TY  - THES
A1  - Widmaier, Louis
T1  - Die Regulation des Chemokinrezeptors CXCR4 durch Chemotherapeutika in Myelomzelllinien
T1  - The regulation of chemokinreceptor CXCR4 by chemotherapeutics in myeloma cell lines
N2  - Untersucht wurde der Einfluss mehrerer Chemotherapeutika auf den Chemokinrezeptor CXCR4 in 
Myelomzelllinien auf Ebene des Promotors, der mRNA und der Rezeptorverteilung, wobei drei 
Substanzen (Etoposid, Bortezomib und Dexamethason) als potenzielle Suppressoren des Promotors ausgemacht werden konnten. Abhängig vom Myelom-Zelltyp und der Dosierung können so evtl. 
Rückschlüsse auf die beobachtete Suppression von CXCR4 bei erkrankten Patienten mit hoher CXCR4-Aktivität (hier: Malignes Myelom) durch die begleitende Chemotherapie gezogen werden, welche eine Diagnostik und Therapie bei diesen Patienten erschwert.
Hintergrund: Hintergrund für diese Arbeit waren Beobachtungen in klinischen Fallstudien von Lapa et al. am Universitätsklinikum Würzburg, die sich auf CXCR4 bezogen, welches u.a. bei Patienten mit 
Multiplem Myelom überexprimiert wird und dadurch bereits als Target für Diagnostik und Therapie in der Klinik Anwendung findet. Dabei konnte bei PET-CT Untersuchungen in der Nuklearmedizin beobachtet werden, dass es durch die begleitende Chemotherapie der Patienten zu einer Suppression des markierten CXCR4-Signals kam, so dass es nicht mehr zur Verlaufsbeobachtung und 
vor allem nicht mehr zur Radiotherapie und Therapiekontrolle verwendet werden konnte. 
Um den Einfluss und mögliche Interaktionen der Chemotherapeutika auf CXCR4 zu untersuchen, war es Ziel dieser Arbeit, ein vergleichbares Szenario in-vitro nachzustellen und Einflüsse messbar zu 
machen, um so mögliche Ansätze und Verbesserungsvorschläge für die klinische Anwendung zu 
liefern. 
Methoden/Ergebnisse: Hierfür wurden im ersten Teil INA-6 (Myelomzellen) und Mesenchymale 
Stammzellen (MSC) kultiviert, in Ko-Kultur gebracht und nach einer bestimmten Zeit wieder getrennt, um anschließend den gegenseitigen Einfluss in Bezug auf CXCR4 zu messen. Zudem wurde der Einfluss von Dexamethason untersucht. Es zeigte sich eine enge Bindung zwischen INA-6 und MSC 
sowie eine hohe CXCR4-Aktivität bei INA-6, jedoch konnte keine Induktion der CXCR4-Aktivität in MSC durch INA-6-Kontakt oder Dexamethason quantifiziert werden. Die Immunzytologie erwies sich aufgrund einer schweren Anfärbbarkeit von CXCR4 – auch mit verschiedensten Antikörpern und sogar Liganden-gekoppeltem Farbstoff– als kaum auswertbar, wobei eine Darstellung von CXCR4 
generell aber gelang.
Der CXCR4-Promotor wurde mittels Software genauer analysiert, wobei einige relevante Bindestellen, u.a. für Glukokortikoide und NFkB gefunden wurden. Die Herstellung eines CXCR4-
pGl4.14-Promotor-Konstrukts war erfolgreich, ebenso dessen Einschleusung in Myelomzellen. Auch gelang die Herstellung stabiler transfizierter INA-6, sodass mit diesen anschließend konstantere Ergebnisse erzielt werden konnten.
Im größten Teil der Arbeit wurden geeignete Chemotherapeutika-Konzentrationen ermittelt und in Viabilitäts- und Apoptose-Versuchen überprüft. Die Stimulationsversuche mit diesen zeigten variable 
Effekte abhängig vom Zelltyp (INA-6, MM1S), jedoch konnten Bortezomib, Etoposid und 
Dexamethason konzentrationsabhängig als starke Suppressoren der CXCR4-Aktivität ausgemacht 
werden, was sich v.a. auf Ebene der Promotoraktivität – gemessen mittels Luciferase - zeigte. Interpretation: In-vitro konnten somit drei potenzielle Suppressoren der CXCR4-Aktivität ausgemacht 
werden: Etoposid, Bortezomib und Dexamethason. Zumindest beim INA-6-Zelltyp fiel dieser Effekt deutlich aus, wobei in der Klinik der entsprechende Zelltyp sowie die Dosierung der Medikamente berücksichtigt werden müssen. Hinzu kommen weitere Einflussfaktoren des menschlichen Körpers, 
die nicht berücksichtig werden konnten. Die genauen Mechanismen der Suppression könnten sich aus den Bindestellen des Promotors erklären, die von uns analysiert wurden, aber auf die in weiteren Arbeiten noch näher eingegangen werden muss.
N2  - The influence of several chemotherapeutic agents on the chemokine receptor CXCR4 in myeloma cell lines at the level of the promoter, the mRNA and the receptor distribution was examined, whereby three substances (etoposide, bortezomib and dexamethasone) could be identified as potential suppressors of the promoter. Depending on the cell type and the dosage, conclusions can be drawn about the observed suppression of CXCR4 in patients with diseases with high CXCR4 activity (here: multiple myeloma) due to the accompanying chemotherapy, which impairs theranostic applications like diagnostic imaging using PET/CT and may in particular abolish the chances of radiotherapeutic intervention in these patients.
Background: The background for this work were observations in clinical case studies by Lapa et al. at the University Hospital Würzburg, which referred to CXCR4, which is overexpressed in patients with multiple myeloma and is therefore already used as a target for diagnostics and therapy in the clinic. During PET-CT examinations in nuclear medicine, it could be observed that the accompanying chemotherapy of the patients led to a suppression of the marked CXCR4 signal, which is why it could no longer be used for monitoring the follow-up, but also was lost as a radiotherapeutic target.
In order to investigate the influence and possible interactions of chemotherapeutic agents on CXCR4, the aim of this work was to simulate a comparable scenario in vitro and to make influences measurable in order to provide possible approaches and suggestions for improvement for clinical application.
Methods/Conclusions: For this purpose, INA-6 (myeloma cells) and mesenchymal stem cells (MSC) were cultivated in the first part, brought into co-culture and separated again after a certain time in order to then measure the mutual influence with regard to CXCR4 expression. The influence of dexamethasone was also examined. There were intensive contacts between INA-6 and MSC and high CXCR4 activity in INA-6, but no induction of CXCR4 activity in MSC by INA-6 or dexamethasone could be quantified. The immunocytology turned out to be difficult due to the difficulty of staining CXCR4 - even with a wide variety of antibodies and ligand-coupled dyes - although CXCR4 was generally able to be represented.
The CXCR4 promoter was analyzed in more detail using the Genomatix software, and some relevant binding sites, including response elements for glucocorticoids and NFkB, were found. The production of a CXCR4-pGl4.14 luciferase-reporter construct was successful, as was its introduction into myeloma cells. The production of stably transfected INA-6 was also successful, so that more constant results could then be achieved.
In a large part of the work, suitable chemotherapeutic concentrations were determined and checked in viability and apoptosis tests. The stimulation experiments with these showed variable effects depending on the cell type (INA-6, MM1S). However, depending on the concentration, bortezomib, etoposide and dexamethasone could be identified as strong suppressors of CXCR4 activity, which was particularly evident at the level of activity of our luciferase-reporter construct.
Interpretation: Overall, three potential suppressors of CXCR4 activity could be identified in-vitro: etoposide, bortezomib and dexamethasone. At least with the INA-6 cell type, this effect was clear, although the corresponding cell type and the dosage of the medication must be taken into account in the clinic. In addition, there may be other influencing factors of the human organism in vivo that could not be considered. The exact mechanisms of suppression could be explained by the binding sites of the promoter, which we analyzed, but which will have to be discussed in more detail in further work.
