TY  - THES
A1  - Geis, Maria
T1  - Identifizierung von Zielmolekülen und Herstellung zweigeteilter trivalenter T-Zell-aktivierender Antikörperderivate zur immuntherapeutischen Behandlung von Multiplen Myelom
T1  - Target identification and generation of trivalent T-cell activating antibody derivatives for multiple myeloma immunotherapy
N2  - T-Zell-aktivierende Formate, wie BiTE (bispecific T-cell engagers) Antikörper und CAR T Zellen haben in den vergangen Jahren die Therapiemöglichkeiten für Tumorpatienten erweitert. Diese Therapeutika verknüpfen T-Zellen mit malignen Zellen über je ein spezifisches Oberflächenmolekül und initiieren, über eine T-Zell-vermittelte Immunantwort, die Lyse der Tumorzelle. Tumorspezifische Antigene sind jedoch selten. Häufig werden Proteine adressiert, die neben den Tumorzellen auch auf gesunden Zellen exprimiert werden. Die Folgen sind toxische Effekte abseits der Tumorzellen auf Antigen-positiven gesunden Zellen (on target/off tumor), welche nicht nur die Dosis des Therapeutikums und dessen Effektivität limitieren, sondern zu geringen bis letalen Begleiterscheinungen führen können. Der Bedarf an effektiven Therapieformen mit geringen Nebenwirkungen ist folglich immer noch sehr hoch. Diese Lücke soll durch ein neues Antikörperformat, sogenannten Hemibodies, geschlossen werden. Hemibodies sind eine neue Klasse von T-Zell-aktivierenden Antikörpern, die sich gegen eine Antigenkombination und nicht einzelne Antigene auf Tumorzellen richten. Sie bestehen aus zwei komplementären Molekülen mit je einer Antigen-bindenden Sequenz, die entweder mit der leichten (VL) oder der schweren (VH) Kette eines T-Zell-aktivierenden anti CD3 Antikörpers fusioniert ist. Nur wenn beide Hemibody-Fragmente gleichzeitig in unmittelbarer Nähe an ihr jeweiliges Antigenepitop auf der Tumorzelle binden, komplementieren die beiden Antikörperkonstrukte über das geteilte anti-CD3 und bilden einen trivalenten T Zell aktivierenden Komplex aus. Diese funktionale Einheit rekrutiert T-Zellen zur Tumorzelle und induzierte die T-Zell-vermittelte Lyse der malignen Zelle.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden geeignete Antigenkombinationen identifiziert und die erste effektive und spezifische Hemibody-basierte Immuntherapie gegen das Multiple Myelom (MM), ohne Nebenwirkungen auf Antigen-einfach-positiven gesunden Zellen, entwickelt. Basierend auf einer umfangreichen Analyse von Kandidaten-Antigenen wurden Kombinationen aus bekannten MM Zielmolekülen, wie BCMA, CD38, CD138, CD229 und SLAMF7, und für das MM unbekannte Oberflächenmolekülen, wie CHRM5 und LAX1, untersucht. Gegen die vielversprechendsten Antigene wurden Hemibodies entwickelt und produziert. Im Zusammenhang mit Analysen zur Produzierbarkeit sowie biochemischen und funktionalen Charakterisierungen, konnte aus 75 initialen Hemibody-Kombinationen drei Kombinationen mit geeigneten Eigenschaften identifiziert werden. Die Bindung von zwei Hemibody-Partnern auf der Oberfläche der MM Zelle führte zur Ausbildung eines trivalenten T-Zell-rekrutierenden Komplexes. Dieser initiierte nachfolgend über eine T-Zell-vermittelte Immunantwort die spezifische Lyse der malignen Zellen, ohne die Viabilität von Antigen-einfach-positiven gesunden Körper- oder Effektor-Zellen zu beeinflussen. Zusätzlich führte eine Hemibody-Therapie in vivo in einem NOD SCID MM-Mausmodel innerhalb von 7 Tagen zur kompletten Remission der MM Zellen. Diese Daten zeigten Hemibodies als ein neues, sehr vielversprechendes Antikörperformat für eine effektive und tumorspezifische Immuntherapie mit potentiell geringen Nebenwirkungen.
