch die deutschlandweit etablierte Vorsorge des Gebärmutterhalskarzinoms und dadurch bedingten regelmäßigen Vorstellungen bei der Gynäkologin bzw. beim Gynäkologen, gut einer Früherkennung zugeführt werden können, ist ein Screeningsystem insbesondere für orale Plattenepithelkarzinome erst im Aufbau. Menschen mit Fanconi-Anämie zeigen häufiger als die Normalbevölkerung sichtbare orale Läsionen, von denen einige im Sinne von potentiell malignen Läsionen nach Definition der WHO gewertet werden müssen und der weiteren Abklärung bedürfen. Der Funktionsbereich Zytopathologie nimmt seit 2006 teil an der vom Fanconi Anaemia Research Fund (FARF) geförderten Studie "Reducing the Burden of Squamous Cell Carcinoma in Fanconi Anaemia". Die hierbei im Rahmen von zahlreichen Rundfahrten in Deutschland, den USA, Frankreich, Italien sowie weiteren Ländern entnommenen Abstrichproben klinisch suspekter oraler Läsionen werden zytologisch in Düsseldorf befundet. Im Falle zytologisch unklarer, zweifelhafter oder dringend tumorverdächtiger Befunde wird bislang mittels Nachweis oder Ausschluss einer DNA-Aneuploidie mittels DNA-Bildzytometrie das prospektive biologische Verhalten der Läsion weiter bestimmt. Ziel ist es vor allem, die Zahl invasiver Gewebebiopsien durch Einsatz der nicht invasiven zytologischen Abstrichentnahme zu reduzieren. Aneuploide Läsionen sollen aber möglichst durch Entnahme einer Gewebebiopsie, ggf. einer Exzisionsbiopsie weiter abgeklärt werden.
DNA-Karyometrie
Die Messung des DNA-Gehaltes einer morphologisch suspekten Zellpopulation kann unter Anwendung digitaler bildanalytischer morphometrischer Klassifikatoren automatisch computergestützt erfolgen, was als DNA-Karyometrie bezeichnet wird. Hierbei werden mindestens 100 Zellen, oft 10000 und mehr Zellen gemessen. Eine entsprechend von Zytopathologen trainierte Software wurde in Zusammenarbeit des ehemaligen Instituts für Cytopathologie in Düsseldorf (Direktor: Prof. Dr. A. Böcking) mit dem Lehrstuhl für Bildverarbeitung der RWTH Aachen und der Firma Motic (Xiamen (China) und Wetzlar) entwickelt und in ein automatisiertes DNA-Bildzytometrie-System integriert. Derzeit sind Klassifikatoren für Cervix uteri, Prostata, Urin, Schilddrüse, Pleuraergüsse sowie Mundhöhle verfügbar. Jeder Klassifikator beruht auf der manuellen bzw. visuellen Zuordnung von ca. 50.000 -200.000 Objekten und ermöglicht die softwaregestützte, automatische Erkennung z.B. von Lymphozyten, Granulozyten, normalen Epithelzellen, abnormen oder atypischen Zellen sowie von Artefakten und defokussierten Zellen. Abschließend kontrolliert und korrigiert gegebenenfalls ein Pathologe die erkannten und klassifizierten Zellen.
Ein entsprechendes System, die MotiCyte-DNA-Workstation, steht als Leihgabe der Deutschen Fanconi Anämie-Hilfe e.V. dem Funktionsbereich Zytopathologie zur Verfügung. Derzeit werden die Ergebnisse der automatisierten Messungen mit denen interaktiver, manueller Messungen an verschiedenen Untersuchungsmaterialien im Rahmen von Studien verglichen.
Immuncytochemie
Als Abteilung mit einem großen Eingang von fixierten Ausstrichen nach Feinnadelpunktionen wenden wir die Immuncytochemie am Ausstrichpräparat an. Zellblockpräparate liegen meist nicht vor. Da der Einsatz der Immuncytochemie am schlecht alkoholisch fixierten oder luftgetrockneten gefärbten Präparat nicht reproduzierbar möglich ist, untersuchen wir präparatorische Methoden, die Immuncytochemie auch am luftgetrockneten, gefärbten Präparat anwenden zu können.
Ein weiterer Schwerpunkt ist die immuncytochemische Diagnostik bei primärem CUP-Syndrom. Es wurde in der Vergangenheit ein diagnostischer Algorithmus eines Stammpanels aus 6 Antikörpern entwickelt, der laufend durch Testung neuer Antikörper ergänzt oder verändert wird. Hierbei sind grundsätzlich die auch in der Histopathologie verwendeten Antikörper in Gebrauch. Allerdings ist die Immunreaktion an zytologischem Untersuchungsmaterial gelegentlich von den Erfahrungen aus der Histologie abweichend, so dass hier zunächst im Rahmen der Forschung und überleitend in der Krankenversorgung spezielle Expertise aufgebaut wird.
Sicherung der diagnostischen Qualität
Die Zytopathologie wird aufgrund der wenig invasiven oder nicht invasiven Probengewinnung von zahlreichen medizinischen Disziplinen im Rahmen der Frühdiagnostik und Abklärung eines Tumorverdachts eingesetzt. Die hierbei erhobenen Diagnosen basieren auf kleinen Probemengen. Im Rahmen von medizinischen Promotionsarbeiten untersuchen wir daher regelmäßig die Treffsicherheit der exfoliativ- beziehungsweise punktionszytologischen Diagnosen im Vergleich mit Operationspräparaten sowie dem klinischen Verlauf von Patientinnen und Patienten.