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MicroRNAs (miRNAs) are class of small RNA molecules with major impact on gene regulation. We analyzed the potential of miRNAs secreted from pre-implantation embryos into the embryonic culture media as biomarkers to predict successful pregnancy. Using microarray analysis, we profiled the miRNome of the 56 spent culture media (SCM) after embryos transfer and found a total of 621 miRNAs in the SCM. On average, we detected 163 miRNAs in SCM of samples with failed pregnancies, but only 149 SCM miRNAs of embryos leading to pregnancies. MiR-634 predicted an embryo transfer leading to a positive pregnancy with an accuracy of 71% and a sensitivity of 85%. Among the 621 miRNAs, 102 (16.4%) showed a differential expression between positive and negative outcome of pregnancy with miR-29c-3p as the most significantly differentially expressed miRNA. The number of extracellular vehicles was lower in SCM with positive outcomes (3.8 × 10\(^9\)/mL EVs), as compared to a negative outcome (7.35 × 10\(^9\)/mL EVs) possibly explaining the reduced number of miRNAs in the SCM associated with failed pregnancies. The analysis of the miRNome in the SCM of couples undergoing fertility treatment lays the ground towards development of biomarkers to predict successful pregnancy and towards understanding the role of embryonic miRNAs found in the SCM.
In vitro models of the human blood-brain barrier (BBB) are highly desirable for drug development. This study aims to analyze a set of ten different BBB culture models based on primary cells, human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), and multipotent fetal neural stem cells (fNSCs). We systematically investigated the impact of astrocytes, pericytes, and NSCs on hiPSC-derived BBB endothelial cell function and gene expression. The quadruple culture models, based on these four cell types, achieved BBB characteristics including transendothelial electrical resistance (TEER) up to 2,500 Ω cm\(^{2}\) and distinct upregulation of typical BBB genes. A complex in vivo-like tight junction (TJ) network was detected by freeze-fracture and transmission electron microscopy. Treatment with claudin-specific TJ modulators caused TEER decrease, confirming the relevant role of claudin subtypes for paracellular tightness. Drug permeability tests with reference substances were performed and confirmed the suitability of the models for drug transport studies.
Brustkrebs ist die häufigste maligne Erkrankung der Frau. Die Therapie setzt sich in der Regel individuell aus den Bausteinen der chirurgischen Tumorexzision, der Bestrahlung und der systemischen Therapie zusammen. Daneben gewinnt die ketogene Diät als supportiver Therapieansatz immer mehr an Aufmerksamkeit und Forschungsinteresse. Diese Ernährungsform imitiert durch starke Restriktion der Kohlenhydratzufuhr den Fastenstoffwechsel, da Blutzucker- und konsekutiv auch Insulinspitzen im Blut vermieden werden. Eine tragende Rolle kommt dabei der Bildung von Ketonkörpern, allen voran Betahydroxybutyrat, zu, die sowohl in den Tumorstoffwechsel als auch in immunologische Prozesse eingreifen können. In dieser Arbeit wurde ausgewählten Brustkrebszellen 3 mM Betahydroxybutyrat zugesetzt und ihr Wachstumsverhalten, ihre Chemo- und Radiosensitivität im Vergleich zu Kontrollzellen erfasst. Die Kontrollzellen wurden identisch behandelt, jedoch wurde Ihnen kein Betahydroxybutyrat zugefügt. Es zeigte sich dabei kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den beiden Zellgruppen.
Purpose
Robotic surgery represents the latest development in the field of minimally invasive surgery and offers many technical advantages. Despite the higher costs, this novel approach has been applied increasingly in gynecological surgery. Regarding the implementation of a new operative method; however, the most important factor to be aware of is patient safety. In this study, we describe our experience in implementing robotic surgery in a German University Hospital focusing on patient safety after 110 procedures.
Methods
We performed a retrospective analysis of 110 consecutive robotic procedures performed in the University Hospital of Würzburg between June 2017 and September 2019. During this time, 37 patients were treated for benign general gynecological conditions, 27 patients for gynecological malignancies, and 46 patients for urogynecological conditions. We evaluated patient safety through standardized assessment of intra- and postoperative complications, which were categorized according to the Clavien–Dindo classification.
Results
No complications were recorded in 90 (81.8%) operations. We observed Clavien–Dindo grade I complications in 8 (7.3%) cases, grade II complications in 5 (4.5%) cases, grade IIIa complications in 1 case (0.9%), and grade IIIb complications in 6 (5.5%) cases. No conversion to laparotomy or blood transfusion was needed.
Conclusion
Robotic surgery could be implemented for complex gynecological operations without relevant problems and was accompanied by low complication rates.