KW  - Bortezomib
KW  - Plasmozytom
KW  - Chemokin CXCL12
KW  - Multiples Myelom
KW  - Chemotherapie
KW  - Promotor
KW  - CXCR4
KW  - Stimulationsversuche
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-345682
ER  - 
TY  - THES
A1  - Maukner, Alfred
T1  - Individualisierte Chemotherapie mit Streptozotocin beim Nebennierenrindenkarzinom
T1  - Personalized chemotherapy with streptozotocin for adrenocortical carcinoma
N2  - Die Chemotherapie eines Nebennierenrindenkarzinomes gestaltet sich als insgesamt schwierig, da nur wenige prognostische Faktoren existieren. Ein mögliches Chemotherapie-Regime beinhaltet Streptozotocin, ein alkylierendes Chemotherapeutikum, welches Guanin in Methylguanin alkyliert. Das andere verwendete Therapieregime umfasst EDP. Die FIRM-ACT Studie war die erste randomisierte Studie, welche die beiden Chemotherapie Regime EDP und STZ in Kombination mit Mitotan in der Behandlung des fortgeschrittenen ACC analysierte. Hier konnte ein signifikant längeres progressionsfreies Überleben bei der Behandlung mit EDP + M (5 Monate) vs. STZ + M (2,1 Monate) festgestellt werden. Ein objektives Ansprechen des Tumors zeigte sich bei EDP + M bei (35 von 151 Patienten) und bei STZ + M bei (14 von 153) Patienten. Es folgte daher die Empfehlung im Versorgungsalltag EDP + M als Erstlinientherapie einzusetzen. Zur Evaluierung eines möglichen Ansprechens von STZ wurde der Methylierungsstatus von MGMT analysiert. MGMT ist ein Protein, welches Alkylierungen durch Bindung entfernt und repariert Methylguanin in Guanin. Eine Hypermethylierung führt zu einer reduzierten Expression von MGMT und folglich zu einer verminderten Reparaturkapazität. Dies führt insgesamt zu einem besseren Ansprechen der alkylierenden Chemotherapie mit längerem progressionsfreiem Überleben und Gesamtüberleben. In der Kohorte konnten dabei zwei Amplicons des MGMT-Gens mit einem statistisch signifikanten Unterschied zwischen Responder und Non-Responder festgestellt werden. Zudem untersuchten wir die Expression von GLUT-2, welcher STZ über die Zellmembran transportiert. Vier der untersuchten Proben zeigten jedoch keine membranäre Expression, diese waren Non-Responder, sodass die membranäre Expression von GLUT-2 eine erste Voraussetzung für die Aufnahme von STZ in Tumorzellen zu sein scheint. Entsprechend der Ergebnisse kann davon ausgegangen werden, dass der Methylierungsstatus der Promotorregion des MGMT-Gens als prognostischer Faktor zur Therapieentscheidung mit STZ hinzugezogen werden sollte, wenn die Tumorzellen GLUT-2 membranär exprimieren. Insgesamt könnte dies der erste Schritt einer individualisierten/stratifizierten Chemotherapie beim fortgeschrittenen ACC mit STZ sein.
N2  - The cytotoxic treatment of adrenocortical carcinoma (ACC) is challenging, and only a few prognostic indicators are available. One of the established cytotoxic treatments involves the use of streptozotocin (STZ). STZ is an alkylating agent that methylates guanine to form methylguanine. Another treatment option consists of etoposide, doxorubicin, and platin (EDP). The FIRM ACT Study was the first international randomized study to compare these therapeutic regimes in combination with mitotane (M).
The results of the FIRM ACT Study revealed a significantly longer progression-free survival (PFS) in the EDP + M treatment group (5 months) compared to the STZ + M group (2,1 months). Additionally, a higher rate of objective tumor response (ORR) was achieved in the EDP + M group (35 out of 151 patients) compared to the STZ + M group (14 out of 152 patients). As a conclusion of the study, EDP + M was recommended in therapy guidelines as first-line therapy in the cytotoxic treatment of ACC. Overall, however, the study results also indicate, especially due to no statistically significant differences in overall survival (OS), that there are indeed patients who benefit from therapy with STZ + M.
To identify patients who might benefit from STZ + M treatment, the methylation status of the methylguanine DNA methyltransferase (MGMT) promoter was examined. MGMT is a protein responsible for repairing methylguanine to guanine. Hypermethylation of the MGMT gene leads to reduced production of MGMT and a decreased capacity to repair methylguanine. This in turn may result in a better response to alkylating cytotoxic treatment, potentially leading to longer PFS and OS. 
Within the examined cohort, two regions of the MGMT gene showed significantly higher methylation in patients who responded to STZ therapy compared to the non-responder group.
Furthermore, the expression of GLUT-2 (a glucose transporter) was assessed using immunohistochemical staining of the tumor cells. GLUT-2 enables the transport of STZ into the cells. In the analyzed cohort, four patients showed no GLUT-2 staining, and all of them were non-responder. This suggests that GLUT-2 plays a crucial role in STZ treatment. 
Based on the examination results, the presence of GLUT-2 is a primary requirement to predict a potential response to STZ. The subsequent step involves assessing the promoter methylation status of MGMT, which serves as a prognostic factor in deciding the treatment approach for ACC with STZ. This could mark the initial steps in the process of personalizing and stratifying cytotoxic treatment for ACC using STZ.
KW  - Streptozocin
KW  - Nebennierenrindenkrebs
KW  - Streptozotocin
KW  - Chemotherapie
KW  - Nebennierenrindenkarzinom
KW  - adrenocortical carcinoma
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-325675
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schewe, Victoria Kristina
T1  - Mikrokernbildung in Mundschleimhautzellen von Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren während Radio-/Radiochemotherapie
T1  - Micronucleus formation kinetics in buccal mucosa cells of head and neck cancer patients undergoing radio-/radiochemotherapy
N2  - Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Mikrokernbildung in Mundschleimhautzellen von 35 Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren während einer sechswöchigen Radio-/Radiochemotherapie und sechs Wochen danach darzustellen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigten, dass Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren im Vergleich zu gesunden Probanden erhöhte Mikrokernraten aufwiesen. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass es zu einer vermehrten Bildung von Mikrokernen während einer sechswöchigen Radio-/Radiochemotherapie kam. Nach Therapiebeendigung sanken die Werte nach drei bis sechs Wochen und lagen unter dem Ausgangswert, in dem Bereich von spontan entstehenden Mikrokernen. In Bezug auf die Tumorgröße konnte nur in der zweiten Woche ein signifikanter Unterschied in der Mikrokernrate zwischen T1- und T4-Stadium beobachtet werden. Es konnte keine Korrelation zwischen einer zusätzlich verabreichten Chemotherapie, Grading des Tumors, Alter sowie Geschlecht der Patienten und einem Anstieg der Mikrokernrate festgestellt werden.
N2  - In the present Study, normal tissue buccal mucosa cells from 35 patients with head and neck cancer were analyzed for formation of micronuclei during a 6-week radio-/radiochemotherapy and 6 weeks afterwards. The results showed that patients with head and neck cancer had increased micronucleus rates compared to healthy test persons. It could also be observed that there was an increased formation of micronuclei during a 6-week radio-/radiochemotherapy. After the end of therapy, the values decreased after three to six weeks. The tumor size showed in the second week a significant difference in the micronucleus rate between T1 and T4 stage. Age, gender, and tumor stage did not have an influence on the micronuclei formation kinetics.
KW  - Kleinkern
KW  - Mundschleimhaut
KW  - Strahlentherapie
KW  - Chemotherapie
KW  - Hals-Nasen-Ohren-Tumor
KW  - Mikrokern
KW  - micronucleus
KW  - Kopf-Hals-Tumor
KW  - head and neck cancer
KW  - Mundschleimhaut
KW  - buccal mucosa
KW  - Bestrahlung
KW  - radiation
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-215354
ER  - 
TY  - THES
A1  - Laufs, Valeria
T1  - Evaluation von ERCC1 als prädiktiver Biomarker bei mit platinbasierter Chemotherapie behandeltem Nebennierenrindenkarzinom
T1  - ERCC1 as predictive biomarker to platinum-based chemotherapy in adrenocortical carcinomas
N2  - Platinbasierte Chemotherapie ist die effektivste Chemotherapie für das fortgeschrittene Nebennierenrindenkarzinom (ACC). Excision repair cross complementing group 1 (ERCC1) spielt eine entscheidende Rolle bei der Reparatur durch Platin entstandener DNA-Schäden. Zwei Studien die die Rolle von ERCC1 per Immunhistochemie als prädiktiver Marker für das Ansprechen auf platinbasierte Chemotherapie beim ACC untersuchten kamen zu sich widersprechenden Ergebnissen. Beide Studien nutzten den ERCC1-Antikörper Klon 8F1 der sich später als nicht spezifisch herausstellte. Das Ziel der Doktorarbeit war die Evaluation von ERCC1 mit einem neuen hoch spezifischen Antikörper in einer großen Kohorte von Patienten mit ACC. 
