@phdthesis{Leyh2021,
  author    = {Leyh, Tanja},
  title     = {GDF-15-Spiegel bei Patienten mit HER2/neu positivem Mammakarzinom im fr{\"u}hen Stadium: eine klinische Pilotstudie},
  doi       = {10.25972/OPUS-24188},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-241887},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {GDF-15 wird seit wenigen Jahren als prognostischer und pr{\"a}diktiver Marker in der Tumortherapie diskutiert. Diese Pilotstudie sollte erstmals GDF-15 bei Patienten mit HER2/neu positivem Mammakarzinom im fr{\"u}hen Stadium im klinischen Verlauf untersuchen. Dazu wurden 22 Patienten rekrutiert und die GDF-15-Spiegel mittels ELISA vor und w{\"a}hrend einer Antik{\"o}rpertherapie bestimmt. Um GDF-15 als pr{\"a}diktiven Marker zu testen, wurde nach neoadjuvanter Therapie und anschließender Operation der Regressionsgrad nach Sinn bewertet. In der untersuchten Kohorte wurde ein medianer GDF 15-Spiegel von 0,33 ng/ml ermittelt. Im Therapieverlauf kam es zu keiner signifikanten Ver{\"a}nderung des Spiegels. H{\"o}here GDF-15-Spiegel konnten allerdings bei gr{\"o}ßeren Tumoren und bei einem h{\"o}heren BMI analysiert werden. Ebenfalls konnten wir zeigen, dass der GDF-15-Spiegel signifikant mit dem Alter steigt. Nicht signifikant, aber von Bedeutung ist der Zusammenhang zwischen GDF-15 und dem Regressionsgrad nach Sinn. Die untersuchten Patienten wiesen tendenziell h{\"o}here GDF-15-Werte bei niedrigem Regressionsgrad auf. Ein schlechteres Ansprechen auf eine Antik{\"o}rpertherapie bei h{\"o}heren GDF 15-Spiegeln ist somit anzunehmen.},
  subject      = {GDF},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Junker2015,
  author    = {Junker, Markus},
  title     = {Development and characterization of monoclonal antibodies to GDF-15 for potential use in cancer therapy},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-132424},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Background GDF-15 is a divergent member of the TGF-superfamily, which was first described as macrophage inhibitory cytokine-1 (MIC-1), revealing an immune modulatory function. GDF-15 is a soluble protein which is, under physiological conditions, highly expressed in the placenta and found in elevated levels in blood sera of pregnant women. Apart from the placenta, GDF-15 is expressed in healthy tissue, albeit to a lower extent and overexpressed in many solid tumors. A variety of different functions are attributed to GDF-15 in healthy as well as diseased humans. On the one hand, GDF-15 is required for successful pregnancy and low GDF-15 serum levels during pregnancy correlate with fetal abortion. On the other hand, overexpression of GDF-15, which can be observed in several malignancies is correlated with a poor prognosis. Furthermore, tumor derived GDF-15 leads to cancer associated anorexia-cachexia syndrome in mice. The aim of my PhD thesis was to further investigate the role of GDF-15 as an immune modulatory factor in cancer, in particular, by inhibiting the target molecule in vitro and in vivo. Therefore, the main focus was placed on the generation and characterization of monoclonal GDF-15 specific blocking antibodies, which were tested in vitro and in vivo, which represents a substantial part of my work. Results Here, GDF-15 was shown to be highly expressed in human gynecological cancer and brain tumors. We could then demonstrate that GDF-15 modulates effector immune cells in vitro. GDF-15 mediated a slight downregulation of the activating NKG2D receptor on NK and CD8+ T cells, which is crucial for proper anti-tumoral immune responses. Furthermore, we could demonstrate that GDF-15 reduces the adhesion of CD4+ and CD8+ T cells on endothelial cells in vitro. A negatively affected trans-endothelial migration of leukocytes into inflamed tissue could explain the low T cell infiltration in GDF-15 expressing tumors, which were observed in vivo, where mice bearing (shRNA mediated) GDF-15 deficient glioma cells revealed enhanced immune cell infiltrates in the tumor microenvironment, compared with the GDF-15 expressing