Background: The majority of breast cancer patients are severely psychologically affected by breast cancer diagnosis and subsequent therapeutic procedures. The COVID-19 pandemic and associated restrictions on public life have additionally caused significant psychological distress for much of the population. It is therefore plausible that breast cancer patients might be particularly susceptible to the additional psychological stress caused by the pandemic, increasing suffering. In this study we therefore aimed to assess the level of psychological distress currently experienced by a defined group of breast cancer patients in our breast cancer centre, compared to distress levels preCOVID-19 pandemic.
Methods: Female breast cancer patients of all ages receiving either adjuvant, neoadjuvant, or palliative therapies were recruited for the study. All patients were screened for current or previous COVID-19 infection. The participants completed a self-designed COVID-19 pandemic questionnaire, the Stress and Coping Inventory (SCI), the National Comprehensive Cancer Network (R) (NCCN (R)) Distress Thermometer (DT), the European Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC) QLQ C30, and the BR23.
Results: Eighty-two breast cancer patients were included. Therapy status and social demographic factors did not have a significant effect on the distress caused by the COVID-19 pandemic. The results of the DT pre and during COVID-19 pandemic did not differ significantly. Using the self-designed COVID-19 pandemic questionnaire, we detected three distinct subgroups demonstrating different levels of concerns in relation to SARS-CoV-2. The subgroup with the highest levels of concern reported significantly decreased life quality, related parameters and symptoms.
Conclusions: This monocentric study demonstrated that the COVID-19 pandemic significantly affected psychological health in a subpopulation of breast cancer patients. The application of a self-created "COVID-19 pandemic questionnaire"could potentially be used to help identify breast cancer patients who are susceptible to increased psychological distress due to the COVID-19 pandemic, and therefore may need additional intensive psychological support.
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.
Tumorstammzellen scheinen das Triebwerk für die Initiierung und Progression des Mammakarzinoms zu sein. Durch ihr Potential zur Proliferation von Tumorgewebe, zur Metastasierung und zur Bildung von Rezidiven bestimmen sie maßgeblich die Prognose und Mortalität von Brustkrebspatientinnen. Diese Arbeit demonstriert, welche Mechanismen sich Brustkrebsstammzellen zu Nutze machen, um einer Immunantwort durch NK Zellen zu entkommen.
Mittels durchflusszytometrischer Analysen konnte innerhalb der Gesamtpopulation an MCF 7-Brustkrebszellen eine CD44highCD24low-Subpopulation, die dem Tumorstammzellanteil entspricht, abgegrenzt werden. Im Vergleich zur Ausgangspopulation war nach einer Kokultur mit aktivierten NK Zellen gesunder menschlicher Spender eine Anreicherung von Tumorstammzellen in vitro zu verzeichnen. Die Inkubation von Brustkrebszellen mit NK Zell-Überstand führte zu keiner wesentlichen Veränderung der Tumorstammzellpopulation, was die Notwendigkeit eines direkten Zell-Zell-Kontakts impliziert. Diese Tumorstammzellen könnten nach einem Angriff durch NK Zellen einerseits durch Selektion übrig geblieben sein oder andererseits durch epithelial-mesenchymale Transition (EMT) neu entstanden sein.
Hinweise auf einen Selektionsprozess ließen sich anhand der verminderten Oberflächenexpression von NK Zell-Liganden auf Tumorstammzellen im Vergleich zu Nichtstammzellen finden. Die untersuchten Brustkrebszelllinien (MCF 7, SKBR 3, BT 474 und MDA MB 231) besaßen ein jeweils individuell reguliertes Muster der aktivierenden NKG2D Liganden (MICA, MICB, ULBP1, ULBP2, ULBP3), DNAM 1-Liganden (CD112, CD155) und von MHC1-Molekülen auf Tumorstammzellen und Nichtstammzellen. Die niedrigere Expression von NK Zell-Liganden auf Tumorstammzellen lässt auf eine verminderte Angreifbarkeit durch NK Zellen schließen.
Eine Induktion von Tumorstammzellen aus differenzierten epithelialen Tumorzellen via EMT nach einer Kokultur mit NK Zellen konnten wir beweisen. Aus einer stammzelldepletierten MCF 7-Population gingen nach dem Kontakt zu NK Zellen Tumorzellen mit dem Phänotyp CD44highCD24low de novo hervor. Die Herunterregulation des epithelialen Adhäsionsmoleküls E-Cadherin sowie die Hochregulation mesenchymaler Marker wie des Strukturproteins Vimentin, der EMT-auslösenden Transkriptionsfaktoren Slug, Snail und Twist, und der stammzelltypischen Transkriptionsfaktoren Oct4, KLF4 und cMyc auf mRNA-Ebene sprachen für eine EMT-getriggerte Induktion von Tumorstammzellen nach einer Kokultur von MCF 7-Zellen mit NK Zellen.