Material und Methoden: 146 Patienten mit verfügbaren FFPE-Schnitten wurden eingeschlossen. Alle Patienten erhielten eine platinbasierte Chemotherapie im Median für 6 Zyklen, nämlich Cisplatin (n=131) oder Carboplatin (n=15), in den meisten Fällen in Kombination mit Etoposid (n=144 , Doxorubicin (n=131) und Mitotane (n=131). Die Immunhistochemische Färbung wurde mit dem neuen Antikörper Klon 4F9 durchgeführt. Der Zusammenhang zwischen ERCC1-Expression und klinischen Parametern, Therapieansprechen, progressionsfreiem Überleben und Gesamtüberleben wurde analysiert. 
Ergebnisse: Eine hohe ERCC1-Expression wurde in 66% der Tumorproben beobachtet. Während der Chemotherapie zeigte sich bei 43 Pateinten ein Therapieansprechen (29,5%), bei 49 Patienten eine Stabilisierung der Erkrankung (33,6%), bei 8 Patienten ein gemischtes Ansprechen (5,5%) und bei 46 Pateinten ein Krankheitsprogress (31,5%), ohne Zusammenhang zur ERCC1-Expression. Auch zeigte sich kein signifikanter Zusammenhanf zwischen der ERCC1-Expression und dem progressionsfreien Überleben (Median 6.5 vs. 6 Monate, P=0.33, HR=1.23, 95%CI=0.82-2.0) oder dem Gesamtüberleben. 
Zusammenfassung: Es besteht kein Zusammenhang zwischen der ERCC1-Expression und der Platinsensitivität beim Nebennierenrindenkarzinom. Somit werden andere Biomarker zur Therapieentscheidung benötigt.
N2  - Objective: Platinum-based chemotherapy (PBC) is the most effective cytotoxic treatment for advanced adrenocortical carcinoma (ACC). Excision repair cross complementing group 1 (ERCC1) plays a critical role in the repair of platinum-induced DNA damage. Two studies investigating the role of ERCC1 immunostaining as a predictive marker for the response to PBC in ACC had reported conflicting results. Both studies used the ERCC1-antibody clone 8F1 that later turned out to be not specific. The aim of this study was to evaluate the predictive role of ERCC1 with the new specific antibody in a larger series of ACC. Design and methods: 146 ACC patients with available FFPE slides were investigated. All patients underwent PBC (median cycles=6), including cisplatin (n=131) or carboplatin (n=15), in most cases combined with etoposide (n=144), doxorubicin (n=131) and mitotane (n=131). Immunostaining was performed with the novel ERCC1-antibody clone 4F9. The relationship between ERCC1 expression and clinico-pathological parameters, as well as best objective response to therapy and progression-free survival (PFS) during PBC was evaluated. Results: High ERCC1 expression was observed in 66% of ACC samples. During PBC, 43 patients experienced objective response (29.5%), 49 stable disease (33.6%), 8 mixed response (5.5%) and 46 progressive disease (31,5%) without any relationship with the ERCC1 immunostaining. No significant correlation was also found between ERCC1 expression and progression-free survival (median 6.5 vs 6 months, P=0.33, HR=1.23, 95%CI=0.82-2.0). Conclusion: ERCC1 expression is not directly associated with sensitivity to PBC in ACC. Thus, other predictive biomarkers are required to support treatment decisions in patients with ACC.
KW  - ERCC1 Chemotherapie Nebennierenrindenkarzinom
KW  - ERCC1
KW  - chemotherapy
KW  - Chemotherapie
KW  - Platin
KW  - Nebennierenrindenkarzinom
KW  - platinum
KW  - adrenocortical carcinoma
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-180230
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vetterlein, Malte Wolfram
T1  - Molekulare Reparaturmechanismen durch Heat Shock Proteine nach der hyperthermen intraperitonealen Chemoperfusion bei Peritonealkarzinose
T1  - Molecular Heat Shock Protein-induced Repair Mechanisms After Hyperthermic Intraperitoneal Chemoperfusion for Peritoneal Carcinomatosis
N2  - Die hypertherme Chemoperfusion der Bauchhöhle (HIPEC) in Kombination mit einer vorangestellten, ausgedehnten, zytoreduktiven chirurgischen Therapie stellt eine vielversprechende Methode der Krebsbehandlung für Patienten dar, die an einer Peritonealkarzinose auf dem Boden gastroenterologischer oder gynäkologischer Primärtumore erkrankt sind. Da bislang wenige Standards bezüglich der angewendeten klinischen Bedingungen im Rahmen der HIPEC existieren und um jene zu optimieren, wurden ex vivo und in vitro Untersuchungen mit Tumorzellen durchgeführt. Ziel dieser Experimente war die Identifizierung von zellulären Schutzmechanismen in Reaktion auf Hyperthermie als externen Stressor sowie deren Auswirkung auf prognostisch relevante tumorphysiologische Vorgänge wie Zellproliferation und Apoptose. Um die zellulären Vorgänge während einer HIPEC-Therapie vollends zu verstehen, müssen die beiden einflussnehmenden Größen Hyperthermie und Zytostase getrennt voneinander untersucht werden, um die therapeutischen Konsequenzen zu verbessern und gezielte Pharmaka einsetzen zu können.
In Voruntersuchungen konnten an repräsentativen Tumorgeweben im Vergleich vor und nach HIPEC deutliche Veränderungen der Expression von onkologisch relevanten Heat Shock Proteinen HSP27, HSP70 und HSP90 dargestellt werden. Diese Veränderungen zeigten sich in dieser Form erstmalig entitätsübergreifend sowohl auf mRNA-Ebene in der real time quantitativen Polymerase-Kettenreaktion als auch in der Proteinexpression in Western Blot Analysen.
Auf Basis dieser Beobachtungen wurden in einem neu etablierten Hyperthermie in vitro Modell humane HT-29 Kolonkarzinomzellen unter HIPEC-ähnlichen Bedingungen für 60 min verschiedenen Temperaturen ausgesetzt. Nach Regenerationszeiten von 30 min bzw. 12 h wurden anschließend Protein- und Genexpressionsanalysen mit Hilfe von Western Blot, Immunhistochemie und RT-qPCR durchgeführt. Veränderungen im Tumorwachstum wurden 30 min sowie 12 h nach der Hyperthermieeinwirkung mittels MTS- und AnnexinV-Apoptose-Tests detektiert. Ziel des in vitro Modells war die isolierte Betrachtung des Einflusses von Hyperthermie auf die zellulären Reparaturmechanismen vermittelt durch HSP sowie deren Auswirkung auf Zellproliferation und Apoptose.
Der isolierte Einfluss der Hyperthermie auf die humanen HT-29 Kolonkarzinomzellen verursachte eine kurzfristige Hochregulierung der Gen- und Proteinexpression von HSP27 und HSP72, auch HSP90 zeigte sich kurzfristig erhöht, wenngleich in geringerem Ausmaße. Bereits nach 12 h war eine Schwächung der Hochregulierung bei allen drei HSP zu beobachten, lediglich HSP27 zeigte nach wie vor eine deutliche Expressionssteigerung mit Erhöhung der einwirkenden Temperaturen.
Der für die Tumortherapie essenzielle Apoptose-induzierende und antiproliferative Effekt auf die Tumorzellen war nach kurzer und längerfristiger Zellregeneration in einem Temperaturfenster von 39-41 °C zu beobachten.
Assoziiert man die Ergebnisse der unterschiedlichen HSP-Expressionen mit den Proliferations- und Apoptoseraten der Tumorzellen, so liegt die Schlussfolgerung nahe, dass bei hohen Temperaturen (43 °C) die Initiierung der intrazellulären Zellschutzmechanismen, repräsentiert durch die HSP, für eine erhebliche Abschwächung der gewünschten Tumorzellapoptose und Proliferationsminimierung verantwortlich sein könnten.
Die eigenständigen Effekte einer Hyperthermie in der Malignomtherapie wie die Zytotoxizität, Veränderungen im Tumormikromilieu und die steigende Sensibilität der Tumorzellen auf chemotherapeutische Agenzien sollten folglich hinsichtlich der zielorientierten therapeutischen Betrachtung streng von den Mechanismen des induzierten Zellschutzes separiert werden. Die vorliegenden Ergebnisse zeigten ausgeprägte Heat Shock Protein-Antworten in der Tumorzelle, die gewünschte antiproliferative und apoptotische Effekte beeinträchtigen und Tumorzellschutzmechanismen induzieren könnten. Ferner legen die Ergebnisse nahe, dass die Effekte der HIPEC-Therapie unter Umständen in Bezug auf die Höhe der Temperatur der induzierten Hyperthermie bei den Patienten mit Peritonealkarzinose aufgrund der relevanten HSP-Überexpression gegebenenfalls einer Reevaluierung bedürfen.