control group. Those animals further exhibited a decreased tumor growth and prolonged survival. GDF-15 is a soluble protein, secreted by more than 50 \% of solid tumors and associated with grade of malignancy. Therefore a neutralizing monoclonal antibody to GDF-15 was assumed to be an auspicious therapeutically anti-cancer tool. Such an antibody was thus generated in GDF-15 knock out mice against human GFD-15. Amongst many clones, the GDF-15 antibody clone B1-23 was found to be applicable in Western Blot as well as in ELISA techniques, detecting a three-dimensional epitope of the mature GDF-15 dimer with high affinity and specificity. To enable the humanization for a later administration in humans, the variable regions of antibody B1-23 were identified by a special PCR method using degenerate primers and cloned into a sequencing vector. The sequence obtained thereby enabled the generation of chimeric and humanized B1-23 variants. After further comprehensive characterization, the original mouse antibody B1-23 as well as the chimeric antibody (ChimB1-23) and the humanized B1-23 antibody (H1L5) were applied in a melanoma xenograft study in vivo. None of the antibodies could significantly inhibit tumor growth. .However of utmost importance, body weight loss mediated by tumor derived GDF-15 could be significantly prevented upon administration of all three GDF-15 specific antibodies, which confirmed the antagonizing functionality of the immunoglobulin. Conclusion GDF-15 is a promising cancer target, involved in tumor progression and cancer related cachexia. A monoclonal GDF-15 antibody was generated, which served on one hand as a tool for molecular biological applications (Western Blot, ELISA, etc.) and on the other hand was applied as an antagonizing antibody in vitro and in vivo. Even though tumor growth inhibition by GDF-15 depletion in T cell deficient athymic mice failed using B1-23, the same antibody and derivates thereof (chimeric and humanized) impressively prevented tumor associated cachexia in UACC-257 melanoma bearing nude mice. The missing anti-tumor effect in our own melanoma model in nude mice can only partially be explained by the missing secondary immunity, in particular cytotoxic T cells, in the athymic animals, since in a similar melanoma model, performed by an external company, a tumor reduction in immunocompromised animals was observed, when B1-23 was administered. These findings support the idea that T cells are substantial for an effective tumor immunity and are in line with the results of the syngeneic, T cell comprising, mouse glioma model, where silencing of tumor expressed GDF-15 led to an enhanced intratumoral T cell infiltration and a prolonged survival. Taken together our data allow for the conclusion that tumor associated cachexia can be combatted with the GDF-15 antibody B1-23. Further, B1-23 might elicit direct anti-tumor effects in immune competent models, which contain T cells, rather than in an athymic, T cell deficient nude mouse model.},
  subject      = {Growth-differentiation Factor 15},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Dombrowski2010,
  author    = {Dombrowski, Yvonne},
  title     = {Charakterisierung von GDF-15 als Immunmodulator im Ovarialkarzinom},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48885},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {GDF-15 ist ein atypisches Mitglied der TGF-b-Superfamilie. Unter physiologischen Bedingungen kommt es nur in der Plazenta in gr{\"o}ßeren Mengen vor, w{\"a}hrend es in zahlreichen Tumoren {\"u}berexprimiert gefunden wurde. Die genaue Funktion von GDF-15 im Tumorkontext ist nicht genau gekl{\"a}rt. Aufgrund der h{\"a}ufigen und hohen Expression in Tumoren scheint GDF-15 eine wesentliche Funktion im Tumorprogress auszu{\"u}ben. Das Ovarialkarzinom (OvCA) nimmt die Stellung als t{\"o}dlichste gyn{\"a}kologische Erkrankung ein. Da der Tumor meist erst in fortgeschrittenen Stadien diagnostiziert wird, sind bis heute die Heilungschancen schlecht. H{\"a}ufig kommt es zum Rezidiv nach zun{\"a}chst erfolgreicher