@article{FroehlichSerflingHiguchietal.2021,
  author    = {Fr{\"o}hlich, Matthias and Serfling, Sebastian and Higuchi, Takahiro and Pomper, Martin G. and Rowe, Steven P. and Schmalzing, Marc and Tony, Hans-Peter and Gernert, Michael and Strunz, Patrick-Pascal and Portegys, Jan and Schwaneck, Eva-Christina and Gadeholt, Ottar and Weich, Alexander and Buck, Andreas K. and Bley, Thorsten A. and Guggenberger, Konstanze V. and Werner, Rudolf A.},
  title     = {Whole-Body [\(^{18}\)F]FDG PET/CT Can Alter Diagnosis in Patients with Suspected Rheumatic Disease},
  series = {Diagnostics},
  volume    = {11},
  journal   = {Diagnostics},
  number    = {11},
  issn      = {2075-4418},
  doi       = {10.3390/diagnostics11112073},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-250227},
  year      = {2021},
  abstract  = {The 2-deoxy-d-[\(^{18}\)F]fluoro-D-glucose (FDG) positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) is widely utilized to assess the vascular and articular inflammatory burden of patients with a suspected diagnosis of rheumatic disease. We aimed to elucidate the impact of [\(^{18}\)F]FDG PET/CT on change in initially suspected diagnosis in patients at the time of the scan. Thirty-four patients, who had undergone [\(^{18}\)F]FDG PET/CT, were enrolled and the initially suspected diagnosis prior to [18F]FDG PET/CT was compared to the final diagnosis. In addition, a semi-quantitative analysis including vessel wall-to-liver (VLR) and joint-to-liver (JLR) ratios was also conducted. Prior to [\(^{18}\)F]FDG PET/CT, 22/34 (64.7\%) of patients did not have an established diagnosis, whereas in 7/34 (20.6\%), polymyalgia rheumatica (PMR) was suspected, and in 5/34 (14.7\%), giant cell arteritis (GCA) was suspected by the referring rheumatologists. After [\(^{18}\)F]FDG PET/CT, the diagnosis was GCA in 19/34 (55.9\%), combined GCA and PMR (GCA + PMR) in 9/34 (26.5\%) and PMR in the remaining 6/34 (17.6\%). As such, [\(^{18}\)F]FDG PET/CT altered suspected diagnosis in 28/34 (82.4\%), including in all unclear cases. VLR of patients whose final diagnosis was GCA tended to be significantly higher when compared to VLR in PMR (GCA, 1.01 ± 0.08 (95\%CI, 0.95-1.1) vs. PMR, 0.92 ± 0.1 (95\%CI, 0.85-0.99), p = 0.07), but not when compared to PMR + GCA (1.04 ± 0.14 (95\%CI, 0.95-1.13), p = 1). JLR of individuals finally diagnosed with PMR (0.94 ± 0.16, (95\%CI, 0.83-1.06)), however, was significantly increased relative to JLR in GCA (0.58 ± 0.04 (95\%CI, 0.55-0.61)) and GCA + PMR (0.64 ± 0.09 (95\%CI, 0.57-0.71); p < 0.0001, respectively). In individuals with a suspected diagnosis of rheumatic disease, an inflammatory-directed [\(^{18}\)F]FDG PET/CT can alter diagnosis in the majority of the cases, particularly in subjects who were referred because of diagnostic uncertainty. Semi-quantitative assessment may be helpful in establishing a final diagnosis of PMR, supporting the notion that a quantitative whole-body read-out may be useful in unclear cases.},
  language  = {en}
}
@article{WeichRogollGawlasetal.2021,
  author    = {Weich, Alexander and Rogoll, Dorothee and Gawlas, Sophia and Mayer, Lars and Weich, Wolfgang and Pongracz, Judit and Kudlich, Theodor and Meining, Alexander and Scheurlen, Michael},
  title     = {Wnt/β-catenin signaling regulates CXCR4 expression and [\(^{68}\)Ga] Pentixafor internalization in neuroendocrine tumor cells},