Desweiteren stellten wir fest, dass der direkte Kontakt zwischen Tumorzellen und NK Zellen für die Induktion von Tumorstammzellen von großer Bedeutung ist, und zwar auch nach Inhibition des zytotoxischen Effektorpotentials der NK Zellen. Diese Zell-Zell-Interaktionen scheinen von NKG2D und DNAM 1 abhängig zu sein und eine konsekutive Stammzellinduktion via EMT zu beinhalten.
Da aus einer nativen Population nach dem Kontakt zu NK-Zellen ein doppelt so hoher Anteil an Tumorstammzellen hervorging wie aus einer ebenso mit NK-Zellen behandelten stammzelldepletierten Fraktion, ist davon auszugehen, dass ein überdurchschnittlich gutes Überleben von Tumorstammzellen unter NK-Zell-vermitteltem Selektionsdruck auch zum „Immune Escape“ beitragen kann. Hinsichtlich ihrer Klonogenität gab es zwischen bestehenden und induzierten Tumorstammzellen keinen Unterschied. Beide Fraktionen waren in gleichem Ausmaß in der Lage neue Kolonien zu bilden.
Es konnte also gezeigt werden, dass eine EMT-getriggerte Induktion im Sinne eines „Immune Escapes“ von Brustkrebszellen nach dem Kontakt zu NK Zellen maßgeblich zur Tumorstammzellanreicherung beiträgt. Ein zusätzlicher Selektionsprozess bestehender Tumorstammzellen kann als wahrscheinlich angenommen werden. Interaktionen über die NK Zell-Rezeptoren NKG2D und DNAM 1 bzw. deren Liganden auf Tumorzellen scheinen eine Schlüsselrolle zu spielen. Sie könnten als Ansatzpunkt für medizinische Interventionen dienen, die zur Verhinderung einer Tumorstammzellanreicherung im Mammakarzinom beitragen und somit die Prognose von Brustkrebspatientinnen verbessern.
Background
Ovarian cancer is mostly associated with pathologically regulated permeability of peritoneal vessels, leading to ascites. Here, we investigated the molecular regulation of endothelial permeability by the vascular endothelial growth factor (VEGF) and both tight and adherens junction proteins (VE-cadherin and claudin 5) with regards to the tumor biology of different ovarian cancer types.
Methods
Serum and ascites samples before and after surgery, as well as peritoneal biopsies of 68 ovarian cancer patients and 20 healthy controls were collected. In serum and ascites VEGF protein was measured by ELISA. In peritoneal biopsies co-localization of VE-cadherin and claudin 5 was investigated using immunohistochemical dual staining. In addition, the gene expression of VE-cadherin and claudin 5 was quantified by Real-time PCR. Differences in VEGF levels, VE-cadherin and claudin 5 gene expression were analyzed in relation to various tumor characteristics (tumor stage, grading, histological subtypes, resection status after surgery) and then compared to controls. Furthermore, human primary ovarian cancer cells were co-cultured with human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) and changes in VE-cadherin and claudin 5 were investigated after VEGF inhibition.
Results
VEGF was significantly increased in tumor patients in comparison to controls and accumulates in ascites. The highest VEGF levels were found in patients diagnosed with advanced tumor stages, with tumors of poor differentiation, or in the group of solid / cystic-solid tumors. Patients with residual tumor after operation showed significantly higher levels of VEGF both before and after surgery as compared to tumor-free resected patients. Results of an immunohistochemical double-staining experiment indicated co-localization of VE-cadherin and claudin 5 in the peritoneal vasculature. Compared to controls, expression of VE-cadherin and claudin 5 was significantly suppressed in peritoneal vessels of tumor patients, but there were no significant differences regarding VE-cadherin and claudin 5 expression in relation to different tumor characteristics. A significant positive correlation was found between VE-cadherin and claudin 5 expression. VEGF inhibition in vitro was associated with significant increase in VE-cadherin and claudin 5.
Conclusions
Our results indicate that increased peritoneal permeability in ovarian cancer is due to down-regulation of adhesion proteins via tumor derived VEGF. Advanced ovarian cancer with aggressive tumor biology may be associated with early dysregulation of vascular permeability leading to ascites. These patients may benefit from therapeutic VEGF inhibition.
