TY  - THES
A1  - Stürmer, Michael
T1  - Vitamin D und Advanced Glycation Endproducts bei Gesunden, Hypertonikern und Patienten mit Diabetes Mellitus - Gibt es Zusammenhänge zwischen Vitamin D-Mangel und einer Akkumulation von Advanced Glycation Endproducts sowie Sero-Markern für Inflammation und oxidativen Stress?
T1  - Vitamin D and Advanced Glycation Endproducts in Healthy, Hypertensive and Diabetic Subjects – Are there Interactions between Vitamin D Deficiency and Accumulation of Advanced Glycation Endproducts, Markers of Inflammation und Oxidative Stress?
N2  - Advanced Glycation Endproducts (AGEs) akkumulieren bei zunehmendem Alter. Die Haut ist das einzige Organ der durch ultraviolettes Licht ausgelösten Vitamin D Synthese. Die Akkumulation von AGEs in der Haut könnte die Synthese von Vitamin D stören, während Mikroinflammation und oxidativer Stress (beides mit Vitamin D-Mangel assoziiert), sowohl die toxischen Effekte der AGEs, als auch deren Bildung selbst verstärken könnten. Wir untersuchten zunächst potentielle Zusammenhänge zwischen zirkulierendem Vitamin D3, AGEs im Blut und AGEs in der Haut mit Markern für Inflammation und oxidativem Stress bei Nichtdiabetikern. In der vorliegenden Studie untersuchten wir 146 Probanden (119 gesunde Probanden und 27 Patienten mit arterieller Hypertonie; 73 Männer und 73 Frauen; durchschnittliches Alter 57.0 ± 15.5 Jahre). Mit Hilfe des AGE-Readers wurden die Advanced Glycation Endproducts in der Haut (SAF) gemessen. Außerdem wurde Vitamin D3, AGE-assoziierte Fluoreszenz (AGE-Fl) im Plasma, hoch-sensitives C-reaktives Protein (hs-CRP), Advanced Oxidation Protein Products (AOPPs) und die Nierenfunktion bestimmt. Außerdem wurden in einer Untergruppe von 61 Probanden N-Carboxymethyllysin (CML), der lösliche Rezeptor für AGEs (soluble RAGE) und das lösliche Vascular Adhesion Protein-1 (sVAP-1) bestimmt. Der durchschnittlich gemessene Vitamin D-Spiegel betrug 22.5 ± 8.9 ng/ml. Eine Vitamin D-Insuffizienz (20 – 29 ng/ml) lag bei 43% und ein manifester Vitamin D-Mangel bei 37% vor. Der altersabhängige Anstieg der Haut-AGEs war bei Rauchern und Patienten mit arterieller Hypertonie stärker ausgeprägt. Einen Zusammenhang zwischen der Hautfluoreszenz (SAF) und Vitamin D-Mangel fand sich nicht. Bei Rauchern konnte eine inverse Beziehung zwischen Vitamin D3 und Plasma AGE assoziierter Fluoreszenz sowie dem Soluble Vascular Adhesion Protein-1 nachgewiesen werden. Unsere Ergebnisse lassen vermuten, dass bei Probanden mit nichtdiabetischer Stoffwechsellage ein Vitamin D-Mangel nicht zu einer vermehrten Toxizität und Akkumulation der Advanced Glycation Endproducts führt. Nur bei Rauchern wäre solch eine Wechselwirkung denkbar.
Weil bei Diabetes mellitus die Akkumulation von Advanced Glycation Endproducts mit vermehrter kardiovaskulärer Morbidität und Mortalität in Zusammenhang steht, fragten wir uns außerdem ob ein Vitamin D-Mangel mit vermehrter AGE-Bildung und Toxizität bei Diabetikern einhergeht. Hierzu untersuchten wir 276 Diabetiker (160 Männer und 116 Frauen; Alter 65 ± 13.4 Jahre; 43 Typ 1-Diabetiker, 233 Typ 2-Diabetiker) und 121 Nichtdiabetiker (60 Männer und 61 Frauen; Alter 58.6 ± 15.5 Jahre). Die gleichen Parameter wie zuvor wurden bestimmt. Diabetiker zeigten höhere Werte an SAF und AGE-Fl als die Kontrollen. SAF und AGE-Fl korrelierte mit Alter, Diabetesdauer und Einschränkung der Nierenfunktion. Bei den Typ 2-Diabetikern korrelierte der altersabhängige AGE-Anstieg direkt mit hs-CRP und sVAP-1. Die Vitamin D-Spiegel der Diabetiker und Nichtdiabetiker waren beide gleich erniedrigt und lagen im Durchschnitt bei 22.5 ng/ml. Eine Beziehung zwischen Vitamin D und den erhobenen Parametern fand sich außer mit sVAP-1 (bei den Diabetikern) nicht. Zusammenfassend scheint ein Vitamin D-Mangel bei Diabetikern nicht mit vermehrter AGE-Akkumulation und einem Anstieg der Marker für Mikroinflammation und oxidativem Stress, mit Ausnahme von sVAP-1, einherzugehen.
