TY  - THES
A1  - Schmidt, Kay-Renke Meinard Werner
T1  - Charakterisierung in vitro modifizierter humaner Blutmonozyten: Überprüfung von Kulturbedingungen und funktioneller Nachweis von Insulin
T1  - Characterisation of in vitro modified human peripheral blood monocytes: culture conditions and functional proof of insulin
N2  - Das Konzept, Insulin-produzierende Zellen als Ersatz für zerstörte Beta-Zellen beim Diabetes mellitus Typ I einzusetzen, ist auch weiterhin hoch attraktiv. Eine Alternative zur Herstellung Insulin-produzierender Zellen aus embryonalen oder adulten Stammzellen könnten in vitro modifizierte, Insulin-positive Monozyten sein. Seit längerem ist bekannt, dass sich Monozyten in Makrophagen und Dendritische Zellen differenzieren. Weniger bekannt ist, dass sich Monozyten auch in eine Vielzahl nicht-phagozytierender Zellen differenzieren können. Hierzu gehören auch Insulin-positive Zellen. Für die optimale Zelltherapie ist zu fordern, dass die Zellen nicht nur ihre Funktion im Patienten beibehalten, sondern dass von ihnen auch kein immu-nologisches Risiko ausgeht. Blutmonozyten lassen sich einfach gewinnen und stünden somit als autologer Zellersatz für eine mögliche Zelltherapie zur Verfügung. Monozyten von zwölf gesunden Spendern im Alter zwischen 23 und 57 Jahren wurden untersucht. Die Monozyten wurden durch Adhärenz angereichert und für sechs Tage in X-Medium mit den Cytokinen M-CSF und IL-3 und für weitere vier Tage in Y-Medium mit den Cytokinen HGF und EGF inkubiert. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass sich Insulin-positive Monozyten routine-mäßig aus peripheren Blutmonozyten gesunder Spender mittels Leukapharese gewinnen lassen. Frisch isolierte periphere Blutmonozyten waren vor ihrer Kultivierung negativ für Insulin und C-Peptid. Nach zehntägiger Kultur wurden 77±16% Insulin-positive und 49±30% C-Peptid-positive Monozyten nachgewiesen. Weiterhin exprimierten 60±4% der Zellen den Monozytenmarker CD14. Auch wurde gezeigt, dass die Kulturbedingungen die Ausbeute an Insulin-positiven Monozyten beeinflussen. Aus jeweils drei Millionen Insulin-positiven Monozyten wurde das Insulin isoliert und diabetischen Mäusen mit einem Blutzuckerspiegel von 300-600 mg/dL subkutan injiziert (n=8). Daraufhin sank der Blutzuckerspiegel um 51%±12% innerhalb einer Stunde. Auch Insulin-positive Monozyten, die diabetischen Mäusen subkutan injiziert wurden, waren in der Lage, den Blutzuckerspiegel bis zum Zeitpunkt Ihrer Abstoßung aktiv zu regulieren (n=4). In einem Pilotversuch wurde zudem gezeigt, dass transplantierte Insulin-positive Monozyten langfristig (> 100 Tage) den Blutzuckerspiegel einer diabetischen immuninkompetenten Maus regulieren. In dieser Arbeit wurde somit erfolgreich gezeigt, dass in vitro modifizierte Monozyten biologisch aktives Insulin enthalten.
N2  - The concept of cell replacement in diabetes mellitus type 1 is to transplant insulin-producing cells into the patient, where these cells should compensate for the lost function of patient's own destroyed beta cells. Insulin-producing beta cells developed from embryonic stem cells, but adult stem cells that are part of any tissue, may also have the potential to different into insulin-producing cells. Recent data indicates that circulating monocytes, known to have the capacity to differentiate into a variety of phagocytes, including macrophages and dendritic cells, are more multipotential than previously thought. They also have the potential to differentiate into a variety of cell types, including insulin-producing cells. In this study the function of monocyte-derived insulin-producing cells was characterised in vitro and in vivo. Blood monocytes are easily harvested from the peripheral blood by leucocyteapheresis. Monocytes of twelve healthy donors between 23 and 57 years of age were analysed in detail. For this purpose, monocytes were enriched by adherence and cultured in X-medium containing the cytokines M-CSF and IL-3 for six days and then in Y-medium containing HGF and EGF for four days. Insulin and c-peptide were detected by immunohistochemistry. Freshly isolated peripheral blood monocytes were negative for insulin and c-peptide. In contrast, freshly isolated peripheral blood monocytes cultured for ten days stained positive for insulin and c-peptide: 77±16 percent of the cells were positive for insulin and 49±30 percent for c-peptide. In addition, these cultured cells expressed the monocyte marker CD14. Different culture conditions were tested, but in the late phase of culture macrophages always dominated the population. Insulin of three million insulin-positive monocytes was isolated and injected subcutaneously into diabetic mice with a blood glucose level between 300-600 mg/dL (16.7-33.3 mmol/L) (n=8). Blood glucose levels were lowered by 51±12% within one hour. Even living insulin-positive monocytes subcutaneously transplanted into diabetic mice were able to regulate blood glucose levels into "normal" regions until their rejection (n=4). In a first attempt we could show that insulin positive monocytes transplanted into immunocompromised diabetic mice have the ability to regulate blood glucose levels permanently. In vitro modified peripheral blood monocytes appear to be a potential source of insulin-producing cells and an alternative cell source for stem cells. However, the induction of insulin biosynthesis in surrogate beta cells is not the only goal. These cells must secrete insulin in response to physiological signals, e.g. increased blood glucose levels. The biological activity of monocyte insulin was successfully proved in diabetic mice and the long-term results in immunocompromised diabetic mice underline the potential of transplanted in vitro modified monocytes to regulate blood glucose levels in a physiological way. However, further investigations are necessary to estimate the possible potential of in vitro modified monocytes for cell replacement strategies.