N2  - T-cell activating therapies such as BiTEs (bispecific T-cell engagers) and CAR-T-cells have broadened the treatment options for cancer patients in the past years. These therapeutics induce a T-cell mediated immune response by linking T-cells with malignant cells by a specific target on the tumor cell. Tumor-specific antigens are rare and often antigens expressed on malignant and healthy tissues are addressed. Consequently, dosage and efficacy are limited by on-target/off-tumor toxicities, which can cause severe side effects. Efficient therapies with no side effects are still needed. To overcome these limitations and fill the gap of existing cancer immunotherapies, our novel strategy, coined hemibodies, targets an aberrant antigen signature uniquely expressed on tumor cells. Hemibodies are a new class of T-cell engaging antibodies consisting of two complementing molecules. Each hemibody molecule can bind one specific target on a tumor cell using a scFv fused to either the variable heavy (VH) or light (VL) chain domain of a T-cell activating anti-CD3 antibody. When both hemibodies simultaneously bind their specific target, the VL- and the VH-domain reconstitute and form a functional anti-CD3 domain, enabling T-cell recruitment for tumor cell lysis. This way, hemibodies form a trivalent protein complex only on tumor cells for safe cancer immunotherapy.
The following work presents target combinations and the first hemibody-based immunotherapy for a precise multiple myeloma (MM) treatment, without side effects, on target-single-positiv cells. Besides combinations of known and often reported MM targets like CD138, CD38, BCMA and SLAMF7, new targets including CHRM5 and LAX1 are described. Moreover, three hemibody combinations out of 75 promising target combinations were identified that displayed favorable production and purification data as well as biochemical and functional characteristics. We demonstrated that hemibodies are able to recognize and bind MM cells on their specific targets and form a functional trivalent T-cell activating complex for tumor cell lysis. In contrast to BiTE antibodies, hemibody-fragments alone and in combination had no/low effects on the viability of target-single positive cells or on T-cells in the absence of tumor cells. Only in the presence of MM cells, hemibodies recruit T-cells to the tumor site and induce tumor specific lysis. In addition, human T-lymphocytes rejected MM cells after treatment with a hemibody combination for seven days in a murine NOD SCID model. In aggregate, the data reported here identified hemibodies as a promising therapeutic protein format for effective and safe cancer immunotherapy.
KW  - zweigeteilte trivalente T-Zell-aktivierende Antikörperderivate
KW  - Hemibodies
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-186906
ER  - 
TY  - THES
A1  - Helmerich, Dominic Andreas
T1  - Einflüsse der Photophysik und Photochemie von Cyaninfarbstoffen auf die Lokalisationsmikroskopie
T1  - Impact of photophysics and photochemistry of cyanine dyes on localization microscopy
N2  - In den letzten Jahren haben sich hochauflösende Fluoreszenzmikroskopiemethoden, basierend auf der Lokalisation einzelner Fluorophore, zu einem leistungsstarken Werkzeug etabliert, um Fluoreszenzbilder weit unterhalb der Auflösungsgrenze zu generieren. Hiermit können räumliche Auflösungen von ~ 20 nm erzielt werden, was weit unterhalb der Beugungsgrenze liegt. Dabei haben zahlreiche Optimierungen und Entwicklungen neuer Methoden in der Einzelmolekül-Lokalisationsmikroskopie die Genauigkeit der orstspezifischen Bestimmung einzelner Fluorophore auf bis zu ~ 1 – 3 nm erhöht. Eine Auflösung im molekularen Bereich, weit unterhalb von ~ 10 nm bleibt allerdings herausfordernd, da die Lokalisationsgenauigkeit nur ein Kriterium hierfür ist. Allerdings wurde sich in den letzten Jahren