TY  - THES
A1  - Haddad, Dana
T1  - Design of oncolytic viruses for the imaging and treatment of cancer: The vaccinia construct GLV-1h153 carrying the human sodium iodide symporter
T1  - Design onkolytischer Viren zur Bildgebung und Therapie von Krebserkrankungen: Das Vaccinia-Konstrukt GLV-1h153 als Träger des menschlichen Natriumjodid Symporters
N2  - Therapien mittels replikations-kompetenter onkolytischer Viren zeigten bereits vielversprechende Erfolge in klinischen Studien zur Bekämpfung verschiedener Krebserkrankungen. Die Viren sind in der Lage, sich präferentiell und selektiv in Krebszellen zu vermehren, wodurch das Tumorgewebe durch Zelllyse zerstört, das gesunde Gewebe jedoch nicht geschädigt wird. Biopsien sind zurzeit der Gold-Standard zur Überwachung onkolytischer Virus Therapien. In der präklinischen und frühen klinischen Phasen ist dies auch durchführbar, doch für weitere Studien am Menschen werden Methoden benötigt, die eine nicht-invasive Überwachung der Therapie ermöglichen. Das Nachverfolgen der Viren könnte Klinikern die Möglichkeit geben, die Verteilung der Viren im Körper nachzuverfolgen, die Effizienz und therapeutische Effekte zu korrelieren bzw. die mögliche virale Toxizität zu überwachen. Im Fokus dieser Arbeit stand die Konstruktion und das Austesten des VACV Stamms GLV-1h153, welches das Gen für den humanen Natrium-Iodid-Symporter (hNIS) kodiert, das als Reportergen für nicht-invasive bildgebende Nachverfolgung der Viren diente. Demzufolge diente das hier vorgestellte Projekt der Entwicklung von Bildgebungsverfahren, die in der onkolytischen Virustherapie eingesetzt werden können. Weiterhin sollte als weitere Strategie zur Krebsbekämpfung die Möglichkeit untersucht werden, mit Unterstützung der Viren eine gezielte Radiotherapie durchzuführen. Bei hNIS handelt es sich um ein intrinsisches Membranprotein welches den aktiven Transport und die Anreicherung von Iodid in Schilddrüsenzellen und einigen anderen Geweben vermittelt. Zudem wird das Gen, neben einigen anderen humanen Genen, bereits in präklinischen Studien als Reportergen verwendet und wurde in klinischen Studien bereits zur Darstellung von Viren in Prostata-Krebspatienten benutzt. Der Transfer des hNIS-kodierenden Gens mittels viraler Vektoren könnte es ermöglichen, dass infizierte Tumorzellen Träger-freie Radionuklidproben wie z.B. Iodid-124 (124I), Iodid-131 (131I), und 99m-Technecium Pertechtenate (99mTcO4), anreichern, welche schon lange für die Verwendung am Menschen zugelassen sind. Weitere Vorteile bei der Verwendung von hNIS als Reportergen humanen Ursprungs sind zum einen seine minimale Immunogenität und zum anderen die intrazelluläre Signalamplifikation durch die Transportfunktion des Systems. Der Stamm GLV1h153 wurde in der Pankreas-Adenokarzinom Zelllinie PANC-1 getestet. GLV-1h153 konnte diese Zellen infizieren, sich in ihnen replizieren und sie in Zellkultur schließlich ebenso effizient abtöten wie GLV-1h68. Zudem wurde eine Dosis-abhängige Expression von hNIS in infizierten Zellen nachgewiesen. Immunfluoreszenzanalysen bestätigten den erfolgreichen Transport des Proteins an die Zellmembran bevor die Zelllyse stattfand, was die Zeit- und Dosis-abhängigen Aufnahme von 131I verstärkte. In vivo war GLV-1h153, ebenso wie GLV-1h68, sicher und führte zu einer effektiven Regression der Pankreasxenograft Tumoren. Die Infektion des Tumors wurde weiterhin durch optische Bildgebung und histologische Untersuchungen bestätigt. GLV-1h153 ermöglichte weiterhin die Bildgebung von Viren in Tumoren mittels 124I-abhängiger Positronen-Emissions-Tomographie (PET) sowie 99m-Technecium Pertechnat-abhängiger (99mTcO4) Gamma Szintigraphie. Die Darstellung konnte sowohl mit intratumoral, wie auch mit intravenös applizierten Viren erfolgen, war quantitativ, und die Radiotracer konnten bis zu 24 bzw. sogar 48 h nach deren Injektion nachgewiesen werden. Die quantitative Analyse der Radionuklidaufnahme aus PET-Bildgebungsdaten korrelierte mit den Daten der Bioverteilungsdaten aus isolierten Gewebn. Autoradiographische Untersuchungen von GLV-1h153 infizierten Tumoren zeigten, dass das Vorhandensein von Viren (visualisiert durch die viral vermittelte GFP Expression), lebendes Gewebe und ausreichender Blutfluss benötigt werden, um die Aufnahme des Radiotracers in den Tumor zu erhöhen. Dosimetrische Analysen infizierter Tumoren zeigten das Potential für eine systemisch applizierte Radiotherapie des Tumors auf. So führte eine Kombination aus GLV-1h153 mit 131I-Behandlung zu geringfügig besseren therapeutischen Erfolgen, als eine alleinige Therapie mit GLV-1h153. Zusammengefasst, ist GLV-1h153 demnach ein vielversprechender Kandidat zur Behandlung von Bauchspeicheldrüsenkrebs und zur nichtinvasiven Bildgebung der viralen Therapie. Die Ergebnisse untermauern die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen und Entwicklungen in der Langzeitverfolgung viraler Therapien sowie synergistischer Effekte einer Radioiod-Kombinationstherapie mit dieser neuen therapeutischen und bildgebenden Substanzklasse.