Der nächste Schritt der Untersuchungen führt zwangsläufig zum Einbezug verschiedener Chemotherapeutika in die in vitro Experimente, um die Rolle der Chemotherapie und Zytostase in Kombination mit der Hyperthermie zu klären.
Die im Rahmen dieser Arbeit beschriebenen Ergebnisse stellen erstmalig eine klinisch potentiell hochrelevante Ergänzung zur Optimierung der vorhandenen HIPEC-Protokolle vor. Sowohl die Temperaturanpassung des applizierten Chemotherapeutikums als auch der additive Einsatz von HSP-Inhibitoren könnte einen vielversprechenden Ansatz zur langfristigen Verbesserung des tumorbedingten Überlebens für Peritonealkarzinose-Patienten bedeuten und sollte Gegenstand weiterführender Untersuchungen in Zellkultur, Mausmodell und klinischen Studien darstellen.
N2  - Hyperthermic intraperitoneal chemoperfusion (HIPEC) after previous cytoreductive peritonectomy represents a promising approach for cancer therapy in patients with peritoneal carcinomatosis arising from primary gastrointestinal or gynecological malignancies. Given that the evidence of standardization for the HIPEC procedure is scarce, we performed ex vivo and in vitro analyses using tumor cells. Aim of these experiments was the identification of cell mechanisms to protect the tumor from external stressors, such as hyperthermia, and to depict the impact on prognostically relevant mechanisms such as proliferation and apoptosis. To understand these cellular events during HIPEC and to improve therapeutic consequences by implementing targeting drugs, both influencing factors hyperthermia and cytostasis have to be evaluated separately.
In preliminary analyses, evaluating protein expression in representative biopsies before and after HIPEC, we demonstrated distinct changes in oncologically relevant heat shock proteins HSP27, HSP70, and HSP90. These changes were observed for different tumor entities on both mRNA and protein level using real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) and western blotting, respectively.
Against the backdrop of these observations, we established a hyperthermia in vitro model to create HIPEC-like conditions and to expose human HT-29 colon cancer cells to different temperatures for 60 minutes. Following a regeneration interval of 30 minutes or 12 hours at 37°C, we performed gene and protein expression analyses by using RT-qPCR, western blotting, and immunocytochemistry. Changes in tumor cell growth after hyperthermia and both regeneration intervals were detected by using an MTS proliferation assay and the Annexin V affinity assay. Aim of the hyperthermia in vitro model was the evaluation of a heat shock protein-mediated effect on cellular repair mechanisms in response to hyperthermic stress and to depict its impact on cell proliferation and apoptosis.
The isolated hyperthermic effect induced a short-term upregulation of HSP27 and HSP70 gene and protein expression in human HT-29 colon cancer cells. Similar results were seen for HSP90. Of note, the intensity of upregulation was lower. Just after 12 hours, a certain mitigation of upregulation was observed in all heat shock proteins. However, a certain upregulation was still seen for HSP27 with increasing temperatures.
The carcinogenic anti-proliferative and apoptosis-inducing effect on tumor cells was maximized at temperatures between 39 and 41°C, both after 30 minutes and 12 hours regeneration.
The association of heat shock protein upregulation with tumor cell proliferation and apoptosis suggests that high temperatures (43°C) may induce cell repair mechanisms, which ensure a significant impairment of favored tumor cell apoptosis and anti-proliferative effects.
Consequently, isolated hyperthermic effects in cancer therapy, such as cytotoxicity, alterations of the tumor microenvironment, and an increased chemosensitivity may be strictly distinguished from mechanisms of hyperthermia-induced cell repair. Our results show distinct heat shock protein responses in the tumor cell, which may interfere with favored anti-proliferative and apoptosis-inducing effects by triggering cellular repair and protection. Furthermore, our results suggest a thorough reconsideration of the applied temperature during HIPEC in patients with peritoneal carcinomatosis, given a relevant heat shock protein upregulation at highest temperatures. Future research necessarily should include cytotoxic agents into the in vitro experiments to evaluate the role of the combined hyperthermia and chemotherapy effect.
In conclusion, our findings illustrate a clinically relevant addition towards the optimization of existing HIPEC protocols. Altering target temperature levels and the additional administration of heat shock protein inhibitors may both represent promising approaches to improve oncological outcomes in patients with peritoneal carcinomatosis and may be subject of further research by employing cell culture experiments, animal models, and clinical studies.
KW  - Peritonealkarzinose
KW  - Chemotherapie
KW  - Hitzeschock-Proteine
KW  - Cytoprotektion
KW  - Lokoregionäre Hyperthermie
KW  - Chemoperfusion
KW  - Zytoreduktion
KW  - Peritonektomie
KW  - Thermotoleranz
KW  - Multimodale Therapie
KW  - Cytoreductive surgery
KW  - Peritonectomy
KW  - Multimodal therapy
KW  - Heat shock protein
KW  - Thermotolerance
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-156932
ER  - 
TY  - THES
A1  - Duch, Tabea
T1  - Die Bedeutung von Gonadotropin-Releasing-Hormon-Agonisten in der Fertilitätsprotektion von Frauen während einer zytotoxischen Therapie: eine prospektive Kohortenstudie
T1  - Gonadotropin-releasing-hormone agonists in the protection of fertility of women undergoing cytotoxic therapy: a prospective cohort study
N2  - Eine Chemotherapie-induzierte Infertilität bedingt bei vielen betroffenen Patientinnen eine verminderte Lebensqualität sowie eine erhebliche psychische Belastung. Daher ist die Forschung an verschiedenen Maßnahmen der Fertilitätsprotektion von Patientinnen im reproduktionsfähigen Alter, die eine zytotoxische Therapie benötigen, von großer Bedeutung. Bislang gibt es keine ideale Methode der Ovarprotektion während einer gonadotoxischen Therapie. 
Nicht-medikamentöse Maßnahmen zum Fertilitätserhalt haben den Nachteil der Invasivität und des hierzu häufig notwendigen Zeitfensters von mindestens zwei Wochen. Außerdem bleiben die Kryokonservierung von Ovargewebe, die In-vitro-Maturation und die Kryokonservierung von unreifen Oozyten bislang aufgrund der geringen Erfahrung nur experimentell. Bezüglich der Wirksamkeit einer medikamentösen Fertilitätsprotektion mittels GnRH-Agonisten bleibt die Evidenz kontrovers. 
Anhand der hier vorgestellten prospektiven Kohortenstudie mit 116 prämenopausalen Chemotherapie-Patientinnen im Alter von 13‑40 Jahren sollte die Wirksamkeit einer Fertilitätsprotektion mittels GnRH-a überprüft werden. Bei der Beurteilung der ovariellen Reserve lag der Fokus auf der Bestimmung des Anti-Müller-Hormons, welches nach aktueller Evidenz die ovarielle Reserve am genausten wiederspiegelt, jedoch bisher nur in wenigen Studien zu dieser Thematik untersucht wurde. 
In unserem Patientenkollektiv waren die erhobenen Fertilitätsparameter (Zyklus und serologische Marker: AMH, FSH, E2) nach der Chemotherapie im Vergleich zu vorher größtenteils signifikant verändert, entsprechend einer verminderten ovariellen Reserve. Die Anti-Müller-Hormon-Serumspiegel waren im Gesamtkollektiv nach der Chemotherapie signifikant gesunken (p < 0,001) und die FSH-Serumspiegel waren signifikant angestiegen (p = 0,023). Ferner hatten nach der Chemotherapie nur noch 61,3 % der Patientinnen einen regelmäßigen Zyklus, im Gegensatz zu 100 % vor der Chemotherapie. Aus diesen Ergebnissen lässt sich ableiten, dass in unserem Patientenkollektiv trotz der GnRH-a-Therapie die Entwicklung einer Chemotherapie-induzierten ovariellen Insuffizienz nicht verhindert werden konnte. 
Besondere Berücksichtigung bei der Auswertung der Ergebnisse fanden der Einfluss des Alters und des Body-Mass-Index sowie die Verwendung einer hormonellen Konzeption auf die Fertilitätsparameter. 
Aufgrund der hohen Zahl an Drop-outs (n = 81) sind die Ergebnisse dieser Studie jedoch nur eingeschränkt generalisierbar. Auch wäre der Vergleich mit einer Kontrollgruppe von größerer Aussagekraft gewesen. 