KW  - Monozyten
KW  - Insulin
KW  - Immunhistologie
KW  - biologische Aktivität
KW  - Diabetes mellitus
KW  - diabetes mellitus
KW  - insulin
KW  - monocytes
KW  - immunohistology
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-38342
ER  - 
TY  - THES
A1  - Stettner, Georg Martin
T1  - Immunhistologische und morphometrische Untersuchung der Ependymome im Kindesalter in Korrelation zu den klinischen Befunden
T1  - Immunohistochemical and morphometric investigation of ependymomas of childhood and correlation with clinical findings
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurden der klinische Verlauf der Tumorerkrankung von 40 Kindern, die an einem Ependymom erkrankten, erfasst und 58 Tumorproben mittels immunhistochemischer Methoden untersucht. Im Mittelpunkt dieser Untersuchungen standen die Überprüfung der p53-Akkumulation, der Proliferationsaktivität mit Hilfe des Antikörpers MIB-1 sowie der Expression von HLA-DR durch Tumorzellen und eine Einschätzung der prognostischen Aussagekraft dieser Faktoren. Weiterhin wurde die EMA-Expression untersucht und eine Schwerpunkt auf die Analyse von Verteilung und Proliferationsaktivität der Zellen des Mikroglia(MG)/Makrophagen-Systems in kindlichen Ependymomen gelegt. Das mittlere Alter bei Diagnosestellung lag bei 61 Monaten (8 Monate bis 15 4/12 Jahre, Median: 41 Monate), eine Geschlechtspräferenz lag nicht vor. 22,5% der Primärtumoren waren supratentoriell, 60% infratentoriell und 17,5% spinal lokalisiert. 52,5% der Primärtumoren waren anaplastische Ependymome (WHO Grad III), 40% Ependymome (WHO Grad II), 7,5% myxopapilläre Ependymome (WHO Grad I). Eine totale Resektion konnte in 30,8% bei Primärtumoren und in 27,3% bei Rezidivtumoren erzielt werden. Das mittlere Nachbeochtungsintervall betrug 52 Monate (6-163 Monate), das mittlere progrssionsfreie Interval (PFS) 28 Monate und der mittlere Überlebenszeitraum (OS) 64 Monate. Tumorrezidive entwickelten sich mit einer Ausnahme eines Spätrezidives nach 84 Monaten innerhalb von 36 Monaten nach der operativen Tumorentfernung. Von den klinischen Variablen weist einzig das Resektionsausmaß eine prognostische Bedeutung auf (total vs. inkomplett: p=0.035 bezüglich des mittleren PFS, p=0.12 bezüglich des mittleren OS). Alle anderen klinischen Variablen, einschließlich des Tumorgrades nach WHO, zeigen keinen Einfluss auf den Verlauf der Tumorerkrankung. p53-Akkumulation kommt in 56,9% der untersuchten Tumorproben vor und korreliert mit dem Tumorgrad nach WHO, dem MIB-1 Labeling Index (LI) und der Lokalisation. Der MIB-1 LI zeigt eine große Streubreite (1,4% - 63,3%) und weist entsprechend des untersuchten Patientenkollektivs im Gegensatz zu Ependymomen des Erwachsenenalters einen hohen Mittelwert und Median auf (21,8% bzw. 19,8%). Der MIB-1 LI korreliert statistisch signifikant mit dem WHO-Graduierungssystem, der Lokalisation und wie bereits erwähnt mit der p53-Akkumulation. Unter den immunhistochemisch untersuchten Variablen kommt lediglich dem MIB-1 LI im untersuchten Patientenkollektiv eine gewisse prognostische Aussagekraft zu. Statistische Signifikanz wird allerdings nicht erreicht (MIB-1 LI <10% vs. MIB-1 LI >10%: p=0.17 bezüglich des mittleres PFS). Erstmals wurde in 80,4% der untersuchten ependymalen Tumoren auch eine Proliferation von Zellen des MG/Makrophagen-Systems nachgewiesen. Bei weitgehend konstant niedriger absoluter Anzahl proliferierender Zellen des MG/Makrophagen-Systems existiert kein Unterschied diesbezüglich zwischen den Tumorgraden wie kürzlich bei astrozytären Tumoren nachgewiesen. Die Verteilung der Zellen des MG/Makrophagen-Systems zeigte bei sehr heterogenem Verteilungsmuster häufig eine septale Anordnung insbesondere der amöboiden MG und der Makrophagen. Es existieren unterschiedliche Verteilungsmuster mikroglialer Zellen und Makrophagen, die sich aber anderen Parametern nicht zuordnen lassen mit der Ausnahme der MG/Makrophagen-Zelldichte in Primärtumoren. Obwohl eine HLA-DR Expression durch Tumorzellen auch in anderen Neoplasien des ZNS häufig vorkommt, wurden Ependymome diesbezüglich bisher nicht untersucht. In 52,6% aller Tumorproben finden sich in der vorliegenden Arbeit HLA-DR exprimierende Tumorzellen. Eine EMA-Expression zeigt sich in 84,5% der untersuchten Fälle und ist damit ein Charakteristikum ependymaler Neoplasien, das auch als differentialdiagnostisches Kriterium angesehen werden kann. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit bekräftigen den hohen prognostischen Stellenwert einer totalen Resektion in der Therapie ependymaler Tumoren des Kindesalters. Weiterhin wird die Bedeutung der Proliferationsaktivität für den klinischen Verlauf der Tumorerkrankung unterstrichen. Von großem wissenschaftlichem Interesse ist weiterhin die Klärung der Ursache und Bedeutung der häufig anzutreffenden p53-Akkumulation sowie der immunologischen Bedeutung der Zellen des MG/Makrophagen-Systems im Rahmen der Tumorabwehr.