Nectin‐2 is an adhesion molecule that has been reported to play a role in tumor growth, metastasis and tumor angiogenesis. Herein, we investigated Nectin‐2 in ovarian cancer patients and in cell culture. Tumor as well as peritoneal biopsies of 60 ovarian cancer patients and 22 controls were dual stained for Nectin‐2 and CD31 using immunohistochemistry. Gene expression of Nectin‐2 was quantified by real‐time PCR and differences analyzed in relation to various tumor characteristics. In the serum of patients, vascular endothelial growth factor (VEGF) was quantified by ELISA. Effect of VEGF on Nectin‐2 expression as well as permeability was investigated in HUVEC. In tumor biopsies, Nectin‐2 protein was mainly localized in tumor cells, whereas in peritoneal biopsies, clear colocalization was found in the vasculature. T3 patients had a significantly higher percentage of positive lymph nodes and this correlated with survival. Nectin‐2 was significantly upregulated in tumor biopsies in patients with lymph node metastasis and with residual tumor >1 cm after surgery. Nectin‐2 expression was significantly suppressed in the peritoneal endothelium of patients associated with significantly increased VEGF serum levels. In cell culture, VEGF stimulation led to a significant downregulation of Nectin‐2 which was reversed by VEGF‐inhibition. In addition, Nectin‐2 knockdown in endothelial cells was associated with significantly increased endothelial permeability. Nectin‐2 expression in ovarian cancer may support tumor cell adhesion, leading to growth and lymph node metastasis. In addition, VEGF‐induced Nectin‐2 suppression in peritoneal endothelium may support an increase in vascular permeability leading to ascites production.
Das Mammakarzinom ist die häufigste Neoplasie bei Frauen und jede 11. Frau in Deutschland erkrankt im Lauf ihres Lebens an Brustkrebs. Die Überlebensaussichten haben sich in den letzten Jahrzehnten deutlich verbessert, was auf sensiblere Untersuchungsmethoden und die Therapieoptimierung zurückzuführen ist. Eine große Rolle spielt auch der Einsatz verschiedener Prognosefaktoren. Insbesondere Alter, Lymphknotenstatus, Tumorgröße, Histologie, Hormonrezeptor- und Her2-neu-Status kommen heute routinemäßig zum Einsatz. Trotz allen Fortschritts ist Brustkrebs weiterhin die führende Todesursache unter den Krebserkrankungen bei Frauen. Große Hoffnung wird in neue Therapiemethoden gesetzt, die in den Glukosestoffwechsel eingreifen. In letzter Zeit erlangten Glykolysemarker, die als Indikatoren für den veränderten Kohlenhydratstoffwechsel in Tumorzellen dienen, wachsendes Interesse. Obwohl Brustkrebs eine bereits häufig untersuchte Tumorentität ist, ist der Einfluss des Glukosestoffwechsels auf die Fähigkeit zur Metastasierung und die Überlebenszeit unbekannt. Für diese Studie wurde eine Gruppe von 160 Patientinnen ausgewählt, die vor mehr als 13 Jahren wegen einer Brustkrebsneuerkrankung behandelt wurden. Das bei der Operation entnommene Gewebe des primären Mammakarzinoms wurde immunhistochemisch auf die Expression von Tumor-M2-PK und pAkt, zweier ausgewählter Schlüsselenzyme der Tumorglykolyse, untersucht. Mit Hilfe monoklonaler Antikörper, die spezifisch an die dimere Isoform der M2-PK und das pAkt binden, wurden von jeder Probe der Expressionsgrad dieser beiden Marker sowie der immunreaktive Score bestimmt. Die Ergebnisse der Färbungen wurden mit klinisch-pathologischen- und Überlebensdaten der Patientinnen abgeglichen, um Informationen über die prognostische Relevanz dieser Marker zu erhalten. Eine Überexpression konnte in 58% der Fälle für M2-PK- und in 70% für pAkt nachgewiesen werden. Die übermäßig starke Expression der dimeren M2-Pyruvatkinase konnte als unabhängiger Prognosefaktor für das Langzeitüberleben beim Mammakarzinom identifiziert werden und die Mortalitätsrate bei Patientinnen mit positivem M2-PK/cut-off war deutlich geringer. Bei Frauen unter 52 Jahren und im Zusammenhang mit negativem Östrogenrezeptorstatus wurde häufiger die konstitutive Akt-Aktivierung beobachtet. Die routinemäßige Bestimmung der M2-PK könnte in Zukunft bei der Entwicklung individueller Behandlungskonzepte zum Einsatz kommen und die pAkt könnte als prädiktiver Faktor für die adjuvanten Therapie des Mammakarzinoms dienen.