N2  - Advanced glycation endproducts (AGEs) accumulate during aging. Skin is the single organ of vitamin D synthesis, induced by ultraviolet B light. Accumulation of AGEs in the skin could interfere with synthesis of the vitamin, whereas the microinflammation and oxidative stress (associated with hypovitaminosis D) could amplify both the toxic effects of AGEs and their production. Clinical data on potential interactions between vitamin D3 deficiency and AGE accumulation are rare. Here we investigated potential associations between levels of circulating vitamin D3 and those of AGEs in blood and skin with regard to markers of inflammation and oxidative stress in nondiabetic subjects. In a cross-sectional study, 146 subjects (119 healthy persons and 27 hypertensive patients; 73 male and 73 female; mean age 57.0 ± 15.5 years) were included. Skin autofluorescence (SAF) and plasma levels of vitamin D3, AGE-associated fluorescence, high-sensitivity C-reactive protein level, and advanced oxidation protein products as well as renal function (estimated glomerular filtration rate) were determined. In a subgroup of 61 patients, N-carboxymethyllysine, soluble receptor of AGEs, and soluble vascular adhesion protein-1 were additionally analyzed. Vitamin D3 level averaged 22.5 ± 8.9 ng/mL. Prevalence of vitamin D insufficiency (20-29 ng/mL) was 43%, and that of deficiency (<20 ng/mL) 37%. The age-dependent rise in SAF was steeper in smokers and in subjects presenting arterial hypertension. No association between SAF and hypovitaminosis D was revealed. Among smokers, an inverse relationship manifested between vitamin D3 and plasma AGE-associated fluorescence as well as soluble vascular adhesion protein-1. Our data suggest that in nondiabetic adults, hypovitaminosis D does not enhance toxicity and accumulation of AGEs. Only in smokers interactions are conceivable.

Because in diabetes accumulated advanced glycation end products (AGEs) are involved in the striking cardiovascular morbidity/mortality we also asked whether a hypovitaminosis D associates with an increased formation and toxicity of AGEs in diabetes. Methods. In 276 diabetics (160 M/116 F, mean age 65.0 ± 13.4; 43 type 1-DM and 233 type 2-DM) and 121 nondiabetic controls (60 M/61 F; mean age 58.6 ± 15.5 years) routine biochemistry, levels of 25-hydroxyvitamin D3 (25-(OH)D), skin autofluorescence (SAF), plasma AGE-associated fluorescence (AGE-FL), N-carboxymethyl)lysine (CML), soluble receptor for AGEs (sRAGE), soluble vascular adhesion protein-1 (sVAP-1), high sensitive C-reactive protein (hs-CRP), and renal function (eGFR) were determined. Results. In the diabetics SAF and AGE-Fl were higher than those of the controls and correlated with age, duration of diabetes, and degree of renal impairment. In T2DM patients but not in T1DM the age-dependent rise of SAF directly correlated with hs-CRP and sVAP-1. 25-(OH)D levels in diabetics and nondiabetics were lowered to a similar degree averaging 22.5 ng/mL. No relationship between 25-(OH)D and studied markers except for sVAP-1 was observed in the diabetics. Conclusion. In diabetics hypovitaminosis D does not augment accumulation of AGEs and studied markers of microinflammation and oxidative stress except for sVAP-1.