Eine mögliche Erklärung für die weiterhin kontroverse Datenlage bezüglich der Wirksamkeit von GnRH-Agonisten in der Fertilitätsprotektion ist die schlechte Vergleichbarkeit der bisher durchgeführten Studien. Dies liegt unter anderem an den heterogenen Patientengruppen (Erkrankungsart, Therapieart und -dosis, Altersunterschied), den unterschiedlichen Definitionen ovarieller Insuffizienz, den teilweise sehr kurzen Follow-up-Zeiträumen sowie daran, dass der Großteil der Studien bislang nicht Placebo-kontrolliert durchgeführt wurde.
Insgesamt besteht daher der Bedarf an weiteren randomisiert-kontrollierten Studien mit großen Patientenkollektiven und genauen Methoden der Beurteilung der ovariellen Reserve, idealerweise mittels AMH-Wert-Bestimmung kombiniert mit der sonographischen Ermittlung der Anzahl antraler Follikel (AFC). 
In der klinischen Praxis wird die Anwendung von GnRH-Agonisten in der Fertilitätsprotektion aufgrund der unklaren Datenlage nur in Kombination mit anderen Maßnahmen empfohlen.
N2  - Due to improving overall survival in cancer patients long-term side effects of chemotherapy are becoming more important. Gonadotoxicity is a severe side-effect of many cytotoxic therapies.
We designed a prospective cohort study to test whether GnRH-a have a protective effect on fertility in women during chemotherapy.
To evaluate fertility we used anti-mullerian-hormone (AMH) levels. Furthermore we investigated on possible factors influencing hormone levels (BMI, hormonal contraceptives).
In our cohort study (n=116) there was no protective effect of GnRH-a on fertility in women undergoing cytotoxic therapy. There was also no effect of contraceptives or BMI on AMH-levels. However, we had a very large drop out rate (68,8%)
To evaluate the protective effect of GnRH on the ovaries and possible influencing factors on AMH, more large RCT’s with long-term follow up are needed.
KW  - Fertilitätsprotektion
KW  - Fertilität
KW  - Chemotherapie
KW  - Gonadotropin-Releasinghormon-Analoga
KW  - GnRH-Agonisten
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-150786
ER  - 
TY  - THES
A1  - Röhrig, Florian
T1  - Verbesserung der Medikamenteneinbringung in solide Tumoren durch Modifikation der extrazellulären Matrix
T1  - Improving drug delivery into solid tumors by modification of the extracellular matrix
N2  - Bei der Behandlung solider Tumoren spielen systemisch verabreichte Chemotherapeutika eine wich- tige Rolle. Allerdings akkumulieren diese Therapeutika besser in normalem Gewebe als in Tumoren. Als Ursache für diesen unzureichenden Transport von Medikamenten in den Tumor wurde bisher vor allem die dysfunktionale Tumorvaskulatur diskutiert. Diese befindet sich in einem chaotischen und unreifen Zustand ohne ausreichende Bedeckung der Gefäße mit stabilisierenden Perizyten. Aus dem Zustand der Vaskulatur resultierend erreichen Medikamente den Tumor nur in geringem Ausmaß und werden dort heterogen verteilt. Als Grund für den Zustand der Vaskulatur wur- de ein großer Überschuss an pro-angiogenetischen Faktoren im Tumor ausgemacht. Durch eine anti-angiogenetische Behandlung konnte in präklinischen Modellen für einen gewissen Zeitraum die Tumorvaskulatur „normalisiert“ werden. Dies zeichnete sich vor allem durch Veränderung von zwei wichtigen Parametern für die Medikamenteneinbringung aus: zum Einen kommt es zu einer Reduktion der Gefäßdichte. Zum Anderen zu einer Reifung der Blutgefäße. In einem Teil von Pati- enten scheint dabei der Effekt der Gefäßverbesserung zu überwiegen und es kann eine verbesserte Perfusion detektiert werden. Mutmaßlich führt dies auch zu einer verbesserten Einbringung von Therapeutika in den Tumor und so zu einer erhöhten Effizienz der Therapie. In einem weiteren Teil der Patienten scheint jedoch der Effekt der Gefäßreduktion zu überwiegen und die detektierte Perfusion im Tumor wird durch die Behandlung verringert.

Das in dieser Arbeit verwendete MT6-Fibrosarkom-Modell reagierte auf eine anti-angiogenetische Therapie nicht mit einer sonst in murinen Modellen beobachteten Wachstumsreduktion. Die- se ermöglichte eine so bisher nicht mögliche Untersuchung der sekundären Effekte einer anti- angiogenetischen Therapie wie die Medikamenteneinbringung in den Tumor. Die Vaskulatur in MT6-Tumoren zeigte dabei nach einer anti-angiogenetischen Vorbehandlung, die erwarteten Merk-male einer „normalisierten“ Vaskulatur wie eine Reduktion der Gefäßdichte bei gleichzeitiger Rei- fung der verbleibenden Gefäße. Dies führte jedoch nicht zu einer verbesserten Effizienz einer subsequenten Chemotherapie. Durch Vergleich mit einem weiteren Tumor-Modell, dem 4T1-Modell für ein metastasierendes Mammakarzinom, konnten signifikante Unterschiede im Gefäßbild beider Modelle ausgeschlossen werden. Durch mikroskopische Methoden konnte dabei beobachtet werden, dass die Diffusion von Medikamenten aus den Blutgefäßen des MT6-Modells im Vergleich zum 4T1-Modell verringert war. Weitere Untersuchungen deuten auf eine Differenz in der Qualität der extrazellulären Matrix der verwendeten Tumor-Modelle. Durch mRNA-Expressionsanalysen konnte die Enzymfamilie der Lysyloxidasen als mögliche Ursache für diesen Diffusionsunterschied identi- fiziert werden. Lysyloxidasen katalysieren vor allem die Quervernetzung von Proteinen der Extra- zellulärmatrix. Im Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Quervernetzung von Matrixproteinen durch Lysyloxidasen ursächlich für die Diffusions-Inhibierung kleiner Moleküle wie das Chemo- therapeutikum Doxorubicin sein kann. Durch spezifische Inhibition der Lysyloxidasen mittels des Inhibitors βAPN konnte diese Diffusions-Inhibition sowohl in vitro als auch im MT6-Tumor-Modell nahezu vollständig verhindert werden. Die hohe Aktivität von Lysyloxidasen im MT6-Modell stell- te allerdings kein Alleinstellungsmerkmal dieses Modells dar. In weiteren Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass Lysyloxidasen in einer Vielzahl von murinen und humanen Tumorzelllinien überexprimiert wird. Die Inhibition von Lysyloxidasen durch βAPN konnte dabei in allen unter- suchten Modellen die Einbringung von Medikamenten in den Tumor erhöhen und könnte so eine sinnvolle adjuvante Maßnahme zur Verbesserung bestehender Chemotherapien darstellen.
N2  - Systemically administered chemotherapeutics play a major role in in the treatment of so- lid tumors. However, these chemotherapeutics accumulate better in healthy tissue than in tumors. The reason for this insufficient transport of drugs into the tumor could be the dysfunctional tumor vasculature, which is in a chaotic and immature state without an adequate vessel coverage by stabilizing pericytes. As a result of this vasculature, only small amounts of drugs reach the tumor and are further just heterogeneously distributed. A great abundance of pro-angiogenic factors in the tumor was believed to cause this insufficient vasculature. In pre-clinical models, „normalization“ of the tumor vasculature could be achieved with anti-angiogenic therapy for a certain period of time. This was characterized by changes in two important parameters for drug administration: on the one hand reduction of vessel density, on the other hand maturation of blood vessels. In one part of patients, the effect of vessel normalization seems to be predominant leading to improved perfusion. Presumably, this leads to improved administration of chemotherapeu- tics into the tumor and therefore to a more efficient therapy. In another part of patients, the effect of vessel reduction seems to be predominant and the detectable perfusion in the tumor is decreased. The MT6 fibrosarcoma model, which was used in this work, did not respond to the anti-angiogenic therapy with an inhibition of tumor growth as usually observed in murine models. This observation enabled a so far not possible investigation of the secondary effects of an anti-angiogenic therapy, such as drug transport into the tumor. After the anti-angiogenic pre-treatment, the vasculature of MT6 tumors indicated the expected characteristics of a „normalized“ vasculature, such as reduction of vessel density and simultaneous maturation of remaining vessels. However, this did not lead to improved efficacy of subsequently administered chemotherapy. Comparison with another tumor model, the 4T1 model for metastasizing mamma carcinoma, did not reveal signifi- cant differences in the vessel pattern. Observation with microscopic methods indicated a reduced diffusion of drugs from the blood vessels of the MT6 model compared to those of the 4T1 model. Further investigations showed differences in the quality of the extracel- lular matrix of both used tumor models. mRNA expression analyses revealed the family of lysyl oxidases as a putative cause for the differences in diffusion. Lysyloxidases catalyze primarily the cross-linking of proteins of the extracellular matrix. Moreover, it was shown that the cross-linking of matrix proteins by lysyl oxidases is causative for the inhibition of diffusion of small molecules such as the chemotherapeutic doxorubicin. A specific inhibi- tion of lysyl oxidases with the inhibitor βAPN could almost entirely prevent the inhibition of diffusion in vitro and in the MT6 model. However, the high activity of lysyl oxidases in the MT6 model is not a unique feature of this model. Further investigations showed, that lysyl oxidases are over expressed in many human and murine tumor cell lines. In all investigated models, inhibition of lysyl oxidases with βAPN improved drug transport into the tumor and βAPN could therefore be a reasonable adjuvant therapy to improve the efficacy of already existing chemotherapeutics.
