TY - JOUR A1 - Wünsch, Anna Chiara A1 - Ries, Elena A1 - Heinzelmann, Sina A1 - Frabschka, Andrea A1 - Wagner, Peter Christoph A1 - Rauch, Theresa A1 - Koderer, Corinna A1 - El-Mesery, Mohamed A1 - Volland, Julian Manuel A1 - Kübler, Alexander Christian A1 - Hartmann, Stefan A1 - Seher, Axel T1 - Metabolic silencing via methionine-based amino acid restriction in head and neck cancer JF - Current Issues in Molecular Biology N2 - In recent years, various forms of caloric restriction (CR) and amino acid or protein restriction (AAR or PR) have shown not only success in preventing age-associated diseases, such as type II diabetes and cardiovascular diseases, but also potential for cancer therapy. These strategies not only reprogram metabolism to low-energy metabolism (LEM), which is disadvantageous for neoplastic cells, but also significantly inhibit proliferation. Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is one of the most common tumour types, with over 600,000 new cases diagnosed annually worldwide. With a 5-year survival rate of approximately 55%, the poor prognosis has not improved despite extensive research and new adjuvant therapies. Therefore, for the first time, we analysed the potential of methionine restriction (MetR) in selected HNSCC cell lines. We investigated the influence of MetR on cell proliferation and vitality, the compensation for MetR by homocysteine, the gene regulation of different amino acid transporters, and the influence of cisplatin on cell proliferation in different HNSCC cell lines. KW - amino acid restriction KW - caloric restriction KW - methionine KW - HNSCC KW - SCCHN KW - cisplatin KW - amino acid transporter KW - SLC-family KW - cell vitality KW - low energy metabolism Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-319257 SN - 1467-3045 VL - 45 IS - 6 SP - 4557 EP - 4573 ER - TY - THES A1 - Steber, Magdalena T1 - Einfluss nativer und andifferenzierter mesenchymaler Stammzellen auf Proliferation und Vitalität von Kopf-Hals- Tumorzellen in vitro T1 - Influence of native and differentiated mesenchymal stem cells on proliferation and vitality of head and neck squamous cell carcinoma in vitro N2 - Durch ihren Tumortropismus haben mesenchymale Stammzellen (MSCs) das Interesse der onkologischen Forschung geweckt. Sie werden als potenzielles Vehikel für die zielgerichtete Tumortherapie diskutiert. Ihre Wirkung auf Tumore ist jedoch nach wie vor unklar: Es werden sowohl tumorfördernde als auch tumorhemmende Eigenschaften in der Literatur beschrieben. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von nativen und andifferenzierten MSCs aus dem Knochenmark auf Proliferation und Vitalität von Kopf-Hals-Tumorzellen in vitro systematisch untersucht. Entsprechend der Ergebnisse des durchgeführten Proliferationsassay und des Dot Blot Assay muss von einer protumorigenen Wirkung der MSCs auf HNSCC ausgegangen werden. Mit Hilfe von ELISA und Western Blot konnte gezeigt werden, dass der IL-6 vermittelte Aktivierung von ERK1/2 und STAT3 eine wichtige Rolle in der Interaktion zwischen MSC und HNSCC zukommt. Angesichts dieser Ergebnisse müssen hinsichtlich eines Einsatzes von MSC in der Tumortherapie Bedenken geäußert werden. Weitere Untersuchungen zum besseren Verständnis der Interaktion sind notwendig. N2 - As a result of their tumor tropism, mesenchymal stem cells (MSCs) have spurred a lot of interest in oncological research as a potential vehicle for targeted tumor therapy. Although both tumor-promoting and tumor-inhibitory properties of MSCs have been previously reported, the influence of MSCs on tumors is still unclear. In this study, the influence of native and differentiated bone marrow derived MSCs on proliferation and vitality of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) cell lines was systematically investigated. Based on the findings of the conducted Proliferation Assay as well as of the Dot Blot Assay a protumorigenic effect of the MSCs on HNSCC must be assumed. Using ELISA and Western Blots, the importance of IL-6 mediated ERK1/2 and STAT3 activation in the interaction between MSC and HNSCC was confirmed. Given these results, the use of MSCs in tumor therapy needs to be critically considered. Further research is however necessary to better understand the interaction between MSCs and HNSCC. KW - Hals-Nasen-Ohren-Tumor KW - MSC KW - HNSCC Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-199981 ER - TY - JOUR A1 - Schmidt, Marianne A1 - Skaf, Josef A1 - Gavril, Georgiana A1 - Polednik, Christine A1 - Roller, Jeanette A1 - Kessler, Michael A1 - Holzgrabe, Ulrike T1 - The influence of Osmunda regalis root extract on head and neck cancer cell proliferation, invasion and gene expression JF - BMC Complementary and Alternative Medicine N2 - Background: According to only a handful of historical sources, Osmunda regalis, the royal fern, has been used already in the middle age as an anti-cancer remedy. To examine this ancient cancer cure, an ethanolic extract of the roots was prepared and analysed in vitro on its effectiveness against head and neck cancer cell lines. Methods: Proliferation inhibition was measured with the MTT assay. Invasion inhibition was tested in a spheroid-based 3-D migration assay on different extracellular matrix