Geburtseinleitung mit 2 mg Prostaglandin-E 2-Vaginalgel bei unreifem Zervixbefund (Bishop-Score 5)
(2004)
Das Ziel einer medikamentösen Geburtseinleitung ist, durch die Beendigung der Schwangerschaft ein besseres perinatales Ergebnis für Mutter und Kind zu erreichen als bei einer abwartenden Haltung. Da bei unreifem Zervixbefund die Applikation von 2 mg PGE2-Vaginalgel der Applikation von 1 mg PGE2-Vaginalgel und 0,5 mg PGE2-Intrazervikalgel überlegen erscheint wurde in dieser Studie überprüft, ob die Geburtseinleitung nach 12 Stunden mit 2 mg PGE2-Gel intravaginal bei unreifer Zervix (Bishop-Score ≤ 5) eine effektive und sichere Methode darstellt. Die Geburtseinleitung mit 2 mg PGE2-Vaginalgel führte bei Patientinnen mit vorzeitigem Blasensprung trotz unreifem Zervixbefund in einem hohen Prozentsatz (88%) innerhalb von 24 h zu einer vaginalen Entbindung. Dabei zeigte sich vor allem der Einfluss der Parität auf die Wirksamkeit der Geburtseinleitung bei unreifem Zervixbefund. Der Nachweis von phosphoryliertem IGFBP 1 im Zervikalsekret scheint einen paediktiven Wert für den Erfolg einer Geburtseinleitung zu besitzen. Es zeigte sich bei positivem actim Partus test eine signifikant höhere Spontangeburtsrate. Auch korreliert der actim Partus test mit dem Bishop-Score bei Einleitungsbeginn. Es ließen sich jedoch keine signifikant höheren vaginalen Entbindungsraten im 24 Stunden Intervall nachweisen. Dies ist möglicherweise mit der kleinen Fallzahl erklärbar. Somit scheint der actim Partus test mit der hohen Nachweisgrenze von 10 µg/l phosphoryliertem IGFBP 1 zur Abschätzung des Erfolges einer Geburtseinleitung bei unreifem Zervixbefund nur bedingt geeignet zu sein. Zukünftige Studien zur Geburtseinleitung mit Prostaglandin-E2-Vaginalgel bei unreifem Zervixbefund sollten mit einer Quantifizierung des phosphorylierten IGFBP 1 im Zervikalsekret durchgeführt werden um einen optimale Schwellenwert für die Entwicklung eines Schnelltests für die klinische Praxis zu ermitteln.
In Deutschland unterliegt die Reproduktionsmedizin umfassenden gesetzlichen Regelungen. Fertilisierte Oozyten müssen im Pronukleus-Stadium selektiert werden, hierbei darf maximal eine Anzahl von drei Embryonen kultiviert werden. Studien der vergangenen Jahre zielten vornehmlich auf die Entwicklung eines detaillierten Scoring-Systemes (Zygoten Screening im Pronukleus Stadium), um jeweils die Embryonen mit dem größten Entwicklungspotenzial zu selektieren. 99 Patientinnen wurden inkludiert und durchliefen entweder eine IVF oder ICSI Prozedur. Die fertilisierten Oozyten wurden im Pronukleus-Stadium beurteilt. TNF alpha und LIF, beides in der Reproduktionsmedizin bekannte Zytokine, wurden in gepoolten Kulturmedien an den Tagen 3 und 5 gemessen. 865 Oozyten wurden hierbei gewonnen, 438 zeigten positive Fertilisations-Zeichen, es fand sich eine Fertilisationsrate von 62,6%. Die Schwangerschaftsrate betrug 24,7%. Die mittlere PN Scores zeigten sich signifikant niedriger bei nicht konzipierenden Frauen (15.8 versus 17.2). Die mittlere TNF alpha Konzentration zeigte sich sowohl an Tag 3 als auch an Tag 5 signifikant erniedrigt in schwangeren Frauen gegenüber denen, welche nicht konzipierten (0.43pg/ml versus 0.59pg/ml). Die mittlere LIF Konzentration hingegen war signifikant erhöht bei schwangeren Frauen (56.2pg/ml versus 22.2pg/ml an Tag 3). Zusammenfassung: Das PN-Scoring bleibt eine gute Methode zur prognostischen Einschätzung des weiteren Entwicklungspotenziales von Präimplantationsembryonen. Höhere Konzentrationen von LIF und niedrigere Konzentrationen von TNF alpha in Kulturmedien scheinen eine favorable Rolle in der Embryogenese zu spielen.