KW  - Lysin-Oxidase
KW  - Tumor
KW  - Angiogenese
KW  - Chemotherapie
KW  - extrazelluläre Matrix
KW  - Lysyloxidasen
KW  - Tumor
KW  - extrazelluläre Matrix
KW  - Lysyl oxidases
KW  - Tumour
KW  - extracellular matrix
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-117381
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schubert, Andreas
T1  - Protein kinases as targets for the development of novel drugs against alveolar echinococcosis
T1  - Proteinkinasen als Angriffspunkte für die Entwicklung neuer Chemotherapeutika gegen die Alveoläre Echinokokkose
N2  - The metacestode larval stage of the fox tapeworm Echinococcus multilocularis is the causative agent of alveolar echinococcosis (AE), one of the most lethal zoonosis of the northern hemisphere. The development of metacestode vesicles by asexual multiplication and the almost unrestricted infiltrative growth within the host organs is ensured from a population of undifferentiated, proliferative cells, so-called germinative cells. AE treatment options include surgery, if possible, as well as Benzimidazole-based chemotherapy (BZ). Given that the cellular targets of BZs, the -tubulins, are highly conserved between cestodes and humans, the chemotherapy is associated with considerable side-effects. Therefore, BZ can only be applied in parasitostatic doses and has to be given lifelong. Furthermore, the current anti-AE chemotherapy is ineffective in eliminating the germinative cell population of the parasite, which leads to remission of parasite growth as soon as therapy is discontinued. 
This work focuses on protein kinases involved in the proliferation and development of the parasite with the intention of developing novel anti-AE therapies. Polo-like kinases (Plks) are important regulators of the eukaryotic cell cycle and are involved in the regulation and formation of the mitotic spindles during the M-phase of the cell cycle. Plks have already been shown to be associated with deregulated cellular growth in human cancers and have been investigated as novel drug targets in the flatworm parasite Schistosoma mansoni. In the first part of this work, the characterisation of a novel and druggable parasite enzyme, EmPlk1, which is homologous to the polo-like kinase 1 (Plk1) of humans and S. mansoni (SmPlk1), is presented. Through in situ hybridisation, it could be demonstrated that emplk1 is specifically expressed in the Echinococcus germinative cells. Upon heterologous expression in the Xenopus oocyte system, EmPlk1 induced germinal vesicle breakdown, thus indicating that it is an active kinase. Furthermore, BI 2536, a compound originally designed to inhibit the human ortholog of EmPlk1, inhibited the EmPlk1 activity at a concentration of 25 nM. In vitro treatment of parasite vesicles with similar concentrations of BI 2536 led to the elimination of the germinative cells from Echinococcus larvae, thus preventing the growth and further development of the parasite. In in vitro cultivation systems for parasite primary cells, BI 2536 effectively inhibited the formation of new metacestode vesicles from germinative cells. Thus, BI 2536 has profound anti-parasitic activities in vitro at concentrations well within the range of plasma levels measured after the administration of safe dosages to patients (50 nM after 24 h). This implies that EmPlk1 is a promising new drug target for the development of novel anti-AE drugs that would specifically affect the parasite’s stem cell population, namely the only parasite cells capable of proliferation. In addition to the chemotherapeutic aspects of this work, the inhibitor BI 2536 could be further used to study the function of stem cells in this model organism, utilising a method of injection of parasite stem cells into metacestode vesicles, for instance, as has been developed in this work.
In the second part of this work, a novel receptor tyrosine kinase, the Venus flytrap kinase receptor (EmVKR) of E. multilocularis has been characterised. Members of this class of single-pass transmembrane receptors have recently been discovered in the related trematode S. mansoni and are associated with the growth and differentiation of sporocyst germinal cells and ovocytes. The ortholog receptor in EmVKR is characterised by an unusual domain composition of an extracellular Venus flytrap module (VFT), which shows significant similarity to GABA receptors, such as the GABAB receptor (γ-amino butyric acid type B) and is linked through a single transmembrane domain to an intracellular tyrosine kinase domain with similarities to the kinase domains of human insulin receptors. Based upon the size (5112bp) of emvkr and nucleotide sequence specificities, efforts have been made to isolate the gene from cell culture samples to study the ligand for the activation of this receptor type in Xenopus oocytes. To date, this type of receptor has only been described in invertebrates, thus making it an attractive target for drug screening. In a first trial, the ATP competitive inhibitor AG 1024 was tested in our in vitro cell culture. 
In conclusion, the EmVKR represents a novel receptor tyrosine kinase in E. multilocularis. Further efforts have to be made to identify the activating ligand of the receptor and its cellular function, which might strengthen the case for EmVKR as a potential drug target. The successful depletion of stem cells in the metacestode vesicle by the Plk1 inhibitor BI 2536 gives rise to optimising the chemical component for EmPlk1 as a new potential drug target. Furthermore, this inhibitor opens a new cell culture technique with high potential to study the cellular behaviour and influencing factors of stem cells in vitro.
N2  - Das Verbreitungsgebiet des kleinen Fuchsbandwurms erstreckt sich über die nördliche Hemisphäre und eine Infektion des Menschen verursacht eine meist tödliche verlaufende Parasitose, die alveolaren Echinococcose (AE). Durch infiltratives und asexuelles Wachstum des Larvenstadiums der AE im betroffenen Wirtsorgan kommt es zu einer tödlich verlaufenden Krankheit. Das Wachstum der Metacestoden wird dabei durch undifferenzierte proliferierende Stammzellen, den sog. „germinativen Zellen“ des Fuchsbandwurmes verursacht.
Die derzeitigen Behandlungsmöglichkeiten von AE sehen neben einem chirurgischen Eingriff, der in den meisten Fällen nicht möglich ist, nur eine Chemotherapie mit Benzimidazolen (BZ) vor. Die Chemotherapie mit BZ richtet sich dabei gegen die β-Tubuline des Parasiten und ist überwiegend mit einer lebenslangen Behandlung verbunden. Obwohl sich die Behandlungsmöglichkeiten und die Prognose für Patienten seit der Verwendung von Benzimidazolen bedeutsam verbessert haben, kommt es dennoch zu starken Nebenwirkungen und die angewendete Chemotherapie wirkt nur parasitostatisch. Der Grund dafür liegt an der hohen Homologie zwischen den β-Tubulinen des Parasiten und des Menschen, welche die Zielproteine von Benzimidazolen sind. Um die Nebenwirkungen für den Patienten gering zu halten, werden die Benzimidazole nur in Konzentrationen verabreicht, die parasitostatisch wirken, was zu keiner Abtötung des Parasitengewebes führt. Darüber hinaus sind die gegenwärtigen AE-Medikamente nicht wirksam gegen die germinativen Zellen des Parasiten, was zu einem Wiederauftreten des Wachstums von Parasitengewebe führt, sobald die Chemotherapie unterbrochen wird.  
Die hier vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung eines neuen chemotherapeutischen Ansatzes gegen AE und befasst sich mit Proteinkinasen, die einen wesentlichen Einfluss auf die Proliferation und die Differenzierung von Zellen des Parasiten haben. Proteinkinasen, die in direkten Zusammenhang mit den Zellzyklus stehen, sind beispielsweise die Polo-like kinasen (Plk), welche die Bildung von mitotischen Spindelfasern während der M-Phase regulieren. Wie bereits in vorhergehenden Studien gezeigt werden konnte, sind Plks auch an der Entstehung von Krebs beteiligt und daher interessante Ansatzpunkte für die Entwicklung von neuen Chemotherapeutika. Darüber hinaus zeigte sich auch, dass Sie zur Chemotherapie von parasitären Krankheiten Verwendung finden könnten, wie zur Behandlung von Schistosomiasis, welche durch Schistosoma mansoni ausgelöst wird.  