surfaces. Corresponding changes in gene expression were analysed by qRT-PCR array. Induction of apoptosis was measured by fluorescence activated cell sorting (FACS) with the Annexin V binding method. The plant extract was analysed by preliminary phytochemical tests, liquid chromatography/mass spectroscopy (LC-MS) and thin layer chromatography (TLC). Anti-angiogenetic activity was determined by the tube formation assay. Results: O. regalis extract revealed a growth inhibiting effect on the head and neck carcinoma cell lines HLaC78 and FaDu. The toxic effect seems to be partially modulated by p-glycoprotein, as the MDR-1 expressing HLaC79-Tax cells were less sensitive. O. regalis extract inhibited the invasion of cell lines on diverse extracellular matrix substrates significantly. Especially the dispersion of the highly motile cell line HlaC78 on laminin was almost completely abrogated. Motility inhibition on laminin was accompanied by differential gene regulation of a variety of genes involved in cell adhesion and metastasis. Furthermore, O. regalis extract triggered apoptosis in HNSCC cell lines and inhibited tube formation of endothelial cells. Preliminary phytochemical analysis proved the presence of tannins, glycosides, steroids and saponins. Liquid chromatography/mass spectroscopy (LC-MS) revealed a major peak of an unknown substance with a molecular mass of 864.15 Da, comprising about 50% of the total extract. Thin layer chromatography identified ferulic acid to be present in the extract. Conclusion: The presented results justify the use of royal fern extracts as an anti-cancer remedy in history and imply a further analysis of ingredients. KW - head and neck carcinoma KW - invasion KW - plant extract KW - proliferation KW - HNSCC KW - metastasis KW - gene expression KW - Osmunda regalis Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-158704 VL - 17 IS - 518 ER - TY - JOUR A1 - Schiefler, Carlotta A1 - Piontek, Guido A1 - Doescher, Johannes A1 - Schuettler, Dominik A1 - Mißlbeck, Martin A1 - Rudelius, Martina A1 - Haug, Anna A1 - Reiter, Rudolf A1 - Brockhoff, Gero A1 - Pickhard, Anja T1 - Inhibition of SphK1 reduces radiation-induced migration and enhances sensitivity to cetuximab treatment by affecting the EGFR/SphK1 crosstalk JF - Oncotarget N2 - SphK1 is known to play a role in tumor progression, resistance to radiochemotherapy, and migration patterns. As the overall survival rates of squamous cell carcinoma of the head and neck (HNSCC) remain poor due to limitations in surgery and irradiation and chemotherapy resistance, SphK1 is an important enzyme to investigate. The purpose of this study was to elucidate the impact of SphK1 on irradiation efficacy of HNSCC in-vitro with emphasis on EGFR signaling. By immunhistochemical staining we found a positive correlation between EGFR and SphK1 expression in patient specimens. In colony formation assays irradiation sensitive cell lines showed a poor response to cetuximab, an EGFR inhibitor, and SKI-II, a SphK1 inhibitor, and vice versa. In irradiation sensitive cells an enhanced reduction of cell migration and survival was found upon simultaneous targeting of EGFR and SphK1. In the present study, we elucidated a linkage between the two signaling pathways with regard to the efficacy of cetuximab treatment and the impact on the migration behavior of tumor cells. We investigated the biological impact of inhibiting these pathways and examined the biochemical implications after different treatments. An understanding of the processes involved could help to improve the treatment of patients with HNSCC. KW - radiation-induced migration KW - radiation KW - HNSCC KW - EGFR KW - SphK1 Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-120929 SN - 1949-2553 VL - 5 IS - 20 ER - TY - JOUR A1 - Scheurer, Mario Joachim Johannes A1 - Brands, Roman Camillus A1 - El-Mesery, Mohamed A1 - Hartmann, Stefan A1 - Müller-Richter, Urs Dietmar Achim A1 - Kübler, Alexander Christian A1 - Seher, Axel T1 - The selection of NFκB inhibitors to block inflammation and induce sensitisation to FasL-induced apoptosis in HNSCC cell lines is critical for their use as a prospective cancer therapy JF - International Journal of Molecular Science N2 - Inflammation is a central aspect of tumour biology and can contribute significantly to both the origination and progression of tumours. The NFκB pathway is one of the most important signal transduction pathways in inflammation and is, therefore, an excellent target for cancer therapy. In this work, we examined the influence of four NFκB inhibitors — Cortisol, MLN4924, QNZ and TPCA1 — on proliferation, inflammation and sensitisation to apoptosis mediated by the death ligand FasL in the HNSCC cell lines PCI1, PCI9, PCI13, PCI52 and SCC25 and in the human dermal keratinocyte cell line HaCaT. We found that the selection of the inhibitor is critical to ensure that cells do not respond by inducing counteracting activities in the context of cancer therapy, e.g., the extreme IL-8 induction mediated by MLN4924 or FasL resistance mediated by Cortisol. However, TPCA1 was qualified by this in vitro study as an excellent therapeutic mediator in HNSCC by four positive qualities: (1) proliferation was inhibited at low μM-range concentrations; (2) TNFα-induced