Das Ziel dieser Arbeit war, eine qualitative Darstellung des Verteilungsmusters von Chemokinrezeptoren in der Dezidua der Frühschwangerschaft. Ferner sollte eine morphologische Zuordnung positiver Zellen zu den einzelnen Populationen (Cytotrophoblasten CTB, Stromazellen, Leukozyten) stattfinden. Eine Reihe von 15 Deciduageweben aus legaler Abtreibung wurde lichtmikroskopisch untersucht. Hierzu wurde eine immunhistochemischen Färbung verwendet mit monoklonalen Antikörpern gegen folgende Antigene: CCR6, CCR7, CCR9,CXCR2,CXCR3, CXCR4 und Panzytokeratin Die grösste Anzahl von CXCR4 Rezeptoren zeigten Zytotrophoblasten an der Spitze von auswachsenden Zellsäulen der Plazenta und an der Oberfläche der Dezidua. Im Gegensatz dazu waren die CTB an der Basis der Zellsäulen und in den tiefen Schichten der Dezidua deutlich schwächer gefärbt.. Diesem Rezeptor kommt wohl eine entscheidende Rolle bei der Chemotaxis, Zellproliferation und dem infiltrativen Wachstum zu. In den von uns gefärbten Schnitten zeigte keine Population von Trophoblasten positive Anfärbungen für CCR7. Das Färbebild von CCR9 zeigte bei uns unerwartet eine Kernfärbung der invasiven CTB. Es ließ sich eine sehr geringe Rezeptorausstattung der Lymphozyten feststellen.. CXCR 3 und CCR 6 jedoch zeigten in der Mehrzahl der Fälle positive Lymphozyten. Auffallend war, dass diese jedoch deutlich schwächer färbten als die vergleichbaren Zellen in der positiv Kontrolle gefärbte Tonsille. Die Dezidua in der Frühschwangerschaft scheint also durch das Herunterregulieren von Chemokinrezeptoren auf immunkompetenten Zellen ein Raum der Immuntoleranz zu sein.
Cancer stem cell (CSC) biology and tumor immunology have shaped our understanding of tumorigenesis. However, we still do not fully understand why tumors can be contained but not eliminated by the immune system and whether rare CSCs are required for tumor propagation. Long latency or recurrence periods have been described for most tumors. Conceptually, this requires a subset of malignant cells which is capable of initiating tumors, but is neither eliminated by immune cells nor able to grow straight into overt tumors. These criteria would be fulfilled by CSCs. Stem cells are pluripotent, immune-privileged, and long-living, but depend on specialized niches. Thus, latent tumors may be maintained by a niche-constrained reservoir of long-living CSCs that are exempt from immunosurveillance while niche-independent and more immunogenic daughter cells are constantly eliminated. The small subpopulation of CSCs is often held responsible for tumor initiation, metastasis, and recurrence. Experimentally, this hypothesis was supported by the observation that only this subset can propagate tumors in non-obese diabetic/scid mice, which lack T and B cells. Yet, the concept was challenged when an unexpectedly large proportion of melanoma cells were found to be capable of seeding complex tumors in mice which further lack NK cells. Moreover, the link between stem cell-like properties and tumorigenicity was not sustained in these highly immunodeficient animals. In humans, however, tumor-propagating cells must also escape from immune-mediated destruction. The ability to persist and to initiate neoplastic growth in the presence of immunosurveillance - which would be lost in a maximally immunodeficient animal model - could hence be a decisive criterion for CSCs. Consequently, integrating scientific insight from stem cell biology and tumor immunology to build a new concept of "CSC immunology" may help to reconcile the outlined contradictions and to improve our understanding of tumorigenesis.
Abstract
Background
HLA-G is a non-classical MHC class I molecule which exerts strong immunosuppressive effects on various immune cells. Several membrane-bound and soluble isoforms are known. Physiologically, HLA-G is predominantly expressed in the placenta, where it contributes to protecting the semi-allogeneic embryo from rejection by the maternal immune system. However, HLA-G is also often upregulated during tumourigenesis, such as in ovarian cancer. The aim of this thesis is to investigate how soluble HLA-G may contribute to local immunosuppression in ovarian carcinomas, and to characterize HLA-G expression in different ovarian carcinoma subtypes and metastases.
