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Background:
Ketogenic diets (KDs) or short-term fasting are popular trends amongst supportive approaches for cancer patients. Beta-hydroxybutyrate (3-OHB) is the main physiological ketone body, whose concentration can reach plasma levels of 2–6 mM during KDs or fasting. The impact of 3-OHB on the biology of tumor cells described so far is contradictory. Therefore, we investigated the effect of a physiological concentration of 3 mM 3-OHB on metabolism, proliferation, and viability of breast cancer (BC) cells in vitro.
Methods:
Seven different human BC cell lines (BT20, BT474, HBL100, MCF-7, MDA-MB 231, MDA-MB 468, and T47D) were cultured in medium with 5 mM glucose in the presence of 3 mM 3-OHB at mild hypoxia (5% oxygen) or normoxia (21% oxygen). Metabolic profiling was performed by quantification of the turnover of glucose, lactate, and 3-OHB and by Seahorse metabolic flux analysis. Expression of key enzymes of ketolysis as well as the main monocarboxylic acid transporter MCT2 and the glucose-transporter GLUT1 was analyzed by RT-qPCR and Western blotting. The effect of 3-OHB on short- and long-term cell proliferation as well as chemo- and radiosensitivity were also analyzed.
Results:
3-OHB significantly changed the oxygen consumption rate (OCR) and extracellular acidification rate (ECAR) in BT20 cells resulting in a more oxidative energetic phenotype. MCF-7 and MDA-MB 468 cells had increased ECAR only in response to 3-OHB, while the other three cell types remained uninfluenced. All cells expressed MCT2 and GLUT1, thus being able to uptake the metabolites. The consumption of 3-OHB was not strongly linked to mRNA overexpression of key enzymes of ketolysis and did not correlate with lactate production and glucose consumption. Neither 3-OHB nor acetoacetate did interfere with proliferation. Further, 3-OHB incubation did not modify the response of the tested BC cell lines to chemotherapy or radiation.
Conclusions:
We found that a physiological level of 3-OHB can change the energetic profile of some BC cell lines. However, 3-OHB failed to influence different biologic processes in these cells, e.g., cell proliferation and the response to common breast cancer chemotherapy and radiotherapy. Thus, we have no evidence that 3-OHB generally influences the biology of breast cancer cells in vitro.
Background
A phase I/II study and subsequent phase III study (MPACT) reported significant correlations between CA19-9 decreases and prolonged overall survival (OS) with nab-paclitaxel plus gemcitabine (nab-P + Gem) treatment for metastatic pancreatic cancer (MPC). CA19-9 changes at week 8 and potential associations with efficacy were investigated as part of an exploratory analysis in the MPACT trial.
Patients and methods
Untreated patients with MPC (N = 861) received nab-P + Gem or Gem alone. CA19-9 was evaluated at baseline and every 8 weeks.
Results
Patients with baseline and week-8 CA19-9 measurements were analyzed (nab-P + Gem: 252; Gem: 202). In an analysis pooling the treatments, patients with any CA19-9 decline (80%) versus those without (20%) had improved OS (median 11.1 versus 8.0 months; P = 0.005). In the nab-P + Gem arm, patients with (n = 206) versus without (n = 46) any CA19-9 decrease at week 8 had a confirmed overall response rate (ORR) of 40% versus 13%, and a median OS of 13.2 versus 8.3 months (P = 0.001), respectively. In the Gem-alone arm, patients with (n = 159) versus without (n = 43) CA19-9 decrease at week 8 had a confirmed ORR of 15% versus 5%, and a median OS of 9.4 versus 7.1 months (P = 0.404), respectively. In the nab-P + Gem and Gem-alone arms, by week 8, 16% (40/252) and 6% (13/202) of patients, respectively, had an unconfirmed radiologic response (median OS 13.7 and 14.7 months, respectively), and 79% and 84% of patients, respectively, had stable disease (SD) (median OS 11.1 and 9 months, respectively). Patients with SD and any CA19-9 decrease (158/199 and 133/170) had a median OS of 13.2 and 9.4 months, respectively.
Conclusion
This analysis demonstrated that, in patients with MPC, any CA19-9 decrease at week 8 can be an early marker for chemotherapy efficacy, including in those patients with SD. CA19-9 decrease identified more patients with survival benefit than radiologic response by week 8.