IL-8 secretion was blocked; (3) HNSCC cells were sensitized to TNFα-induced cell death; and (4) FasL-mediated apoptosis was not disrupted. KW - HNSCC KW - NFκB KW - inhibitor KW - TPCA1 KW - apoptosis KW - inflammation KW - TNFα KW - FasL Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-201524 SN - 1422-0067 VL - 20 IS - 6 ER - TY - THES A1 - Scheurer, Mario Joachim Johannes T1 - Inhibitoren des NF-kappaB pathways zur in vitro Blockade der Inflammation und proapoptotischen Sensitivierung des oralen Plattenepithelkarzinoms für den prospektiven Einsatz in der Tumortherapie T1 - Inhibitors of the NF-kappaB pathway for in vitro blockade of inflammation and proapoptotic sensitization of oral squamous cell carcinoma for prospective use in tumor therapy N2 - Entzündliche Prozesse stellen einen zentralen Aspekt der Karzinogenese dar und können sowohl zur Induktion als auch zum Progress von Tumoren beitragen. Der NF-kB-Signalweg ist einer der wichtigsten Signaltransduktionswege der In- flammation und Tumorpromotion, was ihn zur plausiblen Zielstruktur für die pros- pektive klinische Tumortherapie machen könnte. In der vorliegenden Arbeit wur- den die Eigenschaften von vier unterschiedlich targetierenden NF-kB-pathway- Inhibitoren – Cortisol, MLN4924, QNZ und TPCA1 – auf die Inflammation, Zell- proliferation und proapoptotische Sensitivierung am in vitro Modell des HNSCC untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die spezifische Auswahl des Inhi- bitors bzw. seines targets entscheidend für den wirkungsvollen Einsatz dieser Wirkstoffgruppe in der antiproliferativen Therapie des HNSCC zu sein scheint. Beispielsweise vermittelte MLN4924 die Freisetzung von IL-8. Cortisol bewirkte die Resistenz der FasL-induzierten Apoptose von HNSCC-Zellen. QNZ wirkte in einigen Zelllinien antiproliferativ und sensitivierend für den FasL-induzierten Zell- tod, beeinflusste jedoch in diesem Zusammenhang kontraproduktiv die IL-8-Sek- retion. Dies disqualifizierte diese Wirkstoffe für die Anwendung in der Therapie von Kopf-Hals-Tumoren. Dahingegen qualifizierte sich TPCA-1 aufgrund folgen- der Eigenschaften als geeigneter Wirkstoff für den prospektiven klinischen Ein- satz: 1) TPCA-1 wirkte antiproliferativ, 2) hemmte die TNF-a-induzierte Inflammation, 3) regulierte die IL-8-Expression herab, 4) wirkte sensitivierend für den TNF-a-induzierten Zelltod, 5) interferierte kaum mit der FasL-vermittelten Apoptose und 6) induzierte Apoptose. N2 - Inflammatory processes represent a central aspect of carcinogenesis and may contribute to both tumour induction and progression. The NF-kB signalling pathway is one of the most important signal transduction pathways in inflammation and tumour promotion, which could make it a plausible target for prospective clinical tumour therapy. In the present study, the properties of four different targeting NF-kB pathway inhibitors - cortisol, MLN4924, QNZ and TPCA1 - on inflammation, cell proliferation and proapoptotic sensitivity were investigated in an in vitro model of HNSCC. It was shown that the specific selection of the inhi- bitor or its target seems to be crucial for the effective use of this group of drugs in the antiproliferative therapy of HNSCC. For example, MLN4924 mediated the release of IL-8, and cortisol induced the resistance of FasL-induced apoptosis of HNSCC cells. QNZ had an antiproliferative effect in some cell lines and was sensitive to FasL-induced cell death, but counteracted IL-8 secretion in this context. This disqualified these agents for use in the therapy of head and neck tumours. In contrast, TPCA-1 qualified as a suitable agent for prospective clinical use due to the following properties: 1) TPCA-1 had an antiproliferative effect, 2) inhibited TNF-a-induced inflammation, 3) down-regulated IL-8 expression, 4) was sensitive to TNF-a-induced cell death, 5) hardly interfered with FasL-mediated apoptosis, and 6) induced apoptosis. KW - Plattenepithelcarcinom KW - Nuklearfaktor Kappa B KW - Targeted therapy KW - Apoptose KW - Entzündung KW - HNSCC KW - NfkappaB KW - Targetierung KW - Apoptose KW - Inflammation Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-271521 ER - TY - JOUR A1 - Pickhard, Anja A1 - Siegl, Michael A1 - Baumann, Alexander A1 - Huhn, Maximilian A1 - Wirth, Markus A1 - Reiter, Rudolf A1 - Rudelius, Martina A1 - Piontek, Guido A1 - Brockhoff, Gero T1 - The response of head and neck squamous cell carcinoma to cetuximab treatment depends on Aurora kinase A polymorphism JF - Oncotarget N2 - Objectives: The aim of this study was to evaluate the efficiency of cetuximab-based anti-EGFR treatment and Aurora kinase A / B knockdown as a function of Aurora kinase polymorphism in HNSCC cell lines. Materials and methods: First, protein expression of Aurora kinase A / B and EGFR and Aurora kinase A polymorphism were studied in tumour samples. The survival and proliferation of Aurora kinase A homo- (Cal27) and heterozygous (HN) HNSCC cell lines was evaluated using a colony formation assay and a flow cytometric assay. Also, aneuploidy was determined. EGFR signalling pathway were visualised by western blotting. Results: Immunohistochemistry revealed the overexpression of Aurora kinase A / B in HNSCC. The knockdown of each kinase caused a