überwiegend auf die Verbesserung dieses Parameters konzentriert. Weitere Kriterien für die fluoreszenzmikroskopische Auflösung sind dabei unter anderem die Markierungsdichte und die Kopplungseffizienz der Zielstruktur, sowie der Kopplungsfehler (Abstand zur Zielstruktur nach Farbstoffkopplung), die sich herausfordernd für eine molekulare Auflösung darstellen. Auch wenn die Kopplungseffizienz und -dichte hoch und der Kopplungsfehler gering ist, steigt bei Interfluorophordistanzen < 5nm, abhängig von den Farbstoffen, die Wahrscheinlichkeit von starken und schwachen Farbstoffwechselwirkungen und damit von Energieübertragungsprozessen zwischen den Farbstoffen, stark an. Daneben sollten Farbstoffe, abhänging von der Lokalisationsmikroskopiemethode, spezifische Kriterien, wie beispielsweise die Photoschaltbarkeit bei dSTORM, erfüllen, was dazu führt, dass diese Methoden häufig nur auf einzelne Farbstoffe beschränkt sind. In dieser Arbeit konnte mithilfe von definierten DNA-Origami Konstrukten gezeigt werden, dass das Blinkverhalten von Cyaninfarbstoffen unter dSTORM-Bedingungen einer Abstandsabhängigkeit aufgrund von spezifischen Energieübertragungsprozessen folgt, womit Farbstoffabstände im sub-10 nm Bereich charakterisiert werden konnten. Darüber hinaus konnte diese Abstandsabhängigkeit an biologischen Proben gezeigt werden. Hierbei konnten verschiedene zelluläre Rezeptoren effizient und mit geringem Abstandsfehler zur Zielstruktur mit Cyaninfarbstoffen gekoppelt werden. Diese abstandsabhänigen Prozesse und damit Charakterisierungen könnten dabei nicht nur spezifisch für die häufig unter dSTORM-Bedingungen verwendeten Cyaninfarbstoffen gültig sein, sondern auch auf andere Farbstoffklassen, die einen Auszustand zeigen, übertragbar sein. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass hochauflösende dSTORM Aufnahmen unabhängig vom Farbstoffkopplungsgrad der Antikörpern sind, welche häufig für Standardfärbungen von zellulären Strukturen verwendet werden. Dabei konnte durch Photonenkoinzidenzmessungen dargelegt werden, dass aufgrund komplexer Farbstoffwechselwirkungen im Mittel nur ein Farbstoff aktiv ist, wobei höhere Kopplungsgrade ein komplexes Blinkverhalten zu Beginn der Messung zeigen. Durch die undefinierten Farbstoffabstände an Antikörpern konnte hier kein eindeutiger Energieübertragungsmechanismus entschlüsselt werden. Dennoch konnte gezeigt werden, dass Farbstoffaggregate bzw. H-Dimere unter dSTORM-Bedingungen destabilisiert werden. Durch die zuvor erwähnten DNA-Origami Konstrukte definierter Interfluorophordistanzen konnten Energieübertragungsmechanismen entschlüsselt werden, die auch für die Antikörper diverser Kopplungsgrade gültig sind. Des Weiteren konnten, ausgelöst durch komplexe Energieübertragungsprozesse höherer Kopplungsgrade am Antikörper, Mehrfarbenaufnahmen zellulärer Strukturen generiert werden, die über die spezifische Fluoreszenzlebenszeit separiert werden konnten. Dies stellt hier eine weitere Möglichkeit dar, unter einfachen Bedingungen, schnelle Mehrfarbenaufnahmen zellulärer Strukturen zu generieren. Durch die Verwendung des selben Farbstoffes unterschiedlicher Kopplungsgrade kann hier nur mit einer Anregungswellenlänge und frei von chromatischer Aberration gearbeitet werden. Neben den photophysikalischen Untersuchungen der Cyaninfarbstoffe Cy5 und Alexa Fluor 647 wurden diese ebenso photochemisch näher betrachtet. Dabei konnte ein neuartiger chemischer Mechanismus entschlüsselt werden. Dieser Mechanismus führt, ausgelöst durch Singulett-Sauerstoff (1O2), zu einer Photozerschneidung des konjugierten Doppelbindungssystems um zwei Kohlenstoffatome, was zu strukturellen und spektroskopischen Veränderungen dieser Farbstoffe führt. Auf Grundlage dieses Mechanismus konnte eine neue DNA-PAINT Methode entwickelt werden, die zu einer Beschleunigung der Aufnahmezeit führt.