  series = {Diagnostics},
  volume    = {11},
  journal   = {Diagnostics},
  number    = {2},
  issn      = {2075-4418},
  doi       = {10.3390/diagnostics11020367},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-228914},
  year      = {2021},
  abstract  = {Loss of Somatostatin Receptor 2 (SSTR2) expression and rising CXC Chemokine Receptor Type 4 (CXCR4) expression are associated with dedifferentiation in neuroendocrine tumors (NET). In NET, CXCR4 expression is associated with enhanced metastatic and invasive potential and worse prognosis but might be a theragnostic target. Likewise, activation of Wnt/β-catenin signaling may promote a more aggressive phenotype in NET. We hypothesized an interaction of the Wnt/β-catenin pathway with CXCR4 expression and function in NET. The NET cell lines BON-1, QGP-1, and MS-18 were exposed to Wnt inhibitors (5-aza-CdR, quercetin, and niclosamide) or the Wnt activator LiCl. The expressions of Wnt pathway genes and of CXCR4 were studied by qRT-PCR, Western blot, and immunohistochemistry. The effects of Wnt modulators on uptake of the CXCR4 ligand [\(^{68}\)Ga] Pentixafor were measured. The Wnt activator LiCl induced upregulation of CXCR4 and Wnt target gene expression. Treatment with the Wnt inhibitors had opposite effects. LiCl significantly increased [\(^{68}\)Ga] Pentixafor uptake, while treatment with Wnt inhibitors decreased radiopeptide uptake. Wnt pathway modulation influences CXCR4 expression and function in NET cell lines. Wnt modulation might be a tool to enhance the efficacy of CXCR4-directed therapies in NET or to inhibit CXCR4-dependent proliferative signaling. The underlying mechanisms for the interaction of the Wnt pathway with CXCR4 expression and function have yet to be clarified.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schumann2022,
  author    = {Schumann, Sarah},
  title     = {Zeit- und Dosisabh{\"a}ngigkeit von DNA-Sch{\"a}den induziert durch interne Bestrahlung mit unterschiedlichen Radionukliden},
  doi       = {10.25972/OPUS-22390},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-223904},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {In der Nuklearmedizin werden radioaktive Substanzen eingesetzt, um zu therapeutischen Zwecken gezielt b{\"o}sartiges Gewebe zu zerst{\"o}ren oder in diagnostischen Anwendungen Stoffwechselvorg{\"a}nge bildlich darzustellen. Die ionisierende Strahlung der eingesetzten Radionuklide kann jedoch auch DNA-Sch{\"a}den in gesunden Zellen verursachen. DNA-Doppelstrangbr{\"u}che geh{\"o}ren dabei zu den kritischsten L{\"a}sionen, da sie schwer zu reparieren sind und eine fehlerhafte Reparatur zu Mutationen oder zum Zelltod f{\"u}hren kann. W{\"a}hrend Radionuklidtherapien ist daher in Risikoorganen darauf zu achten, dass die deponierte Energie pro Masse, die Energiedosis, bestimmte Werte nicht {\"u}berschreitet. Zu diesen Risikoorganen geh{\"o}rt auch das blutbildende System. Da eine Absch{\"a}tzung der Energiedosis im Knochenmark h{\"a}ufig {\"u}ber die Bestimmung der Energiedosis im Blut als Surrogat erfolgt, ist deren Kenntnis von besonderem Interesse. In dieser Arbeit wurden daher Berechnungen der Energiedosis im Blut nach interner Bestrahlung durchgef{\"u}hrt und die Ergebnisse mit der Anzahl an