significant decrease in clonogenic survival, independent of Aurora kinase A polymorphism. In contrast, cetuximab treatment impaired clonogenic survival only in the Aurora kinase A-homozygous cell line (Cal27). Conclusion: This study provides in vitro evidence for the predictive value of Aurora kinase A polymorphism in the efficiency of cetuximab treatment. Resistance to cetuximab treatment can be overcome by simultaneous Aurora kinase A/B knockdown. KW - aurora kinase A polymorphism KW - aurorakinase B KW - cetuximab KW - HNSCC Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-120757 VL - 5 IS - 14 ER - TY - THES A1 - Peter, Leslie T1 - In-vitro-Analyse der Glutamin-Restriktion im murinen Modellsystem L929 sowie des Einflusses potentieller caloric restriction mimetics auf das Plattenepithelkarzinom HNSCC T1 - In vitro analysis of glutamine restriction in the murine model system L929 and the influence of potential caloric restriction mimetics on squamous cell carcinoma HNSCC N2 - Grundsätzlich sollte in dieser Arbeit der Einfluss der Glutamin-Restriktion als eine Form der Aminosäure-Restriktion auf das Proliferationsverhalten, den Stoffwechsel sowie die Morphologie der murinen Fibroblastenzelllinie L929 untersucht werden. Es sollte dabei auch gezeigt werden, ob sich Indizien für die Induktion eines LEM finden lassen. Weiterhin sollten die Polyamine Spermidin, Spermin, Putrescin und N-Acetylputrescin als CRMs diskutiert und ihr Einfluss auf das Proliferationsverhalten an sieben Zelllinien herausgestellt werden. Der antiproliferative Effekt der Polyamine Spermidin und Spermin auf das Wachstum der untersuchten Zelllinien konnte in dieser Arbeit bestätigt werden, wobei sich Spermin als potenter erwies als Spermidin. Eine durch Spermidin/Spermin induzierte Autophagie konnte in den Western Blots nicht signifikant nachgewiesen werden. Putrescin und N-Acetylputrescin zeigten nur leichte Wirkungen bei hoher Dosis (10 mM). Während Putrescin einen leicht antiproliferativen Effekt hatte, zeigte N-Acetylputrescin eine leicht proliferationssteigernde Wirkung. Die Autophagie-Induktion durch Methionin-Restriktion konnte durch den Nachweis Autophagie-assoziierter Proteine in den durchgeführten Western Blots bestätigt werden. Um regelmäßig von den positiven Effekten der Autophagie zu profitieren, wäre eine pflanzenbasierte Ernährungsweise sinnvoll und gut durchführbar, da Methionin hauptsächlich in tierischen Lebensmitteln und nur geringfügig in pflanzlichen Nahrungsmitteln vorkommt. Ein völliger Verzicht auf Methionin ist nicht empfehlenswert, da die Aminosäure essentiell ist und somit über die Nahrung aufgenommen werden muss. Um das Methionin-Level konstant, aber niedrig zu halten, erscheint eine Bedarfsdeckung über pflanzliche Nahrung als ideal. Die an den Zelllinien L929 und HeLa durchgeführten Proliferationsstudien zeigten, dass die Zellen selbst nach fünftägiger Glutamin- Restriktion geringfügig weiter proliferierten und keinerlei Merkmale des Zelltodes aufwiesen. Die massenspektrometrische Analyse der Modellzelllinie L929, welche über einen Zeitraum von fünf Tagen einer Glutamin-Restriktion ausgesetzt war, zeigte deutliche metabolische Veränderungen bei den über 150 untersuchten Metaboliten, die auf die Induktion eines LEM schließen lassen. Es konnte ein metabolischer Fingerabdruck nach 48 h für die Zelllinie L929 unter Glutamin-Restriktion definiert werden, der zukünftig als Referenz bei der Testung potentieller CRMs herangezogen werden kann. N2 - The basic aim of this study was to investigate the influence of glutamine restriction as a form of amino acid restriction on the proliferation behavior, metabolism and morphology of the murine fibroblast cell line L929. It should also be shown whether there is evidence for the induction of LEM. Furthermore, the polyamines spermidine, spermine, putrescine and N-acetylputrescine should be discussed as CRMs and their influence on the proliferation behavior of seven cell lines should be highlighted. The antiproliferative effect of the polyamines spermidine and spermine on the growth of the cell lines was confirmed in this study, with spermine proving to be more potent than spermidine. Autophagy induced by spermidine/spermine could not be significantly detected in the Western blots. Putrescine and N-acetylputrescine showed only slight effects at high doses (10 mM). While putrescine had a slight antiproliferative effect, N-acetylputrescine showed a slight proliferation-enhancing effect. The induction of autophagy by methionine restriction was confirmed by the detection of autophagy-associated proteins in the Western blots. In order to benefit regularly from the positive effects of autophagy, a plant-based diet would be sensible and easy to implement, as methionine is mainly found in animal foods and only slightly in plant foods. Completely avoiding methionine is not recommended, as the amino acid is essential and must therefore be obtained from food. In order to keep the methionine level constant but low, it seems ideal to cover the requirement via plant food. The proliferation studies carried out on the cell lines L929 and HeLa showed that the cells continued to proliferate slightly even after five days of glutamine restriction and did not exhibit any signs