Results
As reported by others, physiological HLA-G expression is restricted to few tissues, such as placenta and testes. Here, HLA-G was also detected in the medulla of the adrenal gland. In contrast, HLA-G expression was frequently detected in tumours of all assessed subtypes of ovarian carcinomas (serous, mucinous, endometrioid and clear cell). Highest expression levels were detected in high-grade serous carcinomas. In primary tumours, expression of HLA-G correlated with expression of classical MHC class I molecules HLA-A, -B and -C. Surprisingly, high levels of HLA-G were also detected on dendritic cells in local lymph nodes. As no expression of HLA-G was inducible in monocytes or dendritic cells from healthy donors in response to IL-10 or IL-4, we speculated that tumour-derived soluble HLA-G might be transferred to dendritic cells via the lymphatic system. Accordingly, high levels of tumour-derived soluble HLA-G were detected in ovarian cancer ascites samples. In vitro, dendritic cells expanded in the presence of IL-4, IL-10 and GM-CSF (DC-10) were particularly prone to binding high amounts of soluble HLA-G via ILT receptors. Furthermore, HLA-G loaded DC-10 cells inhibited the proliferation of CD8 effector cells and induced regulatory T cells, even when the DC-10 cells had been fixed with paraformaldehyde.
Conclusion
The immunosuppressive molecule HLA-G is overexpressed in high-grade serous ovarian carcinomas, which account for the majority of ovarian cancers. In particular tumours with a high mutational burden and intact expression of classical, immunogenic MHC class Ia molecules may use HLA-G to escape from immunosurveillance. Additionally, tumour-derived soluble HLA-G may inhibit adaptive immune responses by binding to dendritic cells in local lymph nodes. Dendritic cells usually play a decisive role in the initiation of adaptive anti-tumour immune responses by presenting tumour antigens to cytotoxic T cells. In contrast, dendritic cells loaded with soluble HLA-G inhibit the proliferation of effector T cells and promote the induction of regulatory T cells. Thus, soluble HLA-G that is transferred to dendritic cells via lymphatic vessels may enable ovarian carcinomas to remotely suppress anti-tumour immune responses in local lymph nodes. This novel immune-escape mechanism may also exist in other solid tumours that express HLA-G.
Simple Summary
Anti-hormonal therapie regimes are well established in oncological treatments in breast cancer. In contrast there is limited knowledge of their effects on metastatic brain metastases in advanced breast cancer and their ability to cross the blood brain-barrier. In this review, we point out the usual antihormonal therapy options in the primary disease, but also in metastatic breast cancer. In addition, we explain the epidemiological facts of brain metastases, as well as the basics of the blood-brain barrier and how this is overcome by metastase. Last but not least, we deal with the known anti-hormonal therapy options and present clinical studies on their intracerebral effect, as well as the known basics of their blood-brain barrier penetration. Not all common anti-hormonal therapeutics are able to penetrate the CNS. It is therefore important for the treating oncologists to use substances that have been proven to cross the BBB, despite the limited data available. Aromataseinhibitors, especially letrozole, probably also tamoxifen, everolimus and CDK4/6 inhibitors, especially abemaciclib, appear to act intracerebrally by overcoming the blood-brain barrier. Nevertheless, further data must be obtained in basic research, but also health care research in relation to patients with brain metastases.
Abstract
The molecular receptor status of breast cancer has implications for prognosis and long-term metastasis. Although metastatic luminal B-like, hormone-receptor-positive, HER2−negative, breast cancer causes brain metastases less frequently than other subtypes, though tumor metastases in the brain are increasingly being detected of this patient group. Despite the many years of tried and tested use of a wide variety of anti-hormonal therapeutic agents, there is insufficient data on their intracerebral effectiveness and their ability to cross the blood-brain barrier. In this review, we therefore summarize the current state of knowledge on anti-hormonal therapy and its intracerebral impact and effects on the blood-brain barrier in breast cancer.
Brain metastases are the most severe tumorous spread during breast cancer disease. They are associated with a limited quality of life and a very poor overall survival. A subtype of extracellular vesicles, exosomes, are sequestered by all kinds of cells, including tumor cells, and play a role in cell-cell communication. Exosomes contain, among others, microRNAs (miRs). Exosomes can be taken up by other cells in the body, and their active molecules can affect the cellular process in target cells. Tumor-secreted exosomes can affect the integrity of the blood-brain barrier (BBB) and have an impact on brain metastases forming. Serum samples from healthy donors, breast cancer patients with primary tumors, or with brain, bone, or visceral metastases were used to isolate exosomes and exosomal miRs. Exosomes expressed exosomal markers CD63 and CD9, and their amount did not vary significantly between groups, as shown by Western blot and ELISA. The selected 48 miRs were detected using real-time PCR. Area under the receiver-operating characteristic curve (AUC) was used to evaluate the diagnostic accuracy. We identified two miRs with the potential to serve as prognostic markers for brain metastases. Hsa-miR-576-3p was significantly upregulated, and hsa-miR-130a-3p was significantly downregulated in exosomes from breast cancer patients with cerebral metastases with AUC: 0.705 and 0.699, respectively. Furthermore, correlation of miR levels with tumor markers revealed that hsa-miR-340-5p levels were significantly correlated with the percentage of Ki67-positive tumor cells, while hsa-miR-342-3p levels were inversely correlated with tumor staging. Analysis of the expression levels of miRs in serum exosomes from breast cancer patients has the potential to identify new, non-invasive, blood-borne prognostic molecular markers to predict the potential for brain metastasis in breast cancer. Additional functional analyzes and careful validation of the identified markers are required before their potential future diagnostic use.