Der erste Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung der Polo-like kinase 1 (Plk1) aus E. multilocularis, die Homologien zur humanen Plk1 und der aus S. mansoni (SmPlk1) aufweist und daher als Ansatzpunkt für eine neuartige chemotherapeutische Behandlung von AE angesehen werden kann. Es konnte gezeigt werden, dass EmPlk1 in germinativen Zellen (Stammzellen) des Parasiten stark exprimiert wird und das es möglich ist, dieses orthologe Protein mit nanomolekularer Konzentration (25 nM) des Plk1 Inhibitors BI 2536 in seiner zellulären Funktion zu hemmen. Darüber hinaus führt die Behandlung in vitro zu einem Verlust von Stammzellen im Larvenstadium von E. multilocularis, was zu einer drastischen Verminderung des Wachstums und der Entwicklung des Parasiten führt. Des Weiteren konnte sehr deutlich gezeigt werden, dass bei Verwendung des Inhibitors BI 2536 in Zellkultursystemen mit „Primärzellen“ (80% Stammzellen) des Parasiten diese nicht mit mehr in der Lage sind in Metacestoden zu regenerieren. Dabei ist entscheidend, dass die verwendeten Konzentrationen des Inhibitors BI 2536 innerhalb der gemessenen Plasmakonzentrationen von Krebspatienten liegen (50 nM nach 48 Stunden). Die Inhibierung der Plk1 wird daher als vielversprechender neuer Ansatzpunkt einer Chemotherapie zur Behandlung der AE angesehen. Die Inhibierung der EmPlk1 hat einen wesentlichen Einfluss auf die Differenzierung von Stammzellen des Parasiten, wodurch das Wachstum und die weitere Entwicklung des Parasiten gehemmt werden. Des Weiteren kann neben der chemotherapeutischen Behandlung der Inhibitor BI2536 auch für das weitere Studium von Stammzellen und deren zelluläre Funktion in E. multilocularis genutzt werden. Dafür wurden erste in vitro Experimente mittels Injektion in stammzellfreie Metacestoden Vesikel durchgeführt. 
Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit einem neuen Transmembranrezeptor in E. multilocularis, der hier als Venus-Fliegenfallen-Rezeptor charakterisiert wird. Dieser Rezeptortyp wurde erst kürzlich in S. mansoni beschrieben und steht im Zusammenhang mit der Entwicklung und dem Wachstum von Keimzellen des Parasiten. Der Rezeptor weist eine ungewöhnliche Zusammensetzung aus einer extrazellulären Venusfliegenfallendomäne (VFT) mit starker Ähnlichkeit zu GABA Rezeptoren auf (γ-amino-Buttersäure Typ B) und ist über eine einzelne Transmembrandomäne mit einer intrazellulären Tyrosinkinasedomäne verbunden, die eine hohe Homologie zu humanen Insulinrezeptoren zeigt. Der lange Genabschnitt (5112bp) von emvkr mit sequenzspezifischen Eigenschaften war schwierig zu klonieren, um eine anschließende Expression in Xenopus Oozyten durchzuführen. Bisher wurde dieser Rezeptor nur in Invertebraten beschrieben und stellt somit einen interessanten Ansatzpunkt für die Entwicklung von neuen Chemotherapeutika dar. In einem ersten Versuch wurde die Wirkung des ATP-Kompetitive Inhibitors AG 1024 in unserer in vitro Zellkultur untersucht. 
Zusammenfassend wurde die Relevanz von EmVKR als neuartiger Tyrosinkinaserezeptor in E. multilocularis verdeutlicht. In anschließenden Studien sollte die Aktivierung durch Ligandenbindung an den Rezeptor, sowie seine weitere zelluläre Funktion untersucht werden. Diese Erkenntnisse könnten dann eine entscheidende Rolle für die Entwicklung von neuen Medikamenten mit EmVKR spielen. Des Weiteren wurde die erfolgreiche Entfernung von Stammzellen aus Metacestoden Vesikel mit dem Plk1 Inhibitor BI 2536 gezeigt. Dies bietet nun die Option diesen Inhibitor auf das Wirkstoffziel EmPlk1 weiter zu optimieren. Darüber hinaus hat die Verwendung dieses Inhibitors den entscheidenden Zugang für eine neue Zellkulturtechnik ermöglicht, die das Studieren von Stammzellen und deren Einflussfaktoren in vitro bietet.
KW  - Chemotherapie
KW  - Echinococcus
KW  - Fuchsbandwurm
KW  - Stammzelle
KW  - Polo-like kinase 1
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-113694
ER  - 
TY  - THES
A1  - Sturm, Julia
T1  - Effekte von Hyper-IL-6 in der Vaccinia-Virus-vermittelten Krebstherapie
T1  - Effects of Hyper-IL-6 in vaccinia virus-mediated cancer therapy
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurde ein onkolytisches Vaccinia-Virus unter Ausnutzung seiner Eigenschaft als Vektorsystem mit dem Designer-Zytokin Hyper-IL-6 ausgestattet (GLV 1h90). Bei Hyper IL 6 handelt es sich um ein Fusionsprotein bestehend aus humanem Interleukin-6 und der Liganden-Bindungsdomäne des löslichen Interleukin-6-Rezeptors, welche kovalent über einen flexiblen Linker miteinander verbunden sind. Dieses chimäre Designer-Zytokin erlaubt die Untersuchung von IL-6-Effekten, welche über das IL-6-Trans-Signaling vermittelt werden. Daraus ergibt sich einerseits eine beträchtliche Erweiterung des Wirkspektrums und darüber hinaus weist Hyper-IL-6 sowohl in vitro als auch in vivo eine 100-1000fach verstärkte biologische Aktivität auf. Aufgrund der Tatsache, dass Hyper-IL-6, neben seiner Tumor-inhibierenden Wirkung, eine Vielzahl weiterer Effekte zugeschrieben wird, wurde in dieser Arbeit durch die Kombination des Designer-Zytokins mit einem onkolytischen Vaccinia-Virus nicht nur additive Effekte auf die Tumorregression, sondern darüber hinaus auch mögliche systemisch-vermittelte Hyper-IL-6-Effekte untersucht. Nach intravenöser Injektion von GLV-1h90 in DU-145-Tumor-tragende Mäuse konnte neben der intratumoralen Replikation des Virus und der Expression des Markerproteins Ruc-GFP zusätzlich die Expression des integrierten Designer-Zytokins Hyper-IL-6 im Tumor nachgewiesen werden. Von entscheidender Bedeutung war der zusätzliche Nachweis des Designer-Zytokins in Serum-Proben von GLV-1h90-injizierten Mäusen. Nach einer aktiven Hyper-IL-6-Sekretion von infizierten Tumorzellen, bildet der Transport in die Blutbahn die Voraussetzung für systemisch-vermittelte Hyper-IL-6-Effekte. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob sich durch die Überexpression von Hyper-IL-6 im Tumor, zusätzlich zu den onkolytischen Eigenschaften des Vaccinia-Virus, additive anti-Tumor-Effekte ergeben. Eine systemische Injektion von GLV 1h90 bzw. GLV 1h68 in DU-145-Tumor-tragende Mäuse führte zu einer signifikanten Reduktion des Tumorvolumens im Vergleich zu PBS-injizierten Mäusen. Neben Effekten, welche mit Entzündungsprozessen assoziiert sind, wie eine Rotfärbung der Haut, eine signifikanten Vergrößerung der Leber sowie eine massive Stimulation der Akute-Phase-Antwort in der Leber, konnte in GLV-1h90-injizierten Mäusen ein verbesserter Gesundheitszustand auf der Basis einer signifikanten Gewichtszunahme, verbunden mit einer beschleunigten Wundheilung Virus-induzierter Schwanzläsionen, beobachtet werden. Darüber hinaus konnte für Hyper-IL-6 eine Stimulierung der Megakaryopoese im Knochenmark nachgewiesen werden, welche zu einer signifikanten Erhöhung der Thrombozyten-Zahl im Blutkreislauf von GLV-1h90-injizierten Mäusen führte. Es ist von entscheidender Bedeutung anzumerken, dass alle beobachteten systemischen Hyper-IL-6-Effekte eine zeitliche Limitierung aufwiesen, welche sich höchstwahrscheinlich auf die Virus-bedingte Zerstörung Hyper IL 6-produzierender Tumorzellen zurückführen lässt. Dies impliziert zudem, dass eventuelle Komplikationen, welche durch die Überexpression des Designer-Zytokins hervorgerufen werden können, ebenfalls selbstlimitierend sind. Es konnte bereits mehrfach gezeigt werden, dass eine Kombinationstherapie aus onkolytischen Viren und Chemotherapie über synergistische Effekte zu einer signifikant verbesserten Tumorregression führt. Allerdings kommt es in Folge einer Chemotherapie oft zu einer Vielzahl von gefährlichen Nebenwirkungen, da alle schnell proliferierenden Zellen des Körpers betroffen sind. Thrombozytopenie ist eine der am häufigsten vorkommenden Nebenwirkung und beschreibt eine massive Reduktion der Thrombozyten-Zahl im Blut. Im Hinblick auf eine mögliche klinische Anwendung von GLV 1h90 wurde deshalb untersucht, ob in einer Kombinationstherapie mit Mitomycin C, neben einer Verstärkung der therapeutischen Effekte des Virus, basierend auf den beobachteten Hyper-IL-6-Effekten, zusätzlich der Gesundheitszustand der behandelten Mäuse verbessert werden kann. Die Experimente belegen, dass eine Kombination onkolytischer Vaccinia-Virus-Konstrukte mit Mitomycin C zu einer signifikant verbesserten Tumorregression im Vergleich zu den jeweiligen Monotherapien führt. Von bedeutender Relevanz war die Beobachtung, dass in einer Kombinationstherapie von Mitomycin C und GLV-1h90, im Gegensatz zu GLV-1h68, eine signifikante zeitliche Verkürzung der auftretenden Thrombozytopenie erreicht wird. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass eine systemische Injektion von GLV-1h90 zu einer funktionellen Expression des Designer-Zytokins Hyper-IL-6 führte, welches in der Lage ist eine erfolgreiche Kombinationstherapie aus einem onkolytischen Vaccinia-Virus und dem Chemotherapeutikum Mitomycin C durch eine Reduktion der Nebenwirkungen zusätzlich zu optimieren.