of cell death. The mass spectrometric analysis of the model cell line L929, which was exposed to glutamine restriction over a period of five days, showed clear metabolic changes in the more than 150 metabolites examined, suggesting the induction of LEM. A metabolic fingerprint could be defined after 48 h for the cell line L929 under glutamine restriction, which can be used as a reference for testing potential CRMs in the future. KW - Plattenepithelcarcinom KW - Massenspektrometrie KW - Glutamin KW - Spermidine KW - HNSCC KW - glutamine KW - methionine KW - LC-MS KW - Glutamin-Restriktion KW - Autophagy KW - restriction KW - cancer Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-349627 ER - TY - THES A1 - Klenk, Nicola Anna T1 - Einfluss von HGF/c-Met auf das Tumormikromilieu in Kopf-Hals-Karzinomen T1 - Influence of HGF/c-Met on the tumor microenvironment in head and neck cancer N2 - Der HGF/c-Met-Signalweg wurde bereits seit vielen Jahren als ein wesentlicher Faktor in der Tumorgenese von Kopf-Hals-Karzinomen diskutiert. Allerdings lag der Fokus bisher nur auf den Tumorzellen selbst. In letzter Zeit wurde jedoch mehr über das umgebende Tumormikromilieu und seine bedeutende Rolle in der Tumorprogression bekannt. In anderen Tumormodellen wurde bereits gezeigt, dass der HGF/c-Met-Signalweg eine immunologische und metabolische Wirkung auf das Tumormikromilieu hat. Eine Signal-Aktivierung führte zu einer Zunahme des Immun-Checkpoint-Proteins PD-L1 auf der Tumorzelloberfläche. PD-L1 bewirkt wiederum eine Hemmung des Immunsystems, indem es die T-Zell-Aktivierung im Mikromilieu verhindert und somit die Tumorzellen nicht vom Immunsystem erkannt und beseitigt werden können. Außerdem wurde gezeigt, dass HGF/c-Met eine Glykolyse-steigernde Wirkung auf Tumorzellen hat und durch die Energiezufuhr indirekt zu einer hohen Proliferationsrate beiträgt. Ein Nebeneffekt ist hier, dass das durch die hochregulierte Glykolyse anfallende Laktat im Tumormikromilieu akkumuliert und dadurch die T-Zellen der Immunabwehr zusätzlich schädigt. Um auch den Einfluss von HGF/c-Met auf das Tumormikromilieu von Kopf-Hals-Karzinomen zu prüfen, wurden zwei etablierte Zelllinien (Detroit562 und FaDu), aus humanen Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals-Region, für die Versuchsreihen in der vorliegenden Arbeit herangezogen. Die Durchflusszytometrie ergab, dass nach HGF-Stimulation die Menge an PD-L1 auf der Zelloberfläche beider Tumorzelllinien im Vergleich zur unbehandelten Probe zunahm. Bei Detroit562 war die Zunahme signifikant. Als Kontrolle wurde zusätzlich mit zwei verschiedenen Hemmprinzipien (PHA-665752 und c-Met-siRNA) das HGF-Signal unterbunden. Zusammen konnte damit bestätigt werden, dass die Zunahme von PD-L1 durch die Zugabe von HGF ausgelöst wurde. Mit Hilfe eines Verfahrens zur Messung des Glykolyse-bedingten Protonenausstroms, konnte festgestellt werden, dass eine Behandlung mit HGF in Detroit562 und FaDu zu einer gesteigerten Glykolyse führt. Auffällig war, dass sowohl beim durchflusszytometrischen Nachweis von PD-L1, als auch bei der Messung der Glykolyse, nach HGF-Stimulation bei Detroit562 im Vergleich zu FaDu ein deutlich größerer Effekt zu sehen war. Ein Zusammenhang könnte darin bestehen, dass die Detroit562-Tumorzellen aus Metastasen stammen. Aus anderen Vorarbeiten ist bekannt, dass Metastasen eine höhere Expression des HGF-Rezeptors c-Met zeigen. Eine im Vergleich zu FaDu höhere c-Met-Expression in Detroit562 kann zu einem stärkeren HGF-Signal und damit zu einem stärkeren Effekt auf nachfolgende Prozesse führen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit erweitern unser Verständnis bezüglich des HGF/c-Met-Signalwegs und zeigen, dass eine simultane Hemmung der PD-1/PD-L1-Achse und des HGF/c-Met-Signalwegs synergistische Effekte haben könnte. N2 - The HGF/c-Met signalling pathway has been discussed for many years as an essential factor in the tumorgenesis of head and neck cancer. However, the focus has so far only been on the tumor cells themselves. Recently, there is more knowledge about the surrounding tumor microenvironment and its important role in tumor progression. Other tumor models have already shown that the HGF/c-Met signalling pathway has an immunological and metabolic effect on the tumor micromilieu. Signal activation led to an increase in the immune checkpoint protein PD-L1 on the tumor cell surface. PD-L1 inhibits the immune system by preventing T-cell activation in the micromilieu and thus prevents tumor cells from being recognized and eliminated by the immune system. It has also been shown that HGF/c-Met has a glycolysis-increasing effect on tumor cells and indirectly contributes to a high rate of proliferation through the supply of energy. A side effect here is that the lactate produced by the highly regulated glycolysis accumulates in the tumor microenvironment and thus additionally damages the T-cells of the immune system. In order to examine the influence of HGF/c-Met on the tumor micromilieu of head and neck carcinomas, two established cell lines (Detroit562 and FaDu), from human squamous cell carcinomas of the head and neck region, were used for the test series in this paper. Flow cytometry showed that after HGF stimulation the amount of PD-L1 on the