N2  - Replication-competent oncolytic viral therapies have shown great promise preclinically and in clinical trials for the treatment of various cancers. They are able to preferentially and selectively propagate in cancer cells, consequently destroying tumor tissue via cell lysis, while leaving noncancerous tissues unharmed. Currently, biopsy is the gold standard for monitoring of viral tumor colonization and oncolysis. This may be feasible in preclinical or early clinical trials; however, a noninvasive method facilitating ongoing monitoring of viral therapy is needed for human studies. The tracking of viral delivery could give clinicians the ability to assess the biodistribution of oncolytic viruses to ensure safety and correlation with treatment efficacy. This work centers on the construction and testing of a VACV strain, GLV-1h153, carrying the human sodium iodide symporter (hNIS) as a marker gene for non-invasive tracking of virus by imaging. Thus, this project aimed to help develop imaging techniques for use in clinical trials of oncolytic viral therapy. Further, the feasibility and effectiveness of virally induced targeted radiotherapy as an anti-cancer strategy was also investigated. hNIS is an intrinsic plasma membrane protein which mediates the active transport and concentration of iodide in the thyroid gland and some extra-thyroidal tissues. It is also one of several human genes currently being used as reporters in preclinical studies and has already been used in clinical studies for imaging viral replication in prostate cancer. hNIS gene transfer via viral vector may allow infected tumor cells to concentrate several carrier-free radionuclide probes such as Iodide-124 (124I), Iodide-131 (131I), and 99m-Technecium Pertechtenate (99mTcO4), which have long been approved for human use. hNIS also has the advantage of being of human origin thus minimizing immunogenicity, and its transporter based system allows intracellular signal amplification. GLV-1h153 was tested in pancreatic adenocarcinoma cell line PANC-1. GLV-1h153 infected, replicated within, and killed PANC-1 cells in cell culture as efficiently as GLV-1h68 and provided dose-dependent levels of hNIS transgene expression in infected cells. Immunofluorescence detected successful transport of the protein to the cell membrane prior to cell lysis, which enhanced dose and time-dependent intracellular uptake of 131I. In vivo, GLV-1h153 was as safe and effective as GLV-1h68 in regressing pancreatic cancer xenografts. Tumor infection by virus was confirmed via optical imaging and histology. GLV-1h153 further facilitated deep tissue imaging of virus replication in tumors via Iodide-124I positron emission tomography (PET) as well as 99mTcO4-mediated gamma scintigraphy. This was possible with both intratumoral and intravenous injection of the virus with radiouptake retained as long as 24 and 48 hours after radiotracer injection. PET image quantitation of radiouptake in tumors was found to correlate well with tissue radiouptake counts. Autoradiography of GLV-1h153-infected tumors revealed a need for presence of virus (visualized with green fluorescent protein expression), viable tissue, and adequate blood flow to enhance radiouptake in tumors. Dosimetric analysis of uptake in infected tumors displayed potential for therapeutic doses of radiotherapy to be delivered systemically to tumors. When GLV-1h153 was combined with 131I for treatment, a modest additive effect was seen as compared to GLV-1h153 alone. Therefore, GLV-1h153 is a promising new candidate for treating pancreatic cancer and noninvasively imaging viral therapy. These findings warrant further investigation into possible long term monitoring of viral therapy, as well as synergistic or additive effects of radioiodine combined with this novel treatment and imaging modality.