N2  - In this thesis, an oncolytic vaccinia virus was armed with the designer cytokine Hyper-IL-6 by recombinant integration (GLV-1h90), exploiting its features as a vector system. Hyper IL-6 is composed of human interleukin-6 (IL-6) and the cytokine-binding domain of its soluble receptor sIL-6R which are bond covalently by a flexible peptide linker. Hyper-IL-6 is a multifunctional cytokine which exhibits not only anti-tumor activity, but also a variety of other effects. For this reason, the combination of the designer cytokine and an oncolytic vaccinia virus was used to study possible improvements regarding tumor regression and more importantly additional systemically mediated Hyper IL-6 effects. In addition to intratumoral replication and visualization of the marker gene ruc-gfp, intratumoral expression of the inserted designer cytokine Hyper-IL-6 could be detected after systemic administration of GLV-1h90 into DU-145-tumor-bearing mice. Of special interest was the presence of hyper-IL-6 in blood serum samples of GLV-1h90-injected mice. Following active hyper-IL-6 secretion of infected tumor cells, the transport into the blood circulation is essential for its ability to induce signal transduction pathways outside the tumor. IL-6 is a pro-inflammatory cytokine which is postulated to exhibit both, tumor promoting as well as tumor inhibiting effects. However, growth or proliferation inhibition of tumors could only be observed after addition of soluble IL-6 receptor and is consequently associated with the IL 6-trans-signaling pathway. Therefore, the thesis deals with the question of whether overexpression of hyper-IL-6 can further enhance the pre-existing oncolytic effects of vaccinia virus. Systemic administration of either GLV-1h90 or GLV-1h68 led to significant tumor regression compared to PBS-treated mice. Comparison of the two viral constructs demonstrated a slightly increased oncolytic activity of GLV-1h90. However, further studies have to clarify to which extend this improvement is resulting from an intratumoral overexpression of hyper IL 6. Following the detection of hyper-IL-6 in the blood circulation as a consequence of GLV 1h90-mediated overexpression in the tumor, functionality of the designer cytokine was analyzed regarding systemically mediated effects. Besides effects which can be associated with inflammatory processes, such as red skin, significant enlargement of the liver as well as enormous stimulation of the acute-phase-response, GLV-1h90-injected mice showed improved healthiness. Health status was assessed by significant gain in body weight associated with accelerated epithelial barrier repair of virus-induced tail lesions. Moreover, it could be demonstrated that Hyper-IL-6 stimulates megakaryopoiesis in the bone marrow, which in turn leads to significantly elevated levels of blood platelets in GLV-1h90-injected mice. It is particularly important to note that all observed systemic Hyper-IL-6 effects occurred only temporarily, which could be explained by virus-mediated oncolysis, reducing the amount of viable Hyper-IL-6 producing tumor cells. The results also implicate that potential complications associated with the overexpression of the designer cytokine can be self-limiting due to the destruction of the virus replication site. Recently, we and others demonstrated that the combination of oncolytic virotherapy and chemotherapy could lead to synergistic interactions that ultimately result in enhanced tumor regression. On the other hand, chemotherapy is often associated with serious side effects, since all fast proliferating cells are affected. Among the most frequently observed adverse effects is thrombocytopenia, which is characterized by a massive reduction of blood platelets. With regard to a possible clinical application of GLV 1h90, combination therapy of the hyper IL 6 encoding vaccinia-virus strain and the chemotherapeutic agent mitomycin C was investigated. Besides therapeutic effects of the virus, the issue was addressed, whether the health status of mice can be improved based on the observed hyper-IL-6 effects. Experimental results clearly demonstrated that combination therapy of mitomycin C and oncolytic vaccinia viruses led to a significantly improved DU-145 tumor regression compared to the respective monotherapies. Of particular importance was the finding that as compared to GLV-1h68, a combination of GLV-1h90 and mitomycin C reduced the time interval during which treated mice suffered from thrombocytopenia significantly. Taken together, this thesis revealed that systemic injection of GLV-1h90 leads to functional expression of the designer cytokine hyper-IL-6, which is able to further optimize the already effective combination therapy of the oncolytic virus GLV-1h90 and the chemotherapeutic agent mitomycin C by reducing of serious adverse effects.
KW  - Prostatakrebs
KW  - Vaccinia-Virus
KW  - Interleukin 6
KW  - Chemotherapie
KW  - Mitomycin C
KW  - Onkolytische Virotherapie
KW  - Hyper-IL-6
KW  - Thrombozytopenie
KW  - oncolytic virotherapy
KW  - Hyper-IL-6
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-66831
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TY  - THES
A1  - Hemer, Sarah
T1  - Molecular characterization of evolutionarily conserved signaling systems of Echinococcus multilocularis and their utilization for the development of novel drugs against Echinococosis
T1  - Molekulare Charakterisierung evolutionsgeschichtlich konservierter Signalsysteme und deren Nutzung für die Entwicklung neuer Medikamente gegen Echinococcose
N2  - Alveolar echinococcosis (AE), a severe and life-threatening disease is caused by the small fox tapeworm Echinococcus multilocularis. Currently, the options of chemotherapeutic treatment are very limited and are based on benzimidazole compounds, which act merely parasitostatic in vivo and often display strong side effects. Therefore, new therapeutic drugs and targets are urgently needed. In the present work the role of two evolutionarily conserved signalling pathways in E. multilocularis, namely the insulin signalling cascade and Abl kinases, has been studied in regard to host-parasite interaction and the possible use in anti-AE chemotherapy.
N2  - Die alveoläre Echinokokkose ist eine ernste und lebensgefährliche Erkrankung, die durch den kleinen Fuchsbandwurm ausgelo ̈st wird. Die gegenwärtigen chemotherapeutischen Behandlungsmöglichkeiten beschränken sich auf die Behandlung mit Benzimidazolen, die in vivo nur parasitostatische Wirkung besitzen und häufig sehr starke Nebenwirkungen aufweisen. Aus diesem Grund besteht ein dringendes Bedürfnis nach neuen Medikamenten und Angriffszielen für diese. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle zweier evolutionsgeschichtlich konservierter Signalsysteme, der Insulin Signalweg und die Abl Kinasen in E. multilocularis in Hinblick auf die Wirt-Parasiten Interaktion und dem mo ̈glichen Nutzen in der AE Chemotherapie untersucht.
KW  - Fuchsbandwurm
KW  - Insulin
KW  - Chemotherapie
KW  - Echinococcus
KW  - Insulin
KW  - Chemotherapie
KW  - Imatinib
KW  - Abl
KW  - Echinococcus
KW  - Insulin
KW  - Chemotherapy
KW  - Abl
KW  - Imatinib
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74007
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