O\(^6\)-Alkylguanine-DNA alkyltransferase (AGT) repairs mutagenic O\(^6\)-alkylguanine and O\(^4\)-alkylthymine adducts in DNA, protecting the genome and also contributing to the resistance of tumors to chemotherapeutic alkylating agents. AGT binds DNA cooperatively, and cooperative interactions are likely to be important in lesion search and repair. We examined morphologies of complexes on long, unmodified DNAs, using analytical ultracentrifugation and atomic force microscopy. AGT formed clusters of 11 proteins. Longer clusters, predicted by the McGhee-von Hippel model, were not seen even at high [protein]. Interestingly, torsional stress due to DNA unwinding has the potential to limit cluster size to the observed range. DNA at cluster sites showed bend angles (similar to 0, similar to 30 and similar to 60 degrees) that are consistent with models in which each protein induces a bend of similar to 30 degrees. Distributions of complexes along the DNA are incompatible with sequence specificity but suggest modest preference for DNA ends. These properties tell us about environments in which AGT may function. Small cooperative clusters and the ability to accommodate a range of DNA bends allow function where DNA topology is constrained, such as near DNA-replication complexes. The low sequence specificity allows efficient and unbiased lesion search across the entire genome.
In dieser retrospektiven multizentrischen Analyse wurde bei 46 Beobachtungspatienten mit Medulloblastom im Alter von 16 bis 51 Jahren bei einem Median von 20,5 Jahren die Wirksamkeit und Verträglichkeit einer neoadjuvanten Chemotherapie, bestehend aus Procarbacin, Ifosfamid, Etoposid, Methotrexat, Cisplatin und Cytarabin mit einer Erhaltungschemotherapie mit Vincristin, CCNU und Cisplatin verglichen. Die progressionsfreie 4-Jahresüberlebensrate war bei der Erhaltungstherapie mit 86 % tendenziell, jedoch nicht signifikant höher als bei der Sandwichtherapie mit 61 %. Die 4-Jahres-Gesamtüberlebensrate aller 46 Patienten lag bei 85 % und das 4-Jahres-PFS aller Patienten bei 72 %. Unter Erhaltungschemotherapie kam es häufiger zu relevanten Nebenwirkungen, so dass die Zytostatikadosis verringert oder die Chemotherapie abgebrochen werden musste. Bei der Erhaltungstherapie war dies bei 10 von 19 Patienten der Fall, bei neoadjuvanter Therapie bei 5 von 24 Patienten. Der Allgemeinzustand beurteilt mittels Karnofsky-Index mindestens ein Jahr nach Ende der Therapie war im Erhaltungstherapiearm signifikant schlechter als im Sandwichtherapiearm (p= 0,001). Im Vergleich zum Sandwichtherapiearm waren deutlich mehr Patienten, die eine Erhaltungstherapie erhalten hatten (5 von 15 vs. 0 von 14), nach über einem Jahr nach Ende der Therapie immer noch arbeitsunfähig. Bei der histologischen Untersuchung trat die desmoplastische Variante gegenüber der klassischen häufiger auf und war häufiger lateral im Kleinhirn lokalisiert als in vergleichbaren Studien bei Kindern. Folgende Faktoren wurden untersucht: Alter, Geschlecht, histologischer Typ, mediale oder laterale Tumorlokalisation, Resektionsgrad, Metastasierungsstadium, Vorhanden-sein eines Liquorshunts, geringere Bestrahlungsdosis sowie adjuvante oder neoadjuvante Chemotherapie. Abhängig vom Metastasierungsstadium zeigte sich ein starker Trend zu einer schlechteren Überlebenswahrscheinlichkeit (M2/3 Stadium 45 % 4-J-PFS vs. 78 % bei M0/1). Aufgrund der niedrigen Fallzahlen konnte aber in den Analysen kein Signifikanzniveau erreicht werden.
In der vorliegenden Längsschnittuntersuchung wurde die depressive Symptomatik von 40 Patienten mit akuter Leukämie oder hochmalignem Non-Hodgkin-Lymphom innerhalb der ersten sechs Monaten nach Diagnosestellung untersucht. Alle Patienten erhielten eine Chemotherapie. Die vorliegende Untersuchung erstreckte sich über insgesamt fünf Befragungen: T 1 = ein bis drei Tage nach Diagnosestellung, T 2 = in der Aplasiephase des ersten Chemotherapiezyklus, T 3 = zu Beginn des dritten Chemotherapiezyklus, T 4 = in der Aplasiephase des dritten Chemotherapiezyklus, T 5 = sechs Monate nach Diagnosestellung. Die Einschätzung der depressiven Symptomatik erfolgte mit Hilfe der extrahierten Subskala „Depressivität“ aus der deutschen Version der revidierten Symptom-Checkliste 90 (SCL-90-R) von Derogatis. Des Weiteren wurden die körperlichen Beschwerden der Probanden mit einem eigens für die vorliegende Studie konzipierten Instrument zu jedem Messzeitpunkt erfasst. Zusätzlich erfolgte zu den einzelnen Erhebungen eine Evaluation der Prognose der Erkrankung im Rahmen eines vom Arzt auszufüllenden Fragebogens. Die Resultate unserer Studie zeigten eine hochsignifikante Zunahme der Depressivität vom