N2  - In recent years, high-resolution fluorescence microscopy methods based on the localization of individual fluorophores have become a powerful tool for generating fluorescence images below the diffraction limit. This means that spatial resolutions of ~ 20 nm can now be achieved, which are far below the diffraction limit. Numerous optimizations and developments of new methods in single molecule localization microscopy have increased the localization precision up to ~ 1 - 3 nm. However, a spatial resolution in the molecular range, far below ~ 10 nm, remains challenging, because the localization precision is only one criterion for achieving molecular resolution. However, in recent years the main focus has been on improving this parameter. Additional challenging criteria for achieving molecular resolution include the coupling density and the coupling efficiency of the target structure, as well as the linkage error (distance to the target structure after dye coupling). Even if a high coupling density and coupling efficiency, as well as a low linkage error can be achieved, interfluorophore distances < 5 nm increase the probability of strong and weak dye interactions and thus energy transfer processes between the dyes strongly increase. In addition, depending on the localization microscopy method, dyes should fulfill specific criteria, such as photoswitchability for dSTORM, which means that these methods are often limited to a few dyes. In this work it could be shown with the help of defined DNA origami constructs that the blinking behavior of cyanine dyes follows a distance dependence under dSTORM conditions due to specific energy transfer processes. With this, dye distances in the sub-10 nm range could be characterized. In addition, this distance dependency could be shown on biological samples. Here, different cellular receptors could be efficiently labeled with Cy5 dyes at a low linkage error. These distance dependent processes and thus characterizations could not only be specifically valid for cyanine dyes that are frequently used under dSTORM conditions, but also be transferable to other classes of dyes that show a fluorescence off states. In addition, it could be shown that high resolution dSTORM images are independent of the degree of labeling of antibodies, which are often used for standard staining of cellular structures. It could be shown by photon antibunching measurements that, due to complex strong and weak dye interactions, only one dye is emitting on average, showing a complex blinking behavior at the beginning of the measurement with higher degrees of labeling. Due to the undefined distance between the dyes on antibodies, no clear energy transfer mechanism could be deciphered. Nevertheless, it could be shown that dye aggregates or H-dimers are destabilized under dSTORM conditions. The mentioned DNA origami constructs of defined interfluorophore distances made it possible to decipher energy transfer mechanisms that are also valid for antibodies of various degrees of labeling. Furthermore, triggered by complex energy transfer processes at higher degree of labeling on the antibody, multicolor images of cellular structures could be generated, which could be separated over the specific fluorescence lifetime. This represents a further possibility to generate fast multicolor images of cellular structures at simple buffer conditions. Here, by using the same dyes at different degrees of labeling, it is possible to work with only one excitation wavelength and free of chromatic aberration. In addition to the photophysical investigations of the cyanine dyes Cy5 and Alexa Fluor 647, the photochemical behaviour of these dyes was also examined more closely. Here, a novel chemical mechanism could be deciphered. This mechanism, triggered by singlet oxygen (1O2), leads to a phototruncation of the conjugated double bond system by two carbon atoms resulting in structural and spectroscopic changes of this dye. On the basis of this mechanism, a new DNA-PAINT method could be developed, leading to faster recording times.
KW  - Einzelmolekülmikroskopie
KW  - Cyaninfarbstoff
KW  - hochauflösende Fluoreszenzmikroskopie
KW  - Photophysik
KW  - Photochemie
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-247161
ER  - 
TY  - THES
A1  - Münch, Luca
T1  - Die Rolle transposabler Elemente in der Genese des malignen Melanom im Fischmodell Xiphophorus
T1  - The role of transposable elements in malignant melanoma development in the Xiphophorus fish model
N2  - Der Name der transposablen Elemente beruht auf ihrer Fähigkeit, ihre genomische Position verändern zu können. Durch Chromosomenaberrationen, Insertionen oder Deletionen können ihre genomischen Transpositionen genetische Instabilität verursachen. Inwieweit sie darüber hinaus regulatorischen Einfluss auf Zellfunktionen besitzen, ist Gegenstand aktueller Forschung ebenso wie die daraus resultierende Frage nach der Gesamtheit ihrer biologischen Signifikanz. Die Weiterführung experimenteller Forschung ist unabdingbar, um weiterhin offenen Fragen nachzugehen. Das Xiphophorus-Melanom-Modell stellt hierbei eines der ältesten Tiermodelle zur Erforschung des malignen Melanoms dar. Durch den klar definierten genetischen Hintergrund eignet es sich hervorragend zur Erforschung des bösartigen schwarzen Hautkrebses, welcher nach wie vor die tödlichste aller bekannten Hautkrebsformen darstellt. Die hier vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Rolle transposabler Elemente in der malignen Melanomgenese von Xiphophorus.
N2  - The term “transposable elements” (TEs) is based on their ability to change their genomic position. Through insertions, deletions or chromosomal aberrations, their genomic mobility can cause genetic instability. The extent to which they further exert regulatory influence on cellular functions is the subject of current research, as is the resulting question of their overall biological significance. To further pursue these questions the continuation of experimental research is indispensable. In this regard, the Xiphophorus- melanoma-model represents one of the oldest animal models for the study of malignant melanoma. Thanks to its clearly defined genetic background, it is excellently suited for research into melanoma, which continues to be the most lethal of all known forms of skin cancer. The work presented here investigated the role of transposable elements in malignant melanomagenesis of Xiphophorus.