KW  - Advanced glycosylation end products
KW  - Diabetes mellitus
KW  - Entzündung
KW  - Vitamin-D-Mangel
KW  - Oxidativer Stress
KW  - Advanced Glycation Endproducts
KW  - Vitamin D
KW  - Inflammation
KW  - Oxidative Stress
KW  - Diabetes Mellitus
KW  - Hypertonie
KW  - Raucher
KW  - Oxidativer Stress
KW  - Vitamin D Mangel
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-240032
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kreutzmann, Moritz Paul
T1  - Untersuchung von Markern für oxidativen Stress und DNA-Schäden bei arterieller Hypertonie
T1  - Investigation of markers for oxidative stress and DNA damage in arterial hypertension
N2  - Patienten mit arterieller Hypertonie haben ein erhöhtes Risiko eine Tumorerkrankung, insbesondere Nierenzellkarzinome, zu entwickeln. Die arterielle Hypertonie ist über die Entstehung von oxidativem Stress mit der Entwicklung von DNA-Schäden verknüpft, wobei ein hochreguliertes Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) eine entscheidende Rolle einnimmt. Das Ziel dieser Arbeit war es zum einen Hypertoniker (HypAll) und gesunde Kontrollen und zum anderen gut (HypGut) und schlecht (HypSch) eingestellte Hypertoniker unter Berücksichtigung der eingenommenen Antihypertensiva bezüglich ihrer Level an oxidativem Stress und DNA-Schäden zu vergleichen. Zusätzlich erfolgte im Rahmen einer Längsschnittanalyse der intraindividuelle Vergleich unter den Hypertonikern. Hierfür erfolgte die Bestimmung von SHp, D-ROM und 3-Nitrotyrosin als Marker für oxidativen Stress im Plasma, von 8-oxodG, 15-F2t-Isoprostan und Malondialdehyd als Marker für oxidativen Stress im Urin und von γ-H2AX und Mikrokernen als Marker für DNA-Schäden in Lymphozyten.
Dabei konnte ein erhöhter oxidativer Stress in der HypAll-Gruppe verglichen zu den Kontrollen anhand aller Marker für oxidativen Stress mit Ausnahme von Malondialdehyd festgestellt werden. Nach Altersadjustierung zeigte sich dieser Gruppenunterschied nur noch für die Proteinstressmarker SHp und 3-Nitrotyrosin signifikant. Bezüglich der Marker für DNA-Schäden ergab sich kein Unterschied zwischen HypAll und Kontrollen. Ebenso zeigte sich kein signifikanter Unterschied in den Leveln für oxidativen Stress und DNA-Schäden zwischen der HypGut- und HypSch-Gruppe. Zuletzt konnte im Rahmen der Längsschnittstudie ein positiver Zusammenhang zwischen der Entwicklung des Blutdrucks und des oxidativen Stresses anhand der Veränderung von D-ROM und des systolischen Blutdrucks beobachtet werden.
Die teils nicht-signifikanten und teils mangelnden Unterschiede zwischen HypAll und Kontrollen sowie zwischen HypGut und HypSch sind am ehesten durch das besondere Patientengut, welches sich auch grundlegend von dem anderer vergleichbarer Studien unterscheidet, erklärbar. Die Patienten mit therapieresistenter Hypertonie (TRH) zeichnen sich durch eine langjährige Einnahme zahlreicher Antihypertensiva aus. Diese, insbesondere die RAAS-wirksamen, besitzen eine über die reine Blutdrucksenkung hinausgehende antioxidative und antigenotoxische Wirkung, welche vermutlich zu einer Angleichung der Level für oxidativen Stress und DNA-Schäden geführt hat. 
Um die Dynamik der Biomarker und den Einfluss der Antihypertensiva auf oxidativen Stress und DNA-Schäden besser zu verstehen, sind weitere Studien über einen längeren Beobachtungszeitraum sowie mit zusätzlich therapienaiven Hypertonikern sinnvoll. Die weitere Erforschung von Biomarkern, um sie im klinischen Alltag zur Verbesserung der Patientenbehandlung einsetzen zu können, ist notwendig.
N2  - Patients with arterial hypertension are at an increased risk of developing tumors, especially renal cell carcinoma. Arterial hypertension is linked to the development of DNA damage through the development of oxidative stress, with an upregulated renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) playing a decisive role.