Erstinterview (T 1) zum zweiten Erhebungszeitpunkt (T 2), im Durchschnitt 11 Tage später in der Phase der Aplasie des ersten Chemotherapiezyklus. Das Ausmaß der Depressivität war zu Beginn des dritten Chemotherapiezyklus (T 3), durchschnittlich drei Monate nach Erstdiagnose, gegenüber dem zweiten Messzeitpunkt (T 2) unverändert. Der Ausprägungsgrad der Depressivität zu T 3 unterschied sich zudem weder von dem Level der depressiven Symptomatik in der entsprechenden Isolationsphase (T 4) noch von dem Ausmaß der Depressivität sechs Monate nach Diagnosestellung (T 5). Auch frühere Arbeiten beschrieben eine signifikante Zunahme der Depressivität nach Diagnosestellung. Die Erhebungsintervalle lagen dabei ein bis drei Monate auseinander. Im Gegensatz zu anderen Studien wurden in unserer Untersuchung mitunter sehr kurze Zeitabschnitte (ca. ein bis zwei Wochen) zwischen zwei Erhebungszeitpunkten gewählt. Hierdurch konnten wir erstmalig eine hochsignifikante Zunahme der Depressivität bereits innerhalb weniger Tage nach Diagnosestellung feststellen. Medizinische, soziodemographische und somatische Faktoren zeigten nur wenige Zusammenhänge mit der depressiven Symptomatik unserer Patienten. Die Ergebnisse zur Veränderung der Depressivität im Verlauf können nicht auf der Basis der hier erfassten medizinischen und somatischen Faktoren oder durch rein aplasiespezifische Umstände erklärt werden. Die Veränderung des Ausmaßes der Depressivität wird eher als Folge einer Modulation des Coping- und Abwehrverhaltens während des Krankheits- und Behandlungsverlaufes mit konsekutiver Änderung des emotionalen Befindens interpretiert.
Durch die Einführung eines neuen fallpauschalierten Abrechnungssystems (Diangnosis related groups, DRG) sowie zahlreiche neue Maßnahmen der Qualitätssicherung wächst der Anteil administrativer Tätigkeiten für die klinisch tätigen Ärztinnen und Ärzte. Diese Entwicklung hat nicht zuletzt auch Auswirkungen auf die zeitlichen Ressourcen, die für die ärztlichen Kernaufgaben zur Verfügung stehen. In Bereichen mit intensiver klinischer Forschung steigen darüberhinaus auch die Anforderungen an die forschungsbegleitende Dokumentation. Eine effiziente Unterstützung bei der Kalkulation, Planung und Durchführung von Therapien durch Informationstechnologische (IT-) Systeme kann eine sinnvolle Entlastung der Ärzte darstellen. Es wurde ein einsatzfähiger Prototyp entwickelt, prgrammiert und implementiert. Anschließend wurde das Ergebnis mit potentiellen Anwendern der Software evaluiert.
Background
Human African Trypanosomiasis (HAT) also called sleeping sickness is an infectious disease in humans caused by an extracellular protozoan parasite. The disease, if left untreated, results in 100% mortality. Currently available drugs are full of severe drawbacks and fail to escape the fast development of trypanosoma resistance. Due to similarities in cell metabolism between cancerous tumors and trypanosoma cells, some of the current registered drugs against HAT have also been tested in cancer chemotherapy. Here we demonstrate for the first time that the simple ester, ethyl pyruvate, comprises such properties.
Results
The current study covers the efficacy and corresponding target evaluation of ethyl pyruvate on T. brucei cell lines using a combination of biochemical techniques including cell proliferation assays, enzyme kinetics, phasecontrast microscopic video imaging and ex vivo toxicity tests. We have shown that ethyl pyruvate effectively kills trypanosomes most probably by net ATP depletion through inhibition of pyruvate kinase (Ki = 3.0\(\pm\)0.29 mM). The potential of ethyl pyruvate as a trypanocidal compound is also strengthened by its fast acting property, killing cells within three hours post exposure. This has been demonstrated using video imaging of live cells as well as concentration and time dependency experiments. Most importantly, ethyl pyruvate produces minimal side effects in human red cells and is known to easily cross the blood-brain-barrier. This makes it a promising candidate for effective treatment of the two clinical stages of sleeping sickness. Trypanosome drug-resistance tests indicate irreversible cell death and a low incidence of resistance development under experimental conditions.
Conclusion
Our results present ethyl pyruvate as a safe and fast acting trypanocidal compound and show that it inhibits the enzyme pyruvate kinase. Competitive inhibition of this enzyme was found to cause ATP depletion and cell death. Due to its ability to easily cross the blood-brain-barrier, ethyl pyruvate could be considered as new candidate agent to treat the hemo-lymphatic as well as neurological stages of sleeping sickness.