KW  - Transposon
KW  - Platy
KW  - Melanom
KW  - Überexpression
KW  - Schwertkärpfling
KW  - Expression
KW  - expression
KW  - Xiphophorus
KW  - xiphophorus
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-289228
ER  - 
TY  - THES
A1  - Was [geb. Houben], Nina
T1  - Die Rolle der nicht-kodierenden RNAs miR-26 und \(Malat1\) bei der \(in\) \(vitro\) Differenzierung zu Neuronen
T1  - The role of the non-coding RNAs miR-26 and \(Malat1\) during \(in\) \(vitro\) neuronal differentiation
N2  - Während der embryonalen Neurogenese spielt die Repression neuraler Gene in nicht neuralen Zellen, sowie in neuralen Vorläuferzellen durch den REST (repressor element silencing transcription factor)-Komplex eine wichtige Rolle. Durch die schrittweise Inaktivierung diese Komplexes im Verlauf der Differenzierung werden neurale Genexpressionsprogramme
gesteuert. Zusätzlich kommt bei der Kontrolle der räumlichen und zeitlichen Regulation der Genexpression während der Neurogenese verschiedenen miRNAs eine wichtige Rolle zu. So konnte in vorangegangenen Arbeiten im Zebrafischen gezeigt werden, dass miR-26b die Transkription eines wichtigen Effektorproteins des REST-Komplexes, CTDSP2 (C-terminal domain small phosphatases), während der Neurogenese negativ reguliert. Da darüber hinaus
die miR-26 Repression zu einer stark verminderten neuronalen Differenzierung führte, kommt diesem regulatorischen Schaltkreis eine zentrale Rolle bei der Neurogenese im Zebrafisch zu.
Die zusammen mit ihren Ctdsp-Wirtsgenen koexprimierte miR-26 Familie liegt in Vertebraten evolutionär hoch konserviert vor. Analog zum Zebrafisch konnte im murinen in vitro ES-Zell Differenzierungssystem gezeigt werden, dass miR-26 die Expression von Ctdsp2 reprimiert.
Weiterhin konnte in diesem System gezeigt werden, dass auch Rest ein miR-26 Zielgen ist und dass der Verlust der miR-26 zu einem Arrest der differenzierenden Zellen im neuronalen Vorläuferstadium führt. Zusammengenommen deuten diese vorangegangenen Arbeiten auf
eine zentrale Rolle der miR-26 während der Neurogenese hin.
Die hier vorgestellte Arbeit zielte zunächst darauf ab die Regulation des REST-Komplexes durch die miR-26 auf molekularer Ebene besser zu verstehen. Der Verlust der miR-26 Bindestelle in der Ctdsp2 mRNA führte zu einer erhöhten Ctdsp2 Expression, beeinflusste aber
nicht die terminale Differenzierung zu Neuronen. Im Gegensatz hierzu führte der Verlust der miR-26 Bindestelle in der Rest mRNA zu einem Arrest der Differenzierung im neuralen Vorläuferzellstadium. Zellen in denen die miR-26 Bindestelle in Rest deletiert war, zeigten zudem, genau wie miR-26 knockout (KO) Zellen, eine erhöhte Expression von REST-Komplex Komponenten, sowie eine verringerte Expression von REST-regulierten miRNAs.
Zusammengenommen weisen diese Daten daraufhin, dass während der Neurogenese im Säugersystem die Inaktivierung von Rest durch miR-26 für die Maturierung von Neuronen eine zentrale Rolle spielt.
Ein weiterer Fokus dieser Arbeit lag auf der Regulation der miR-26 Expression während der Neurogenese. Vorangegangene Arbeiten in nicht-neuronalen Zelltypen identifizierten die lnc (long-non-coding) RNA Malat1 als eine ce (competitive endogenous) RNA der miR-26. Um den Einfluss von Malat1 auf die miR-26 Expression während der Neurogenese zu untersuchen,
wurde zunächst mittels CRISPR/Cas9 der vollständige Malat1-Lokus in ESCs deletiert. Der Verlust von Malat1 führte zu einer erhöhten Expression der miR-26 Familienmitglieder sowie deren Ctdsp-Wirtsgene. Weiterhin war die Proliferation von Malat1 KO neuronalen
Vorläuferzellen stark vermindert, was mit einer Erhöhung der Frequenz seneszenter Zellen einherging. Durch die Inaktivierung von miR-26 in differenzierenden Malat1 KO ESCs konnte dieser proliferative Phänotyp aufgehoben werden. Darüber hinaus konnte eine verstärkte neuronale Differenzierung dieser Zellen beobachtet werden.