The aim of this work was to compare 1. hypertensive patients (HypAll) and healthy controls and 2. hypertensive patients with good (HypGut) and poorly (HypSch) adjusted hypertension with regard to their level of oxidative stress and DNA damage. For this purpose, SHp, D-ROM and 3-nitrotyrosine were determined as markers for oxidative stress in plasma, 8-oxodG, 15-F2t-isoprostane and malondialdehyde as markers for oxidative stress in urine and γ-H2AX and micronuclei as markers for DNA damage in lymphocytes.
An increased oxidative stress was found in the HypAll group compared to the controls as measured by all markers for oxidative stress with the exception of malondialdehyde. After adjusting for age, this group difference was only significant for the protein stress markers SHp and 3-nitrotyrosine. With regard to the markers for DNA damage, there was no difference between HypAll and controls. Also there was no significant difference in the levels of oxidative stress and DNA damage between the HypGut and HypSch groups. 
The partly insignificant and partly lacking differences between HypAll and controls as well as between HypGut and HypSch can best be explained by the special patient population, which is also fundamentally different from that of other comparable studies. The patients with therapy-resistant hypertension are characterized by long-term use of numerous antihypertensive drugs. These, especially the RAAS-effective ones, have an antioxidant and antigenotoxic effect that goes beyond the pure lowering of blood pressure. This has presumably led to an equalization of the levels for oxidative stress and DNA damage.
In order to better understand the dynamics of the biomarkers and the influence of antihypertensive drugs on oxidative stress and DNA damage, further studies over a longer observation period and with additional therapy-naive hypertensive patients are useful. Further research into biomarkers is necessary so that they can be used in everyday clinical practice to improve patient treatment.
KW  - Oxidativer Stress
KW  - DNS-Schädigung
KW  - Biomarker
KW  - Hypertonie
KW  - Mikrokern
KW  - γ-H2AX
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-243380
ER  - 
TY  - THES
A1  - Jessen, Christina
T1  - NRF2 links antioxidant and immune-relevant features in melanoma
T1  - NRF2 verknüpft antioxidative und immunrelevante Eigenschaften im Melanom
N2  - The transcription factor NRF2 is considered as the master regulator of cytoprotective and ROS-detoxifying gene expression. Due to their vulnerability to accumulating reactive oxygen species, melanomas are dependent on an efficient oxidative stress response, but to what extent melanomas rely on NRF2 is only scarcely investigated so far. In tumor entities harboring activating mutations of NRF2, such as lung adenocarcinoma, NRF2 activation is closely connected to therapy resistance. In melanoma, activating mutations are rare and triggers and effectors of NRF2 are less well characterized.
This work revealed that NRF2 is activated by oncogenic signaling, cytokines and pro-oxidant triggers, released cell-autonomously or by the tumor microenvironment. Moreover, silencing of NRF2 significantly reduced melanoma cell proliferation and repressed well-known NRF2 target genes, indicating basal transcriptional activity of NRF2 in melanoma. Transcriptomic analysis showed a large set of deregulated gene sets, besides the well-known antioxidant effectors. NRF2 suppressed the activity of MITF, a marker for the melanocyte lineage, and induced expression of epidermal growth factor receptor (EGFR), thereby stabilizing the dedifferentiated melanoma phenotype and limiting pigmentation markers and melanoma-associated antigens. In general, the dedifferentiated melanoma phenotype is associated with a reduced tumor immunogenicity. Furthermore, stress-inducible cyclooxygenase 2 (COX2) expression, a crucial immune-modulating gene, was regulated by NRF2 in an ATF4-dependent manner. Only in presence of both transcription factors was COX2 robustly induced by H2O2 or TNFα. COX2 catalyzes the first step of the prostaglandin E2 (PGE2) synthesis, which was described to be associated with tumor immune evasion and reduction of the innate immune response.
In accordance with these potentially immune-suppressive features, immunocompetent mice injected with NRF2 knockout melanoma cells had a strikingly longer tumor-free survival compared to NRF2-proficient cells. In line with the in vitro data, NRF2-deficient tumors showed suppression of COX2 and induction of MITF. Furthermore, transcriptomic analyses of available tumors revealed a strong induction of genes belonging to the innate immune response, such as RSAD2 and IFIH1. The expression of these genes strongly correlated with immune evasion parameters in human melanoma datasets and NRF2 activation or PGE2 supplementation limited the innate immune response in vitro.