Platinbasierte Chemotherapie ist die effektivste Chemotherapie für das fortgeschrittene Nebennierenrindenkarzinom (ACC). Excision repair cross complementing group 1 (ERCC1) spielt eine entscheidende Rolle bei der Reparatur durch Platin entstandener DNA-Schäden. Zwei Studien die die Rolle von ERCC1 per Immunhistochemie als prädiktiver Marker für das Ansprechen auf platinbasierte Chemotherapie beim ACC untersuchten kamen zu sich widersprechenden Ergebnissen. Beide Studien nutzten den ERCC1-Antikörper Klon 8F1 der sich später als nicht spezifisch herausstellte. Das Ziel der Doktorarbeit war die Evaluation von ERCC1 mit einem neuen hoch spezifischen Antikörper in einer großen Kohorte von Patienten mit ACC.
Material und Methoden: 146 Patienten mit verfügbaren FFPE-Schnitten wurden eingeschlossen. Alle Patienten erhielten eine platinbasierte Chemotherapie im Median für 6 Zyklen, nämlich Cisplatin (n=131) oder Carboplatin (n=15), in den meisten Fällen in Kombination mit Etoposid (n=144 , Doxorubicin (n=131) und Mitotane (n=131). Die Immunhistochemische Färbung wurde mit dem neuen Antikörper Klon 4F9 durchgeführt. Der Zusammenhang zwischen ERCC1-Expression und klinischen Parametern, Therapieansprechen, progressionsfreiem Überleben und Gesamtüberleben wurde analysiert.
Ergebnisse: Eine hohe ERCC1-Expression wurde in 66% der Tumorproben beobachtet. Während der Chemotherapie zeigte sich bei 43 Pateinten ein Therapieansprechen (29,5%), bei 49 Patienten eine Stabilisierung der Erkrankung (33,6%), bei 8 Patienten ein gemischtes Ansprechen (5,5%) und bei 46 Pateinten ein Krankheitsprogress (31,5%), ohne Zusammenhang zur ERCC1-Expression. Auch zeigte sich kein signifikanter Zusammenhanf zwischen der ERCC1-Expression und dem progressionsfreien Überleben (Median 6.5 vs. 6 Monate, P=0.33, HR=1.23, 95%CI=0.82-2.0) oder dem Gesamtüberleben.
Zusammenfassung: Es besteht kein Zusammenhang zwischen der ERCC1-Expression und der Platinsensitivität beim Nebennierenrindenkarzinom. Somit werden andere Biomarker zur Therapieentscheidung benötigt.
Background: Combination of oncolytic vaccinia virus therapy with conventional chemotherapy has shown promise for tumor therapy. However, side effects of chemotherapy including thrombocytopenia, still remain problematic. Methods: Here, we describe a novel approach to optimize combination therapy of oncolytic virus and chemotherapy utilizing virus-encoding hyper-IL-6, GLV-1h90, to reduce chemotherapy-associated side effects. Results: We showed that the hyper-IL-6 cytokine was successfully produced by GLV-1h90 and was functional both in cell culture as well as in tumor-bearing animals, in which the cytokine-producing vaccinia virus strain was well tolerated. When combined with the chemotherapeutic mitomycin C, the anti-tumor effect of the oncolytic virotherapy was significantly enhanced. Moreover, hyper-IL-6 expression greatly reduced the time interval during which the mice suffered from chemotherapy-induced thrombocytopenia. Conclusion: Therefore, future clinical application would benefit from careful investigation of additional cytokine treatment to reduce chemotherapy-induced side effects.
Recurrent medulloblastomas are associated with survival rates <10%. Adequate multimodal therapy is being discussed as having a major impact on survival. In this study, 93 patients with recurrent medulloblastoma treated in the German P-HIT-REZ 2005 Study were analyzed for survival (PFS, OS) dependent on patient, disease, and treatment characteristics. The median age at the first recurrence was 10.1 years (IQR: 6.9–16.1). Median PFS and OS, at first recurrence, were 7.9 months (CI: 5.7–10.0) and 18.5 months (CI: 13.6–23.5), respectively. Early relapses/progressions (<18 months, n = 30/93) found mainly in molecular subgroup 3 were associated with markedly worse median PFS (HR: 2.34) and OS (HR: 3.26) in regression analyses. A significant survival advantage was found for the use of volume-reducing surgery as well as radiotherapy. Intravenous chemotherapy with carboplatin and etoposide (ivCHT, n = 28/93) showed improved PFS and OS data and the best objective response rate (ORR) was 66.7% compared to oral temozolomide (oCHT, n = 47/93) which was 34.8%. Intraventricular (n = 43) as well as high-dose chemotherapy (n = 17) at first relapse was not related to a significant survival benefit. Although the results are limited due to a non-randomized study design, they may serve as a basis for future treatment decisions in order to improve the patients' survival.