Zusammenfassend zeigen diese Daten, dass neben der Regulation des REST-Komplexes durch miR-26 auch die Kontrolle des Zellzyklus über die Malat1-vermittelte Regulation der miR-26
in neuronalen Vorläuferzellen einen kritischen Schritt bei der Differenzierung von neuronalen Vorläuferzellen zu maturen Neuronen darstellt.
N2  - During embryonic neurogenesis, repression of neural genes in non-neural cells, as well as in neural progenitor cells by the REST (repressor element silencing transcription factor) complex, plays an important role. The gradual inactivation of this complex during differentiation controls
neural gene expression programs. In addition, different miRNAs play important roles in controlling the spatial and temporal regulation of gene expression during neurogenesis. For example, previous work in zebrafish demonstrated that miR-26b negatively regulates the transcription of a key effector protein of the REST complex, CTDSP2 (C-terminal domain small phosphatases), during neurogenesis. Since miR-26 repression also resulted in severely reduced neuronal differentiation, this regulatory circuit plays a central role in zebrafish neurogenesis.
The miR-26 family, co-expressed with its Ctdsp host genes, is evolutionarily highly conserved in vertebrates. Analogous to zebrafish, miR-26 was shown to repress Ctdsp2 expression in a murine in vitro ESC differentiation system. Furthermore, in this system, it was shown that Rest is also a miR-26 target and that loss of miR-26 leads to arrest of differentiating cells at the neuronal progenitor stage. Taken together, these previous analyses suggest a central role for miR-26 during neurogenesis.
The work presented here first aimed to better understand the regulation of the REST complex by miR-26 at the molecular level. Loss of the miR-26 binding site in Ctdsp2 mRNA increased Ctdsp2 expression but did not affect terminal differentiation into neurons. In contrast, loss of the miR-26 binding site in the Rest mRNA resulted in arrest of differentiation at the neural progenitor cell stage. Cells in which the miR-26 binding site was deleted in Rest also showed increased expression of REST complex components, as well as decreased expression of RESTregulated
miRNAs, just like miR-26 knockout (KO) cells. Taken together, these data indicate
that during mammalian neurogenesis, inactivation of REST by miR-26 plays a central role in the maturation of mammalian neurons.
Another focus of this work was on the regulation of miR-26 expression during neurogenesis.
Previous analyses in non-neuronal cell types identified the lnc(long-non-coding)RNA Malat1 as a ce(competitive endogenous)RNA of miR-26. To investigate the effect of Malat1 on miR-26 expression during neurogenesis, the complete Malat1 locus was deleted in ESCs using CRISPR/Cas9. Loss of Malat1 resulted in increased expression of miR-26 family members as well as their Ctdsp host genes. Furthermore, proliferation of Malat1 KO neural progenitor cells was greatly reduced, which was accompanied by an increase in the frequency of senescent cells. Inactivation of miR-26 in differentiating Malat1 KO ESCs abrogated this proliferative
phenotype. In addition, increased neuronal differentiation of these cells was observed.
In conclusion, these data demonstrate that in addition to regulation of the REST complex by miR-26, cell cycle control via Malat1-mediated regulation of miR-26 in neuronal progenitor cells is a critical step for the differentiation of neuronal progenitor cells into mature neurons.
