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Objectives
Early diagnosis of invasive aspergillosis (IA) remains challenging, with available diagnostics being limited by inadequate sensitivities and specificities. Triacetylfusarinine C, a fungal siderophore that has been shown to accumulate in urine in animal models, is a potential new biomarker for diagnosis of IA.
Methods
We developed a method allowing absolute and matrix-independent mass spectrometric quantification of TAFC. Urine TAFC, normalized to creatinine, was determined in 44 samples from 24 patients with underlying hematologic malignancies and probable, possible or no IA according to current EORTC/MSG criteria and compared to other established biomarkers measured in urine and same-day blood samples.
Results
TAFC/creatinine sensitivity, specificity, positive and negative likelihood ratio for probable versus no IA (cut-off ≥ 3) were 0.86, 0.88, 6.86, 0.16 per patient.
Conclusion
For the first time, we provide proof for the occurrence of TAFC in human urine. TAFC/creatinine index determination in urine showed promising results for diagnosis of IA offering the advantages of non-invasive sampling. Sensitivity and specificity were similar as reported for GM determination in serum and bronchoalveolar lavage, the gold standard mycological criterion for IA diagnosis.
Major depressive disorder (MDD) is a very common stress-related mental disorder that carries a huge burden for affected patients and the society. It is associated with a high mortality that derives from suicidality and the development of serious medical conditions such as heart diseases, diabetes, and stroke. Although a range of effective antidepressants are available, more than 50% of the patients do not respond to the first treatment they are prescribed and around 30% fail to respond even after several treatment attempts. The heterogeneous condition of MDD, the lack of biomarkers matching patients with the right treatments and the situation that almost all available drugs are only targeting the serotonin, norepinephrine, or dopamine signaling, without regulating other potentially dysregulated systems may explain the insufficient treatment status. The hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis is one of these other systems, there is numerous and robust evidence that it is implicated in MDD and other stress-related conditions, but up to date there is no specific drug targeting HPA axis components that is approved and no test that is routinely used in the clinical setting identifying patients for such a specific treatment. Is there still hope after these many years for a breakthrough of agents targeting the HPA axis? This review will cover tests detecting altered HPA axis function and the specific treatment options such as glucocorticoid receptor (GR) antagonists, corticotropin-releasing hormone 1 (CRH1) receptor antagonists, tryptophan 2,3-dioxygenase (TDO) inhibitors and FK506 binding protein 5 (FKBP5) receptor antagonists.
Die verfügbaren in vitro Genotoxizitätstests weisen hinsichtlich ihrer Spezifität und ihres Informationsgehalts zum vorliegenden Wirkmechanismus (Mode of Action, MoA) Einschränkungen auf. Um diese Mängel zu überwinden, wurden in dieser Arbeit zwei Ziele verfolgt, die zu der Entwicklung und Etablierung neuer in vitro Methoden zur Prüfung auf Genotoxizität in der Arzneimittelentwicklung beitragen.
1. Etablierung und Bewertung einer neuen in vitro Genotoxizitätsmethode (MultiFlow Methode)
Die MultiFlow Methode basiert auf DNA-schadensassoziierten Proteinantworten von γH2AX (DNA-Doppelstrangbrüche), phosphorylierten H3 (S10) (mitotische Zellen), nukleären Protein p53 (Genotoxizität) und cleaved PARP1 (Apoptose) in TK6-Zellen. Insgesamt wurden 31 Modellsubstanzen mit dem MultiFlow Assay und ergänzend mit dem etablierten Mikrokerntest (MicroFlow MNT), auf ihre Fähigkeit verschiedene MoA-Gruppen (Aneugene/Klastogene/Nicht-Genotoxine) zu differenzieren, untersucht. Die Performance der „neuen“ gegenüber der „alten“ Methode führte zu einer verbesserten Sensitivität von 95% gegenüber 90%, Spezifität von 90% gegenüber 72% und einer MoA-Klassifizierungsrate von 85% gegenüber 45% (Aneugen vs. Klastogen).
2. Identifizierung mechanistischer Biomarker zur Klassifizierung genotoxischer Substanzen
Die Analyse 67 ausgewählter DNA-schadensassoziierter Gene in der QuantiGene Plex Methode zeigte, dass mehrere Gene gleichzeitig zur MoA-Klassifizierung beitragen können. Die Kombination der höchstrangierten Marker BIK, KIF20A, TP53I3, DDB2 und OGG1 ermöglichte die beste Identifizierungsrate der Modellsubstanzen. Das synergetische Modell kategorisierte 16 von 16 Substanzen korrekt in Aneugene, Klastogene und Nicht-Genotoxine. Unter Verwendung der Leave-One-Out-Kreuzvalidierung wurde das Modell evaluiert und erreichte eine Sensitivität, Spezifität und Prädiktivität von 86%, 83% und 85%. Ergebnisse der traditionellen qPCR Methode zeigten, dass Genotoxizität mit TP53I3, Klastogenität mit ATR und RAD17 und oxidativer Stress mit NFE2L2 detektiert werden kann.
Durch die Untersuchungen von posttranslationalen Modifikationen unter Verwendung der High-Content-Imaging-Technologie wurden mechanistische Assoziationen für BubR1 (S670) und pH3 (S28) mit Aneugenität, 53BP1 (S1778) und FANCD2 (S1404) mit Klastogenität, p53 (K373) mit Genotoxizität und Nrf2 (S40) mit oxidativem Stress identifiziert.
Diese Arbeit zeigt, dass (Geno)toxine unterschiedliche Gen- und Proteinveränderungen in TK6-Zellen induzieren, die zur Erfassung mechanistischer Aktivitäten und Einteilung (geno)toxischer MoA-Gruppen (Aneugen/Klastogen/ Reaktive Sauerstoffspezies) eingesetzt werden können und daher eine bessere Risikobewertung von Wirkstoffkandidaten ermöglichen.