N2  - In this dissertation the tumor’s clinical course of 40 children, who developed an ependymoma, was observed and 58 tumor samples were investigated by immunohistochemical methods. p53-accumulation, proliferation (detected by the antibody MIB-1) as well as the expression of HLA-DR by tumor cells and the prognostic value of these factors had been the focus of interest. Furthermore the EMA-expression and the distribution and proliferative activity of cells belonging to the microglia(MG)/macrophage-system in childhood ependymomas was investigated. The mean age at the time of diagnosis was 61 months (8 months to 15 4/12 years, median 41 months), the male/female ratio was balanced. 22,5% of primary tumors were located supratentorial, 60% infratentorial and 17,5% spinal. 52,5% of primary tumors were anaplastic ependymomas (WHO grade III), 40% ependymomas (WHO grade II) and 7,5% myxopapillary ependymomas (WHO grade I). A total resection was achieved in 30,8% of the primary tumors and in 27,3% of recurrent tumors. The mean follow-up was 52 months (6-163 months), the median progression free survival (PFS) and the overall survival (OS) 28 and 64 months respectively. All recurrences developed within 36 months after surgery with one exception, where a recurrence occurred after 84 months. Out of the clinical parameters a prognostic value was only seen in the extent of resection (total vs. subtotal resection: p=0.035 related to the median PFS and p=0.12 related to the median OS respectively). None of the other clinical parameters including tumor grade was correlated to the course of the disease. p53-accumulation was shown in 56,9% and there were correlations with WHO-tumor grade, MIB-1 labeling index (LI) and tumor localization. There was a wide range in MIB-1 LI (1,4% - 63,3%) with a higher mean and median (21,8% and 19,8% respectively) as reported in investigations in ependymomas of adults. There were significant correlations of MIB-1 LI with WHO-tumor grade, tumor localization and p53-accumulation as above mentioned. Out of the immunohistochemical investigated factors in this study only the MIB-1 LI was of prognostic relevance, but without statistical significance (MIB-1 LI <10% vs. MIB-1 LI >10%: p=0.17 related to the median PFS). None of the other immunohistochemical investigated factors mentioned below was related to the outcome in this study. For the first time proliferation of cells belonging to the MG/macrophage-system was documented in 80,4% of ependymal neoplasm. But there was no difference between different tumor grades in relative or absolute counts of proliferating microglial cells as previously shown in astrocytic tumors. The distribution of cells belonging to the MG/macrophage-system show a very heterogeneous pattern with a likely septal arrangement of ameboid microglia and macrophages in particular. Different distribution pattern of subgroups of the microglial cells and macrophages exist, but there is no relation to other variables except the density of microglial cells and macrophages in primary tumors. Although the HLA-DR expression in CNS neoplasms is a well known phenomenon, this is the first report of HLA-DR expression in ependymomas in 52,6% of all tumor samples. As a characteristic of ependymal neoplasms an EMA-expression was detected in 84,5%. EMA-expression can therefore be used as a criteria in differential diagnosis. The results of this study confirm the prognostic importance of a total resection of childhood ependymomas. Furthermore the relevance of proliferative activity related to the clinical course was emphasized. Further studies are needed to explain the reason and meaning of p53-accumulation and to define the role of the MG/microphage-system in the immunological tumor defense.
KW  - Ependymom
KW  - Kindesalter
KW  - Immunhistologie
KW  - Prognose
KW  - ependymoma
KW  - childhood
KW  - immunohistochemistry
KW  - prognostic factors
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6932
ER  -