KW  - Onkolyse
KW  - Vaccinia-Virus
KW  - Bauchspeicheldrüsenkrebs
KW  - Bildgebendes Verfahren
KW  - onkolytische Viren
KW  - Vaccinia Virus
KW  - Pankreaskrebs
KW  - humaner Natrium-Iodid-Symporter
KW  - Positronen-Emissions-Tomographie
KW  - gezielte Radiotherapie
KW  - Oncolytic Virus
KW  - Vaccinia Virus
KW  - Cancer of Pancreas
KW  - Human sodium iodide symporter
KW  - Positron Emission Tomography
KW  - Targeted Radiotherapy
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-56441
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dieler, Alica Christina
T1  - Investigation of variables influencing cognitive inhibition: from the behavioral to the molecular level
T1  - Untersuchung der Einflussgrößen kognitiver Unterdrückung:  Vom verhaltensorientierten zum molekularen Ansatz
N2  - The present work investigated the neural mechanisms underlying cognitive inhibition/thought suppression in Anderson’s and Green’s Think/No-Think paradigm (TNT), as well as different variables influencing these mechanisms at the cognitive, the neurophysiological, the electrophysiological and the molecular level. Neurophysiological data collected with fNIRS and fMRI have added up to the existing evidence of a fronto-hippocampal network interacting during the inhibition of unwanted thoughts. Some evidence has been presented suggesting that by means of external stimulation of the right dlPFC through iTBS thought suppression might be improved, providing further evidence for an implication of this region in the TNT. A combination of fNIRS with ERP has delivered evidence of a dissociation of early condition-independent attentional and later suppression-specific processes within the dlPFC, both contributing to suppression performance. Due to inconsistencies in the previous literature it was considered how stimulus valence would influence thought suppression by manipulating the emotional content of the to-be-suppressed stimuli. Findings of the current work regarding the ability to suppress negative word or picture stimuli have, however, been inconclusive as well. It has been hypothesized that performance in the TNT might depend on the combination of valence conditions included in the paradigm. Alternatively, it has been suggested that inconsistent findings regarding the suppression of negative stimuli or suppression at all might be due to certain personality traits and/or genetic variables, found in the present work to contribute to thought inhibition in the TNT. Rumination has been shown to be a valid predictor of thought suppression performance. Increased ruminative tendencies led to worse suppression performance which, in the present work, has been linked to less effective recruitment of the dlPFC and in turn less effective down-regulation of hippocampal activity during suppression trials. Trait anxiety has also been shown to interrupt thought suppression despite higher, however, inefficient recruitment of the dlPFC. Complementing the findings regarding ruminative tendencies and decreased thought inhibition a functional polymorphism in the KCNJ6 gene, encompassing a G-to-A transition, has been shown to disrupt thought suppression despite increased activation of the dlPFC. Through the investigation of thought suppression at different levels, the current work adds further evidence to the idea that the TNT reflects an executive control mechanism, which is sensitive to alterations in stimulus valence to some extent, neurophysiological functioning as indicated by its sensitivity to iTBS, functional modulations at the molecular level and personality traits, such as rumination and trait anxiety.
