Bei verschiedenen Krebsarten wurde erkannt, dass sie aktivierende Punktmutationen im PIK3CA-Gen aufweisen. Diese genetischen Veränderungen sind häufig mit einem schlechteren Verlauf der Krebserkrankungen und mit einer Resistenzentwicklung gegenüber zielgerichteten Krebstherapien assoziiert. Diese negativen Einflüsse sind darauf zurückzuführen, dass PIK3CA-Mutationen die Aktivierung des PI3K/AKT Signalweges stimulieren, welcher entscheidende Prozesse wie Proliferation, Apoptose und den Stoffwechsel reguliert. Aus diesem Grund können PIK3CA-Mutationen als prognostische und prädiktive Biomarker angesehen werden.

Die häufigsten PIK3CA-Mutationen treten in den Kodons E542 und E545 in Exon 9 und im Kodon H1047 in Exon 20 auf. Außerdem ist die Koexistenz von KRAS- und PIK3CA-Mutationen in kolorektalen Karzinomen (CRCs) mit einem höheren Risiko Lebermetastasen zu entwickeln, assoziiert.

Dieses Bachelorprojekt hatte das Ziel eine SNaPshot-Analyse zum Nachweis von fünf PIK3CA-Basenstellen innerhalb der Kodons R88, E542, E545 und H1047 zu etablieren. Zudem wurde die Häufigkeit von PIK3CA-Mutationen in CRCs, Gliomen und Melanomen analysiert. Eine Assoziationsanalyse wurde anschließend durchgeführt, um signifikante Zusammenhänge zwischen dem Auftreten von PIK3CA-Mutationen und Veränderungen in den Genen KRAS, NRAS, BRAF, IDH und MGMT festzustellen.

KRAS-Mutationen standen in CRCs in signifikantem Zusammenhang mit dem Vorhandensein von PIK3CA-Mutationen (P= 0,0025). Das Quoten-Verhältnis (OR) zeigte, dass eine 6,5-fach höhre Chance besteht, dass PIK3CA- und KRAS-Mutationen gemeinsam in CRCs auftreten (OR= 6,5; 95%CI= 1,6;38,2).

Im Gegensatz dazu standen NRAS- (OR= 0; 95%CI= 0;8,4; P= 1) und BRAF-Mutationen (OR= 0,5; 95%CI= 0;4,3; P=1) in CRCs in keinem signifikanten Zusammenhang mit dem Vorhandensein von PIK3CA-Mutationen.

In Gliomen wurde weder ein signifikanter Zusammenhang zwischen IDH-Mutationen (OR= 0; 95%CI= 0;26,2; P=1) noch zwischen MGMT-Methylierung (OR= 0; 95%CI= 0;1,6; P= 0.1127) und dem Auftreten von PIK3CA-Mutationen nachgewiesen.

PIK3CA-Mutationen traten in 15,1% (16 von 106), in 4 von 56 Gliomen und in 0 von 12 Melanomen auf.

Positive PIK3CA SNaPshot-Resultate konnten mittels Sanger-Sequenzierung validiert werden und die Sensitivität der neu-etablierte SNaPshot-Analyse liegt zwischen 10% und 20%.

Different types of cancers have been reported to frequently harbor activating point mutations in the PIK3CA gene. Some of these genetic alterations are associated with a worse course of the cancer disease or with a negative influence on targeted therapy agents. This can be a consequence of the mutation-stimulated activation of the PI3K/AKT pathway, which regulates crucial cell processes such as proliferation, apoptosis, and metabolism. Therefore, PIK3CA mutations could be seen as important prognostic and predictive biomarkers.

Most common PIK3CA mutants occur in codon E542 and E545 of exon 9 and in codon H1047 of exon 20. Moreover, co-existing mutations of PIK3CA and KRAS in colorectal cancers (CRCs) are associated with a higher risk of liver metastases.

This Bachelor Project had the aim to establish a SNaPshot assay, a single base extension (SBE) method, for the rapid detection of five PIK3CA bases within the codons R88, E542, E545, and H1047R. Additionally, a frequency analysis was performed in CRCs, gliomas, and melanomas. Furthermore, an association analysis was applied to identify significant relation between alterations in KRAS, NRAS, BRAF, IDH, and MGMT and the presence of PIK3CA mutations.

The association analysis showed that only KRAS mutations are significantly associated with the presence of PIK3CA mutations (P=0.0025) with a 6.5-folded higher chance of a KRAS/PIK3CA co-mutation (OR= 6.5; 95% CI= 1.6;38.2) in CRCs.

Contrary, no significant association was found between the presence of PIK3CA mutations and NRAS mutation (OR=0, 95%CI= 0;8.4, P=1) nor between the presence of PIK3CA mutations together with BRAF (OR=0.5, 95%CI=0;4.3, P=1) mutations in CRCs. In gliomas the presence of PIK3CA mutations was whether associated with occurece of IDH mutations (OR= 0, 95%CI= 0;26.2, P=1) nor with the MGMT methylation status (OR= 0, 95%CI=0;1.6, P=0.1127).

PIK3CA mutations were detected in 15.1% (16 of 106) CRCs, in 4 of 56 gliomas, and in none of the 12 tested melanomas.

PIK3CA SNaPshot results could be validated by use of Sanger Sequencing and the sensitivity analysis demonstrated that the SNaPshot assay was able to identify PIK3CA mutations when mutant DNA represented 10% to 20% of total DNA.