Chemotherapie und mit 30\% ist die 5-Jahres-{\"U}berlebenschance gering. F{\"u}r die chemoresistenten F{\"a}lle gibt es bis zum heutigen Zeitpunkt keine effektive Therapie. Dies verdeutlicht die Notwendigkeit, neue innovative Therapiestrategien zu entwickeln. G{\"u}nstige immunologische Parameter korrelieren mit der {\"U}berlebensdauer von OvCA-Patientinnen, was die Immuntherapie beim OvCA in den Fokus der experimentellen klinischen Therapie r{\"u}ckt. Doch um neue immuntherapeutische Strategien entwickeln zu k{\"o}nnen, m{\"u}ssen zun{\"a}chst immunologisch relevante Angriffspunkte identifiziert werden. Das in vielen Tumoren exprimierte GDF-15 ist mit einem der st{\"a}rksten immunsuppressiven Faktoren verwandt, was die Vermutung nahe legt, dass auch GDF-15 eine immunologisch relevante Funktion im Tumorkontext aus{\"u}ben k{\"o}nnte. Daher wurden die Expression und die m{\"o}gliche Funktion von GDF-15 als Immunmodulator im Ovarialkarzinom untersucht. Expressionsanalysen von OvCA-Gewebe und prim{\"a}ren OvCA-Zellen zeigten, dass GDF-15 das am st{\"a}rksten {\"u}berexprimierte Gen der untersuchten TGF-b-Familienmitglieder im OvCA ist. Auch als sezerniertes Protein wird GDF-15 in vivo und in vitro im OvCA detektiert, was auf eine funktionale Rolle von GDF-15 im OvCA hindeutet. Normalerweise eliminiert das Immunsystem entartete k{\"o}rpereigene Zellen. Manchmal gelingt es Tumorzellen jedoch, sich dieser Immun{\"u}berwachung zu entziehen und dem Immunsystem zu „entwischen". Inwieweit GDF-15 bei der Koordination des „immune escape" des OvCA eine Rolle spielt, sollte im Fokus dieser Arbeit stehen. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Wirkung von GDF-15 auf NK-Zellen, da diese als fr{\"u}he Effektoren und wichtige Mediatoren zwischen angeborenem und adaptivem Immunsystem nicht nur eine Schl{\"u}sselrolle bei der immunologische {\"U}berwachung spielen, sondern sich dadurch auch als ideale Werkzeuge f{\"u}r die Tumorimmuntherapie auszeichnen. Exogenes GDF-15 hemmt in vitro die Lyseaktivit{\"a}t von NK-Zellen gegen{\"u}ber OvCA-Zellen. Endogene GDF-15-Defizienz der OvCA-Zellen sensitiviert diese f{\"u}r NK-Zell-Lyse und endogene GDF-15-{\"U}berexpression mindert die NK-Lyseaktivit{\"a}t. Die Hemmung der NK-Lyseaktivit{\"a}t kann durch verschiedene synergistisch wirkende Mechanismen erfolgen: durch Rezeptormodulation, durch direkte Modulation des Lysemechanismus und durch Apoptoseregulation. Wie TGF-b1 reguliert GDF-15 die Expression des aktivierenden NK-Rezeptors NKG2D von der Zelloberfl{\"a}che herunter und induziert zus{\"a}tzlich die Expression des inhibierenden Rezeptors CD305 und die des mit NKG2A- und NKG2C-assoziierten Rezeptors CD94. Daneben greift GDF-15 direkt in den Lysemechanismus der NK-Zellen ein, indem es die Granzym B-Expression beeinflusst. Dar{\"u}ber hinaus sensitiviert GDF-15 Immunzellen f{\"u}r die Apoptose durch die Induktion von Fas/CD95. Signaltransduktionsanalysen zeigen, dass GDF-15 in Immunzellen die SMAD-Proteine zeitverz{\"o}gert zu TGF-b aktiviert, was auf eine indirekte Wirkung schließen l{\"a}sst. Zus{\"a}tzlich kann GDF-15 auch die die p38/MAPK in Immunzellen aktivieren. Die Genregulation von GDF-15 und TGF-b1 in NK-Zellen ist sehr verschieden. Beide Zytokine regulieren {\"u}berwiegend Gene aus gleichen Funktionalit{\"a}tsclustern, allerdings sind die einzelnen von TGF-b1 und GDF-15 regulierten Gene verschieden. Nur drei Gene (CD55, Caspase-8 und Apolipoprotein 6) sind durch GDF-15 und TGF-b1 gleich reguliert. Zusammengefasst zeigt sich eine funktionale Analogie von GDF-15 und TGF-b1 in NK-Zellen. TGF-b1 scheint eine st{\"a}rkere Wirkung zu induzieren, daf{\"u}r zeigt GDF-15 hier ein breiteres Funktionalit{\"a}tsspektrum. Durch die Charakterisierung der funktionalen Rolle von GDF-15 als Immunmodulator in Tumoren ist hier ein neuer potentieller Angriffspunkt identifiziert worden, welcher Grundlage f{\"u}r neue Tumortherapiestrategien, nicht nur f{\"u}r das OvCA, sondern auch f{\"u}r andere GDF-15-exprimierende Tumore sein kann.},
  subject      = {Immunmodulator},
  language  = {de}
}