strahlungsinduzierten DNA-Doppelstrangbr{\"u}chen in PBMCs korreliert. Zur Quantifizierung der DNA-Sch{\"a}den wurden die Biomarker \(\gamma\)-H2AX und 53BP1 verwendet, die nach Entstehung eines Doppelstrangbruchs um diesen akkumulieren und sich durch Immunfluoreszenzf{\"a}rbung als mikroskopische Foci sichtbar machen und quantifizieren lassen. Dadurch erm{\"o}glicht der \(\gamma\)-H2AX+53BP1-Assay einen quantitativen Nachweis strahlungsinduzierter Doppelstrangbr{\"u}che. Somit konnten im Rahmen dieser Arbeit neue Kenntnisse {\"u}ber die Dosisabh{\"a}ngigkeit von DNA-Sch{\"a}den in PBMCs w{\"a}hrend interner Bestrahlung mit unterschiedlichen Radionukliden sowohl ex vivo als auch in vivo gewonnen werden. Ex-vivo-Untersuchungen haben den Vorteil, dass sie unter gleichbleibenden, gut definierten Bedingungen durchgef{\"u}hrt werden k{\"o}nnen und somit eine Analyse der Induktion von Doppelstrangbr{\"u}chen bei festgelegten Energiedosen und einer konstanten Bestrahlungsdauer erlauben. In dieser Arbeit wurden Blutproben von gesunden Versuchspersonen durch Zugabe von Radionukliden in bestimmten Aktivit{\"a}tskonzentrationen eine Stunde lang intern bestrahlt. F{\"u}r die Bestrahlung wurden die \(\alpha\)-Emitter \(^{223}\)Ra und \(^{224}\)Ra, die \(\beta\)\(^{-}\)-Emitter \(^{177}\)Lu und \(^{90}\)Y, der \(\beta\)\(^{+}\)-Emitter \(^{68}\)Ga und der \(\gamma\)-Emitter \(^{99m}\)Tc verwendet. Der untersuchte Energiedosisbereich lag zwischen 5 mGy und 136 mGy. Nach der Bestrahlung von Blutproben mit \(\beta\)- beziehungsweise \(\gamma\)-Emittern wurde beobachtet, dass die Anzahl der strahlungsinduzierten \(\gamma\)-H2AX+53BP1-Foci (RIF) in den PBMCs linear mit der Energiedosis im Blut ansteigt. Zudem zeigte sich, dass die Induktion der RIF unabh{\"a}ngig vom verwendeten Radionuklid und unabh{\"a}ngig von der Versuchsperson ist. Nach der Bestrahlung von Blutproben mit \(\alpha\)-Emittern waren zus{\"a}tzlich zu den nach Expositionen mit \(\beta\)- beziehungsweise \(\gamma\)-Emittern beobachteten kleinen, runden Foci auch \(\gamma\)-H2AX+53BP1 enthaltende Spuren \(\alpha\)-Spuren) in den Zellkernen erkennbar, welche die Trajektorien der emittierten \(\alpha\)-Teilchen darstellten. Es konnte gezeigt werden, dass die Anzahl dieser \(\alpha\)-Spuren linear mit der Energiedosis im Blut zunimmt und damit ein geeigneter Parameter f{\"u}r die Biodosimetrie nach Expositionen mit \(\alpha\)-emittierenden Radionukliden ist. Auch in vivo wurde die Dosisabh{\"a}ngigkeit der DNA-Doppelstrangbr{\"u}che w{\"a}hrend der internen Bestrahlung durch Radionuklide mit unterschiedlichen Emissionseigenschaften untersucht. Aufgrund der neuen, vielversprechenden Entwicklungen von Radiopharmaka zur Therapie und Diagnostik des Prostatakarzinoms in den letzten Jahren wurden daf{\"u}r Blutproben von Prostatakarzinom-Patienten w{\"a}hrend Therapie mit [\(^{177}\)Lu]Lu-PSMA I\&T, w{\"a}hrend PET/CT-Diagnostik mit [\(^{68}\)Ga]Ga-PSMA I\&T und w{\"a}hrend Therapie mit [\(^{223}\)Ra]RaCl\(_2\) untersucht. W{\"a}hrend Therapie mit [\(^{177}\)Lu]Lu-PSMA I\&T zeigte sich, dass die Anzahl der RIF in den ersten Stunden nach Therapiebeginn durch eine lineare Anpassungskurve angen{\"a}hert werden kann, die mit der Energiedosis im Blut ansteigt, gefolgt von einem R{\"u}ckgang der RIF zu sp{\"a}teren Zeitpunkten, der durch die