cell surface of both tumor cell lines compared to the untreated sample. Detroit562 showed a significant increase. As a control, two different inhibitors (PHA-665752 and c-Met-siRNA) were used to inhibit the HGF signal. Together they confirmed that the increase of PD-L1 was caused by the addition of HGF. Using a method to measure the glycolysis-related proton outflow, it was found that treatment with HGF in Detroit562 and FaDu leads to increased glycolysis. It was noticeable that both the flow cytometric detection of PD-L1 and glycolysis showed a greater effect after HGF stimulation in Detroit562 compared to FaDu. The reason could be that the Detroit562 tumor cells originate from metastases. From other preliminary work it is known that metastases show a higher expression of the HGF receptor c-Met. A higher c-Met expression in Detroit562 compared to FaDu can lead to a stronger HGF signal and thus to a stronger effect on subsequent processes. The results of the present work broaden our understanding of the HGF/c-Met signaling pathway and show that simultaneous inhibition of the PD-1/PD-L1 axis and the HGF/c-Met signaling pathway could have synergistic effects. KW - Hepatozyten-Wachstumsfaktor KW - HGF KW - HNSCC KW - Tumorstoffwechsel KW - Kopf-Hals-Karzinom Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-184916 ER - TY - THES A1 - Frackmann, Kyra T1 - In Vitro Analyse der Glukose- und Methionin-Restriktion im humanen Modellsystem HeLa sowie im Plattenepithelkarzinom HNSCC T1 - In vitro analysis of glucose and methionine restriction in human model system HeLa and head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) N2 - Die Krebserkrankung ist bis zum heutigen Zeitpunkt eine große Belastung in unserer Gesellschaft. Obwohl es stets Fortschritte in der Entwicklung neuer Therapiemöglichkeiten gibt, stellt die Behandlung auch in der modernen Medizin eine enorme Herausforderung dar. Darum besteht bis heute ein hoher Bedarf an neuen und weiterentwickelten Behandlungsmöglichkeiten. Um die Proliferation einer neoplastischen Zelle zu beeinflussen, stellen die Biomasse und die Energie einen grundlegenden Ansatz dar. Hier bieten sich vor allem die Aminosäuren als wesentlicher Baustein der Zellmasse und der Energieträger „Glukose“ an, wodurch sich die beiden Ansätze einer Protein- bzw. Aminosäure-Restriktion und einer Glukose-Restriktion ergeben. Ziel ist es durch eine veränderte Stoffwechsellage einen Low-Energy-Metabolismus (LEM) zu induzieren, welcher die Zelle in einen sich selbst regenerierenden, antiproliferativen Zustand versetzt. Zusätzlich sollte untersucht werden, ob sich die beiden Ansätze grundsätzlich als Therapieform gegen das Plattenepithelkarzinom (HNSCC) eignen. Zudem sollte ein Modell einer humanen Zelllinie erstellt werden, mit Hilfe dessen sich ein LEM auf metaboler Ebene charakterisieren lässt. Die Ergebnisse zeigen, dass Zellen unter konstanter Glukose-Restriktion teils sensitiver auf Todesliganden reagieren. Außerdem wirken Kalorien-Restriktions-Mimetika antiproliferativ auf HNSCC Zellen. Hinzu kommt, dass eine Methionin-Restriktion Einfluss auf die Genexpression jener Gene hat, die mit der LEM-Signalkaskade in Zusammenhang stehen. Zuletzt lieferte die massenspektrometrische Analyse von mehr als 150 Metaboliten der humanen Zelllinie HeLa ein detailliertes Bild ihres Metabolismus unter Methionin-Restriktion. Durch die Definition eines charakteristischen Fingerabdrucks nach 72 h und eines kleinen Fußabdrucks aus wenigen Metaboliten, konnte ein humanes Modellsystem etabliert werden, dass zukünftig u.a. die schnelle Analyse von Kalorien-Restriktions-Mimetika ermöglicht. N2 - Cancer continues to be a major burden in our society to this day. Although there is always progress in the development of new treatment options, treatment remains an enormous challenge even in modern medicine. That is why there is a high demand for new and advanced treatment options to this day. To influence the proliferation of a neoplastic cell, biomass and energy represent a fundamental approach. In this context, amino acids as an essential building block of the cell mass and the energy carrier "glucose" are particularly suitable, resulting in the two approaches of protein or amino acid restriction and glucose restriction. The aim is to induce a low-energy metabolism (LEM) by changing the metabolic state, which will put the cell into a self-regenerating, anti-proliferative state. In addition, it should be investigated whether the two approaches are suitable in principle as a form of therapy against head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). Furthermore, to establish a model of a human cell line that can be used to characterize LEM at the metabolic level. The results show that cells under constant glucose restriction are partly more sensitive to death ligands. Moreover, caloric restriction mimetics have an antiproliferative effect on HNSCC. In addition, methionine restriction has an impact on gene expression of those genes related to the LEM signaling cascade. Most recently, mass spectrometric analysis of more than 150 metabolites from the human cell line HeLa provided a detailed picture of their metabolism under methionine restriction. By defining a characteristic fingerprint after 72 