KW  - Neurogenese
KW  - Non-coding RNA
KW  - embryonale Stammzelle
KW  - miR-26
KW  - Malat1
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-303714
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lippert, Juliane
T1  - Die molekulargenetische Charakterisierung von Nebennierenrindenkarzinomen als Schritt in Richtung personalisierter Medizin
T1  - Molecular Characterisation of Adrenocortical Carcinomas as a Step towards Personalized Medicine
N2  - Nebennierenrindenkarzinome (NNR-Ca; engl. adrenocortical carcinoma (ACC)) zählen zu den sehr seltenen Tumorentitäten. Die Prognose für die Patient*innen ist insgesamt eher schlecht, kann aber, im Einzelnen betrachtet, sehr heterogen sein. Eine zuverlässige Prognose anhand klinischer und histopathologischer Marker – wie dem Tumorstadium bei Diagnose, dem Resektionsstatus und dem Proliferationsindex Ki-67 –, die routinemäßig erhoben werden, ist nicht für alle Erkrankten möglich. Außerdem wird deren Behandlung dadurch erschwert, dass Therapeutika fehlen, von denen ein Großteil der Patient*innen profitiert. Umfassende Multi-Omics-Studien aus den letzten Jahren halfen nicht nur das Wissen über Pathomechanismen in NNR-Cas zu erweitern, es konnte auch gezeigt werden, dass sich Patient*innen anhand molekularer Marker in Subgruppen mit jeweils unterschiedlicher Prognose einteilen lassen. Mit molekulargenetischen Untersuchungen wurden außerdem potentielle neue Therapieziele gefunden. Diese Erkenntnisse finden bisher jedoch keine oder kaum Anwendung, da die Analysen den zeitlichen und finanziellen Rahmen, der für den routinemäßigen Einsatz im Klinikalltag zu erfüllen wäre, deutlich überschreiten. Ziel dieser Arbeit war es, eine Strategie zur verbesserten Patientenversorgung der NNR-CaPatient*innen zu etablieren. Dafür sollte geklärt werden, ob ausgewählte molekulare prognostische Marker mit Methoden, die theoretisch einfach in den Klinikalltag zu implementieren wären, gefunden werden können. Außerdem sollte nach prädiktiven Markern gesucht werden, die helfen, NNR-Ca-Patient*innen zielgerichtet zu therapieren. Statt exom- oder genomweite Analysen durchzuführen wurden gezielt krebs- beziehungsweise NNR-Ca-assoziierte Gene mittels NGS (Next-Generation Sequencing) oder SangerSequenzierung (zusammen 161 Gene) und Pyrosequenzierung (4 Gene) auf somatische Veränderungen hin untersucht. Die Analysen wurden an DNA (Desoxyribonukleinsäure) durchgeführt, die aus FFPE (mit Formalin fixiert und in Paraffin eingebettet)-Gewebe isoliert worden war, welches standardmäßig nach Tumoroperationen in Pathologien für Untersuchungen zur Verfügung steht. Durch Analyse der Sequenzierergebnisse von insgesamt 157 Patient*innen aus einem retrospektiven (107 Patient*innen) und einem prospektiven Studienteil (50 Patient*innen) konnten in NNR-Cas bereits beschriebene Veränderungen von Genen und Signalwegen sowie Methylierungsunterschiede gefunden werden. Anhand der Sequenzierdaten der retrospektiven Studie wurden molekulare prognostische Marker (Anzahl an proteinverändernden Varianten pro Tumorprobe, Veränderungen im P53/Rb- und/oder dem Wnt/ß-Catenin-Signalweg und dem Methylierungsstatus von CpG-Inseln von vier 2 Tumorsuppressorgenen (GSTP1, PAX5, PAX6 und PYCARD)) definiert und für jeden einzelnen Marker ein signifikanter Zusammenhang zur Länge des progressionsfreien Überlebens (PFS) der Patient*innen gefunden. Durch die Kombination der molekularen Marker mit den klinischen und histopathologischen Markern war es zudem möglich, einen COMBI-Score zu bilden, der, verglichen mit den klinischen und histopathologischen Markern, eine spezifischere und sensitivere Aussage darüber erlaubt, ob Patient*innen innerhalb von 2 Jahren ein Fortschreiten der Tumorerkrankung erfahren. Mit Hilfe der Sequenzierdaten wurden in beiden Kohorten außerdem Veränderungen gefunden, die als prädiktive Marker zum Einsatz von zielgerichteten Therapien vewendet werden könnten. Als vielversprechendstes Therapieziel wurde – bei 46 Tumoren in der retrospektiven und 7 Tumoren in der prospektiven Studie – CDK4 identifiziert. CDK4/CDK6-Inhibitoren sind für die Behandlung von fortgeschrittenem und metastasiertem Brustkrebs von der Lebensmittel- überwachungs- und Arzneimittelbehörde (FDA; engl. Food and Drug Administration) zugelassene Therapeutika und bei anderen soliden Tumoren Gegenstand von Studien. Im Rahmen der Arbeit konnten außerdem von 12 Patient*innen jeweils zwei Tumoren molekulargenetisch untersucht und die Ergebnisse verglichen werden. Die Analyse zeigte, dass der Methylierungsstatus – im Vergleich zu Veränderungen in der DNA-Sequenz – der stabilere prognostische Marker ist. Mit dieser Arbeit wurde gezeigt, dass molekulare prognostische und prädiktive Marker für den Einsatz zielgerichteter Therapien mit Methoden identifiziert werden können, die sich im klinischen Alltag bei der Behandlung von NNR-Ca-Patient*innen implementieren lassen. Um einen allgemein anerkannten Leitfaden zu etablieren, fehlen allerdings noch die Ergebnisse weiterer – vor allem prospektiver – Studien zur Validierung der hier präsentierten Ergebnisse. Die gewonnenen Erkenntnisse sind jedoch als wichtiger Schritt in Richtung personalisierter Medizin bei Nebennierenrindenkarzinomen anzusehen.