In summary, the stress dependent NRF2 activation stabilizes the dedifferentiated melanoma phenotype and facilitates the synthesis of PGE2. As a result, NRF2 reduces gene expression of the innate immune response and promotes the generation of an immune-cold tumor microenvironment. Therefore, NRF2 not only elevated the ROS resilience, but also strongly contributed to tumor growth, maintenance, and immune control in cutaneous melanoma.
N2  - Der Transkriptionsfaktor NRF2 gilt als Masterregulator der antioxidativen Zellantwort. Im Melanom ist die Rolle von NRF2 bisher nur wenig untersucht worden, obwohl das Melanom anfällig für oxidativen Stress ist und somit eine besondere Abhängigkeit von antioxidativen Prozessen besteht. In Tumorentitäten mit NRF2 aktivierende Mutationen, wie z.B. dem Lungenadenokarzinom, ist die NRF2 Aktivierung mit einer Therapieresistenz verbunden. Allerdings sind diese aktivierenden Mutationen im Melanom selten und Mechanismen, die zu einer NRF2 Aktivierung führen, sind kaum bekannt.
Die vorliegende Arbeit zeigt, dass NRF2 hier vor allem durch onkogene Signalwege, Zytokine und pro-oxidative Trigger aktiviert wird. Zudem verringerte die NRF2 Inhibierung die Zellproliferation und reduzierte die Expression von bekannten NRF2 Zielgenen. Dies weist darauf hin, dass die basale Transkriptionsaktivität von NRF2 im Melanom wichtig ist. Neben den bekannten Zielgenen waren außerdem eine Vielzahl von ROS-unabhängigen Gen-Sets dereguliert. Zum einen reduzierte NRF2 die Aktivität von MITF, dem melanozytären Lineage Marker und induzierte die Expression des epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors, EGFR. Dadurch stabilisiert NRF2 den undifferenzierten Melanom-Phänotyp, welcher allgemein mit einer verminderten Expression von Pigmentierungsmarkern und Melanom-assoziierten Antigenen verbunden ist. Zum anderen regulierte NRF2 die Expression von Cyclooxygenase 2 (COX2), in Abhängigkeit von dem Transkriptionsfaktor ATF4. COX2 wurde basal und nach H2O2 oder TNFα Stimulation nur in Anwesenheit beider Transkriptionsfaktoren exprimiert. COX2 katalysiert die Prostaglandin E2 (PGE2) Synthese und es wurde beschrieben, dass hohe Konzentrationen an PGE2, sowohl die Immunevasion von Tumoren erleichtert als auch die angeborenen Immunantwort reduziert.
In Übereinstimmung mit diesen potenziell immun-evasiven Eigenschaften zeigten immunkompetente Mäuse, denen NRF2-knockout Melanomzellen injiziert wurden, im Vergleich zu Kontrollzellen, ein deutlich längeres tumorfreies Überleben. Die NRF2-abhängige COX2 Erhöhung und MITF Hemmung, wurde zudem in den Maustumoren bestätigt. Darüber hinaus zeigten die NRF2-defizienten Tumore eine starke Induktion von Genen des angeborenen Immunsystems, wie z.B. RSAD2 und IFIH1. Die Expression dieser Gene korrelierte mit Immunevasionsparametern in Datensätzen des humanen Melanoms und eine NRF2 Aktivierung oder PGE2 Zugabe unterdrückte die Genexpression der angeborene Immunantwort bereits in vitro.
Somit stabilisiert stress-induziertes NRF2 den undifferenzierten Melanom-Phänotyp und fördert die immunmodulierende PGE2 Produktion. Infolgedessen reduziert NRF2 die angeborene Immunantwort und unterstützt die Entstehung einer immun-suppressiven Tumormikroumgebung, welche das Tumorwachstum erleichtert. Die endogene NRF2 Aktivierung im Melanom fördert somit nicht nur die ROS-Resilienz, sondern auch die Tumoraufrechterhaltung und das Tumorwachstum im immunkompetenten Organismus.
KW  - Melanom
KW  - Oxidativer Stress
KW  - Genexpression
KW  - Krebsforschung
KW  - NRF2
KW  - Antioxidantien
KW  - melanoma dedifferentiation
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-233495
ER  -