h and a small footprint consisting of a few metabolites, a human model system could be established that will allow, among other things, the rapid analysis of caloric restriction mimetics in the future. KW - Methionin KW - Glucose KW - Plattenepithelcarcinom KW - HeLa-Zelle KW - Massenspektrometrie KW - Methionin-Restriktion KW - Glukose-Restriktion KW - HNSCC Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-311565 ER - TY - JOUR A1 - Boschert, Verena A1 - Teusch, Jonas A1 - Müller-Richter, Urs D. A. A1 - Brands, Roman C. A1 - Hartmann, Stefan T1 - PKM2 modulation in head and neck squamous cell carcinoma JF - International Journal of Molecular Sciences N2 - The enzyme pyruvate kinase M2 (PKM2) plays a major role in the switch of tumor cells from oxidative phosphorylation to aerobic glycolysis, one of the hallmarks of cancer. Different allosteric inhibitors or activators and several posttranslational modifications regulate its activity. Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is a common disease with a high rate of recurrence. To find out more about PKM2 and its modulation in HNSCC, we examined a panel of HNSCC cells using real-time cell metabolic analysis and Western blotting with an emphasis on phosphorylation variant Tyr105 and two reagents known to impair PKM2 activity. Our results show that in HNSCC, PKM2 is commonly phosphorylated at Tyrosine 105. Its levels depended on tyrosine kinase activity, emphasizing the importance of growth factors such as EGF (epidermal growth factor) on HNSCC metabolism. Furthermore, its correlation with the expression of CD44 indicates a role in cancer stemness. Cells generally reacted with higher glycolysis to PKM2 activator DASA-58 and lower glycolysis to PKM2 inhibitor Compound 3k, but some were more susceptible to activation and others to inhibition. Our findings emphasize the need to further investigate the role of PKM2 in HNSCC, as it could aid understanding and treatment of the disease. KW - HNSCC KW - head and neck cancer KW - cancer metabolism KW - glycolysis KW - PKM2 KW - Warburg effect KW - CD44 KW - Compound 3k KW - DASA-58 KW - AMPK KW - TXNIP Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-284458 SN - 1422-0067 VL - 23 IS - 2 ER - TY - JOUR A1 - Boschert, Verena A1 - Teusch, Jonas A1 - Aljasem, Anwar A1 - Schmucker, Philipp A1 - Klenk, Nicola A1 - Straub, Anton A1 - Bittrich, Max A1 - Seher, Axel A1 - Linz, Christian A1 - Müller-Richter, Urs D. A. A1 - Hartmann, Stefan T1 - HGF-induced PD-L1 expression in head and neck cancer: preclinical and clinical findings JF - International Journal of Molecular Sciences N2 - Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is a widespread disease with a low survival rate and a high risk of recurrence. Nowadays, immune checkpoint inhibitor (ICI) treatment is approved for HNSCC as a first-line treatment in recurrent and metastatic disease. ICI treatment yields a clear survival benefit, but overall response rates are still unsatisfactory. As shown in different cancer models, hepatocyte growth factor/mesenchymal–epithelial transition (HGF/Met) signaling contributes to an immunosuppressive microenvironment. Therefore, we investigated the relationship between HGF and programmed cell death protein 1 (PD-L1) expression in HNSCC cell lines. The preclinical data show a robust PD-L1 induction upon HGF stimulation. Further analysis revealed that the HGF-mediated upregulation of PD-L1 is MAP kinase-dependent. We then hypothesized that serum levels of HGF and soluble programmed cell death protein 1 (sPD-L1) could be potential markers of ICI treatment failure. Thus, we determined serum levels of these proteins in 20 HNSCC patients before ICI treatment and correlated them with treatment outcomes. Importantly, the clinical data showed a positive correlation of both serum proteins (HGF and sPD-L1) in HNSCC patient’s sera. Moreover, the serum concentration of sPD-L1 was significantly higher in ICI non-responsive patients. Our findings indicate a potential role for sPD-L1 as a prognostic marker for ICI treatment in HNSCC. KW - HNSCC KW - head and neck cancer KW - HGF KW - Met KW - PD-L1 KW - immune therapy Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-236220 SN - 1422-0067 VL - 21 IS - 20 ER - TY - JOUR A1 - Boschert, Verena A1 - Klenk, Nicola A1 - Abt, Alexander A1 - Raman, Sudha Janaki A1 - Fischer, Markus A1 - Brands, Roman C. A1 - Seher, Axel A1 - Linz, Christian A1 - Müller-Richter, Urs D. A. A1 - Bischler, Thorsten A1 - Hartmann, Stefan T1 - The influence of Met receptor level on HGF-induced glycolytic reprogramming in head and neck squamous cell carcinoma JF - International Journal of Molecular Sciences N2 - Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is known to overexpress a variety of receptor tyrosine kinases, such as the HGF receptor Met. Like other malignancies, HNSCC involves a mutual interaction between the tumor cells and surrounding tissues and cells. We hypothesized that activation of HGF/Met signaling in HNSCC influences glucose metabolism and therefore substantially changes the tumor microenvironment. To determine the effect of HGF, we submitted three established HNSCC cell lines to mRNA sequencing. Dynamic changes in glucose metabolism were measured in real time