DNA-Reparatur erkl{\"a}rt werden kann. Die gesamte Energiedosis im Blut lag im Mittel bei (109 \(\pm\) 28) mGy. Der linear dosisabh{\"a}ngige Anstieg der RIF zu Therapiebeginn gleicht der dosisabh{\"a}ngigen Induktion der RIF ex vivo nach Bestrahlung mit \(\beta\)- und \(\gamma\)-emittierenden Radionukliden und kann gut mit der entsprechenden Ex-vivo-Kalibrierkurve beschrieben werden. Zu sp{\"a}teren Zeitpunkten (48 h und 96 h nach Verabreichung) konnte in dieser Arbeit eine lineare Korrelation zwischen der Anzahl der noch verbleibenden RIF und der Dosisleistung nachgewiesen werden. Eine signifikante Korrelation der Anzahl der RIF 96 h nach Verabreichung mit dem PSA-Wert deutet zudem darauf hin, dass ein Zusammenhang mit klinischen Parametern besteht. Ein signifikanter Anstieg der \(\gamma\)-H2AX+53BP1-Foci konnte auch nach Verabreichung von [\(^{68}\)Ga]Ga-PSMA I\&T f{\"u}r diagnostische PET/CT-Untersuchungen beobachtet werden, obwohl die Energiedosen im Blut bis zum PET/CT-Scan nur < 3 mGy betrugen. Im Vergleich zur Ex-vivo-Kalibrierkurve war die Steigung der linearen Anpassungskurve in vivo im Bereich < 3 mGy in dieser Studie etwa um ein Zehnfaches h{\"o}her, was auf eine m{\"o}gliche Hypersensitivit{\"a}t im Niedrigdosisbereich hindeuten k{\"o}nnte. Der Beitrag der CT zur Energiedosis im Blut konnte durch Ex-vivo-Experimente auf etwa 12 mGy abgesch{\"a}tzt werden. Auch w{\"a}hrend Therapie mit [\(^{223}\)Ra]RaCl\(_2\) lagen die berechneten Energiedosen im Blut im Niedrigdosisbereich < 17 mGy. Trotzdem konnten in dieser Studie erstmalig \(\alpha\)-Spuren in vivo nach der Verabreichung eines \(\alpha\)-emittierenden Radionuklids quantifiziert werden, deren Anzahl 3 h und 4 h nach Verabreichung des Radiopharmakons signifikant erh{\"o}ht war. Auch zu sp{\"a}ten Zeitpunkten, bis vier Wochen nach Therapiebeginn, waren noch \(\alpha\)-Spuren nachweisbar, was auf eine unvollst{\"a}ndige Reparatur der komplexen, durch die \(\alpha\)-Teilchen induzierten DNA-Sch{\"a}den hinweisen k{\"o}nnte. Leider erlaubte die geringe Anzahl an Patienten und Datenpunkten keine zuverl{\"a}ssigen Korrelationen mit der Energiedosis oder mit klinischen Parametern. Nachdem in dieser Arbeit gezeigt werden konnte, dass DNA-Sch{\"a}den nach interner Bestrahlung mit \(\alpha\)-, \(\beta\)- und \(\gamma\)-emittierenden Radionukliden mit Hilfe des \(\gamma\)-H2AX+53BP1-Assays zuverl{\"a}ssig nachgewiesen und anhand der Schadensgeometrie unterschieden werden k{\"o}nnen, w{\"a}re es in Zukunft interessant, DNA-Sch{\"a}den auch nach Bestrahlung mit Radionuklidgemischen zu untersuchen. Dies k{\"o}nnte sowohl im Hinblick auf den Nachweis von Inkorporationen bei Strahlenunf{\"a}llen hilfreich sein als auch zu einem besseren Verst{\"a}ndnis der Effekte bei Behandlungen mit Radionuklidgemischen beitragen, welche vielversprechende M{\"o}glichkeiten f{\"u}r nuklearmedizinische Therapien bieten. Zudem zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass insbesondere im f{\"u}r die Diagnostik relevanten Bereich sehr niedriger Energiedosen < 10 mGy weiterer Forschungsbedarf besteht. Durch die Untersuchung der dosisabh{\"a}ngigen Reparatur der durch interne Bestrahlung induzierten DNA-Sch{\"a}den k{\"o}nnte beispielsweise analysiert werden, ob die Reparaturf{\"a}higkeit im Niedrigdosisbereich eingeschr{\"a}nkt ist. Außerdem