N2  - Adrenocortical carcinomas (ACC) are among the very rare tumor entities. Altogether prognosis for the patients is poor, though regarding individuals the outcome can be heterogenous. Prognostic stratification on the basis of clinical and histopathological markers – for example tumor stage at diagnosis, resection status and proliferation index Ki-67 – is not reliable for all patients. This fact and the lack off effective pharmacological therapies, makes the patient care challenging.
In the last years comprehensive multi omics studies helped to increase the knowledge about pathogenetic mechanisms in ACC. With those data, scientists were also able to identify molecular markers useful to distinguish subgroups of patients with distinct clinical outcome. With molecular analysis also new potential drug targets for targeted therapies were identified. Till now these findings have not been transferred into the clinical routine care of ACC patients, mostly due to the time consuming and expensive methods required for the multi omics studies.
The aim of this study was to establish a strategy for improved patient care of ACC patients. We chose methods theoretically applicable in a clinical routine workflow to analyze selected prognostic molecular markers, already correlated to outcome. Moreover it was searched for predictive markers for targeted therapy of ACC patients.
Instead of comprehensive analysis a targeted approach via NGS (Next Generation Sequencing) or Sanger Sequencing (161 genes in total) and pyrosequencing (4 genes ) was conducted to find somatic variants in genes associated with cancer in general or particularly with ACC. For the analysis, DNA (deoxyribonucleic acid) was isolated from FFPE (formalin fixad and paraffin embedded) tissue which is routinely prepared and available in pathological institutions after tumor resections.
Sequencing results of 157 patients in total, gained from a retrospective part of the study (107 patients) and a prospective part (50 patients), were in accordance to already published data concerning somatic variants in genes and signaling pathways and differences in the methylation patterns of particular genes. Molecular prognostic markers (number of protein changing variants per tumor sample, variants in P53/Rb- and/or Wnt/ß-Catenin signaling pathway and methylation pattern of CpG islands of four tumor suppressor genes (GSTP1, PAX5, PAX6 und PYCARD)) were defined with the data of the retrospective study. A significant prognostic role for progression free survival (PFS) was found for all of them. With the COMBI-Score – a combination of the molecular prognostic markers and the clinical and histopathological prognostic markers – it was possible to even better predict the progress of the disease within two years. Moreover variants reported to be predictive markers for the use of targeted therapies were identified in both cohorts. Most promising drug target seems to be CDK4 which was found to be amplified in 46 and 7 tumors in the retrospective and prospective study, respectively. CDK4/CDK6 inhibitors are drugs already approved by the Food and Drug Administration (FDA) for the treatment of advanced or metastatic breast cancer and under investigation in other solid tumors.
Within this study it was also possible to compare molecular data from 12 tumor pairs, what means two tumors gained from one patient. It seems as if the methylation pattern is a more consistent prognostic marker than the changes detected on DNA sequence level.
In conclusion, we demonstrated that molecular prognostic markers and predictive markers for targeted therapy can be identified using methods easily applicable in a clinical routine workflow for patients with ACC. Before implementing our strategy into a guideline that is commonly approved, further prospective studies are needed for the validation of the presented results. However our strategy can be regarded as an important step towards personalized medicine in adrenocortical carcinoma.
KW  - Nebennierentumor
KW  - Nebenniererindenkarzinom
KW  - molekulargenetische Charakterisierung
KW  - personalisierte Medizin
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-247172
ER  -