by an extracellular flux analyzer. As expected, the cell lines exhibited different levels of Met and responded differently to HGF stimulation. As confirmed by mRNA sequencing, the level of Met expression was associated with the number of upregulated HGF-dependent genes. Overall, Met stimulation by HGF leads to increased glycolysis, presumably mediated by higher expression of three key enzymes of glycolysis. These effects appear to be stronger in Met\(^{high}\)-expressing HNSCC cells. Collectively, our data support the hypothesized role of HGF/Met signaling in metabolic reprogramming of HNSCC. KW - HNSCC KW - head and neck cancer KW - HGF KW - Met KW - cancer metabolism Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-235995 SN - 1422-0067 VL - 21 IS - 2 ER - TY - THES A1 - Abt, Alexander T1 - Einfluss von HGF und Foretinib auf den Glukosestoffwechsel bei Zelllinien des oralen Plattenepithelkarzinoms T1 - Influence of HGF and foretinib on glucose metabolism in cell lines of oral squamous cell carcinoma N2 - Die Aktivierung des HGF/c-Met-Signalweges wird unter anderem seit längerer Zeit als verantwortlicher Mechanismus für die Entwicklung von Resistenzen gegen den EGF-Rezeptor gerichteter Medikamente diskutiert. In verschiedenen Studien konnte die klinische Bedeutung des HGF/c-Met-Signalwegs belegt werden. In der jüngeren Vergangenheit konzentriert sich die Forschung immer mehr auf das Tumormikromilieu und dessen Einfluss auf die Tumorprogression. So konnte gezeigt werden, dass erhöhte Laktatwerte, resultierend aus einer gesteigerten Glykolyse, zytotoxische T-Zellen inhibieren. Es wurden vier etablierte Zelllinien des oralen Plattenepithelkarzinoms sowie eine Zelllinie eines Mukoepidermoidkarzinom verwendet, um den Einfluss von HGF und des Tyrosinkinaseinhibitors Foretinib auf den Glukosemetabolismus zu prüfen. Bei allen Zelllinien konnte der c-Met-Rezeptor nachgewiesen werden. Ebenso konnte in einem ELISA belegt werden, dass die Zelllinien selbst kein HFG produzieren. Es wurden proliferationsfördernde Effekte für HGF sowie zytotoxische Effekte durch Foretinib aufgezeigt. Ferner konnte der proliferationsfördernde Effekt durch HGF durch die Behandlung mit Foretinib aufgehoben werden. Im RT-PCR-Verfahren wurden die Auswirkungen auf die Transkription verschiedener Gene, die für wichtige Enzyme des Glukosemetabolismus kodieren, nach der Stimulation mit HGF sowie der Inhibition mit Foretinib untersucht. Es konnten substanzielle Veränderungen in der Expression einzelner Gene nachgewiesen werden. Zelllinienübergreifend konnte allerdings keine verstärkte bzw. verminderte Transkription durch die Behandlung mit HGF bzw. Foretinib nachgewiesen werden. Die Ergebnisse lassen auf die Komplexität der Regulierung des Glukosemetabolismus schließen. In der Durchflusszytometrie konnte gezeigt werden, dass eine Behandlung mit HGF nicht zu einer Zunahme des GLUT1 in der Zellmembran führt, wohingegen eine Behandlung mit Foretinib mit einer gesteigerten Menge von GLUT1 einhergeht. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit belegen einen Einfluss des HGF/c-Met-Signalwegs auf den Glukosemetabolismus bei Zelllinien des oralen Plattenepithelkarzinoms. N2 - The activation of the HGF/c-Met signaling pathway has been discussed for a long time as one possible mechanism for resistance to EGF receptor-directed therapy in head and neck cancer. The significance of the HGF/c-Met signaling pathway has been demonstrated in various studies. In the recent past, research has increasingly focused on the tumor microenvironment and its influence on tumor progression. For example, it has been shown that increased lactate levels resulting from increased glycolysis inhibit cytotoxic T cells. Four established cell lines of oral squamous cell carcinoma and one cell line of mucoepidermoid carcinoma were used to test the influence of HGF and the tyrosine kinase inhibitor foretinib on glucose metabolism. The c-Met receptor was detected in all cell lines. In the Detroit 562 this was most significant. An ELISA also showed that the cell lines themselves do not produce HFG. Proliferation promoting effects for HGF as well as cytotoxic effects of foretinib were shown. Furthermore, the proliferation-promoting effect of HGF could be reversed by treatment with foretinib. The RT-PCR method was used to investigate the effects on the transcription of various genes coding for important enzymes of the glucose metabolism after stimulation with HGF and inhibition with foretinib. Substantial changes in the expression of individual genes were detected. However, no increased or decreased transcription across cell lines could be detected by treatment with HGF or foretinib. The results indicate the complexity of the regulation of glucose metabolism. The FACS analysis of GLUT1showed that treatment with HGF does not lead to an increase of GLUT1 in the cell membrane, whereas treatment with foretinib is associated with an increased amount of GLUT1. The results of the present study demonstrate an influence of the HGF/c-Met pathway on glucose metabolism in cell lines of oral squamous cell carcinoma. KW - Hepatozyten-Wachstumsfaktor KW - HNSCC KW - HGF KW - Foretinib KW - Glucosemetabolismus Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-207286 ER -