w{\"a}re es gerade im Bereich niedriger Dosen von Interesse, zu untersuchen, inwiefern Beobachtungen ex vivo das Verhalten in vivo geeignet repr{\"a}sentieren. Um die erh{\"o}hten statistischen Unsicherheiten im Niedrigdosisbereich zu reduzieren, k{\"o}nnten zuk{\"u}nftig Verbesserungen auf dem Gebiet der automatisierten Auswertung der \(\gamma\)-H2AX+53BP1 enthaltenden Foci und Spuren hilfreich sein. Weitere Ziele zuk{\"u}nftiger Forschungsvorhaben k{\"o}nnten gezielte Untersuchungen zu Korrelationen zwischen der dosisabh{\"a}ngigen Induktion und Reparatur von DNA-Sch{\"a}den und klinischen Parametern sowie die Analyse von DNA-Sch{\"a}den w{\"a}hrend mehrerer Therapiezyklen darstellen. In Zusammenhang mit der Analyse klinischer Parameter w{\"a}re es denkbar, dass biodosimetrische Auswertungen zuk{\"u}nftig auch zur personalisierten Therapieplanung oder auch zur Vorhersage des Therapieerfolgs dienen und somit langfristig zu einer Optimierung nuklearmedizinischer Therapien beitragen k{\"o}nnten.},
  subject      = {Nuklearmedizin},
  language  = {de}
}
@article{SchumannEberleinLapaetal.2021,
  author    = {Schumann, S. and Eberlein, U. and Lapa, C. and M{\"u}ller, J. and Serfling, S. and Lassmann, M. and Scherthan, H.},
  title     = {α-Particle-induced DNA damage tracks in peripheral blood mononuclear cells of [\(^{223}\)Ra]RaCl\(_{2}\)-treated prostate cancer patients},
  series = {European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging},
  volume    = {48},
  journal   = {European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging},
  number    = {9},
  issn      = {1619-7089},
  doi       = {10.1007/s00259-020-05170-6},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-265462},
  pages     = {2761-2770},
  year      = {2021},
  abstract  = {Purpose One therapy option for prostate cancer patients with bone metastases is the use of [\(^{223}\)Ra]RaCl\(_{2}\). The α-emitter \(^{223}\)Ra creates DNA damage tracks along α-particle trajectories (α-tracks) in exposed cells that can be revealed by immunofluorescent staining of γ-H2AX+53BP1 DNA double-strand break markers. We investigated the time- and absorbed dose-dependency of the number of α-tracks in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of patients undergoing their first therapy with [\(^{223}\)Ra]RaCl\(_{2}\). Methods Multiple blood samples from nine prostate cancer patients were collected before and after administration of [\(^{223}\)Ra]RaCl\(_{2}\), up to 4 weeks after treatment. γ-H2AX- and 53BP1-positive α-tracks were microscopically quantified in isolated and immuno-stained PBMCs. Results The absorbed doses to the blood were less than 6 mGy up to 4 h after administration and maximally 16 mGy in total. Up to 4 h after administration, the α-track frequency was significantly increased relative to baseline and correlated with the absorbed dose to the blood in the dose range < 3 mGy. In most of the late samples (24 h - 4 weeks after administration), the α-track frequency remained elevated. Conclusion The γ-H2AX+53BP1 assay is a potent method for detection of α-particle-induced DNA damages during treatment with or after accidental incorporation of radionuclides even at low absorbed doses. It may serve as a biomarker discriminating α- from β-emitters based on damage geometry.},
  language  = {en}
}