N2  - Diese Arbeit befasste sich mit der Untersuchung der neuronalen Grundlagen kognitiver Inhibition /Gedankenunterdrückung in Anderson’s und Green’s ‘Think/No-Think‘ Paradigma (TNT), sowie der Erfassung verschiedener Einflussgrößen auf der kognitiven, der neurophysiologischen, der elektrophysiologischen und der molekularen Ebene. Mit fNIRS und fMRT durchgeführte neurophysiologische Studien haben die Annahme der Beteiligung eines Fronto-Hippocampalen Netzwerkes an der Unterdrückung unerwünschter Gedanken bekräftigt. Hinweise auf eine Verbesserung der Unterdrückungsleistung mittels externer Manipulation der neuronalen Aktivität durch iTBS unterstützen die Annahme einer Beteiligung des dlPFC an den Mechanismen innerhalb des TNT weiter. Durch die Kombination von fNIRS und ERP wurde eine Dissoziation zwischen frühen bedingungsunabhängigen Aufmerksamkeits- und späteren unterdrückungsspezifischen Prozessen innerhalb des dlPFC aufgezeigt. Vor dem Hintergrund widersprüchlicher Resultate bezüglich des Einflusses der Stimulus-Valenz auf die kognitive Inhibition in der vorhandenen Literatur wurde dieser Aspekt auch in der vorliegenden Arbeit berücksichtigt. Auch in dieser Arbeit aufgetretene widersprüchliche Ergebnisse bezüglich der Unterdrückung negativer Stimuli führten zu der Hypothese, dass die Unterdrückungsleistung in dem TNT in Abhängigkeit der Valenz der weiteren eingeschlossenen Stimuli erfolgt. Alternativ wurde eine Abhängigkeit von Persönlichkeitsmerkmalen und/oder genetischen Variablen vorgeschlagen, welche in der vorliegenden Arbeit als Einflussgrößen nachgewiesen wurden. So konnte gezeigt werden, dass die Erhebung ruminativer Tendenzen eine zuverlässige Vorhersage der Unterdrückungsleistung zulässt. Höhere ruminative Tendenzen führten zu signifikant verschlechterter Unterdrückungsleistung. Dies konnte auf eine ineffektive Rekrutierung des dlPFC gefolgt von ungenügender Aktivierungsabnahme im Hippocampus während der Gedankeninhibition zurückgeführt werden. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass mit der Zunahme ängstlicher Persönlichkeitsmerkmale die Unterdrückungsleistung trotz erhöhter Aktivität im dlPFC abnimmt. In Ergänzung zu den Ergebnissen bezüglich ruminativer Tendenzen und gestörter kognitiver Inhibition konnte ein störender Einfluss eines funktionellen genetischen Polymorphismus im KCNJ6 Gen unter Einbeziehung einer Punktmutation (G-A Transition) nachgewiesen werden. Durch die Untersuchung der Gedankenunterdrückung auf unterschiedlichen Ebenen, konnte die vorliegende Arbeit weitere Hinweise dafür liefern, dass mit dem TNT exekutive Kontrollfunktionen abgegriffen werden, welche durch Stimulusvalenz, neurophysiologische Prozesse (durch eine die iTBS betreffende Sensitivität angezeigt), funktionelle Modulationen auf der molekularen Ebene, sowie Persönlichkeitsmerkmale wie ruminative Tendenzen und Ängstlichkeit beeinflussbar sind.
KW  - Kognitiver Prozess
KW  - Inhibition
KW  - Kognitive Inhibition
KW  - Funktionelle Bildgebung
KW  - Think/No-Think
KW  - Emotion
KW  - Bildgebendes Verfahren
KW  - Molekulare Bildgebung
KW  - Genetik
KW  - cognitive inhibition
KW  - functional imaging
KW  - think/no-think
KW  - emotion
KW  - personality traits
KW  - genomic imaging
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65955
ER  -