Background
The most threatening metastases in breast cancer are brain metastases, which correlate with a very poor overall survival, but also a limited quality of life. A key event for the metastatic progression of breast cancer into the brain is the migration of cancer cells across the blood-brain barrier (BBB).
Methods
We adapted and validated the CD34\(^+\) cells-derived human in vitro BBB model (brain-like endothelial cells, BLECs) to analyse the effects of patient serum on BBB properties. We collected serum samples from healthy donors, breast cancer patients with primary cancer, and breast cancer patients with, bone, visceral or cerebral metastases. We analysed cytokine levels in these sera utilizing immunoassays and correlated them with clinical data. We used paracellular permeability measurements, immunofluorescence staining, Western blot and mRNA analysis to examine the effects of patient sera on the properties of BBB in vitro.
Results
The BLECs cultured together with brain pericytes in transwells developed a tight monolayer with a correct localization of claudin-5 at the tight junctions (TJ). Several BBB marker proteins such as the TJ proteins claudin-5 and occludin, the glucose transporter GLUT-1 or the efflux pumps PG-P and BCRP were upregulated in these cultures. This was accompanied by a reduced paracellular permeability for fluorescein (400 Da). We then used this model for the treatment with the patient sera. Only the sera of breast cancer patients with cerebral metastases had significantly increased levels of the cytokines fractalkine (CX3CL1) and BCA-1 (CXCL13). The increased levels of fractalkine were associated with the estrogen/progesterone receptor status of the tumour. The treatment of BLECs with these sera selectively increased the expression of CXCL13 and TJ protein occludin. In addition, the permeability of fluorescein was increased after serum treatment.
Conclusion
We demonstrate that the CD34\(^+\) cell-derived human in vitro BBB model can be used as a tool to study the molecular mechanisms underlying cerebrovascular pathologies. We showed that serum from patients with cerebral metastases may affect the integrity of the BBB in vitro, associated with elevated concentrations of specific cytokines such as CX3CL1 and CXCL13.
Die vorliegende Arbeit quantifiziert die Korrelationen zwischen blutrheologischen Parametern und Erythrozyten-Indizes an einem repräsentativen und gut definierten Kollektiv gesunder Frauen im Vorfeld eines elektiven gynäkologischen Eingriffes.
Gemäß der erhobenen Resultate besteht bei 286 gesunden Frauen mittleren Alters zwischen der Verformbarkeit, dem MCV und dem MCH der Erythrozyten eine statistisch signifikante Korrelation, die in Gegenwart hoher Scherkräfte an Ausprägung zunimmt. Gleichzeitig vermindert sich mit zunehmender MCHC die Erythrozytenverformbarkeit stetig und statistisch signifikant, wobei dieser Effekt am deutlichsten in Gegenwart hoher Scherkräfte, wie diese beispielsweise in den Kapillaren der Endstrombahn anzunehmen sind, nachweisbar ist.
The antibody trastuzumab (Herceptin) has substantially improved overall survival for patients with aggressive HER2-positive breast cancer. However, about 70% of all treated patients will experience relapse or disease progression. This may be related to an insufficient targeting of the CD44(high)CD24(low) breast cancer stem cell subset, which is not only highly resistant to chemotherapy and radiotherapy but also a poor target for trastuzumab due to low HER2 surface expression. Hence, we explored whether the new antibody-drug conjugate T-DM1, which consists of the potent chemotherapeutic DM1 coupled to trastuzumab, could improve the targeting of these tumor-initiating or metastasis-initiating cells. To this aim, primary HER2-overexpressing tumor cells as well as HER2-positive and HER2-negative breast cancer cell lines were treated with T-DM1, and effects on survival, colony formation, gene and protein expression as well as antibody internalization were assessed. This revealed that CD44(high)CD24(low)HER2(low) stem cell-like breast cancer cells show high endocytic activity and are thus particularly sensitive towards the antibody-drug conjugate T-DM1. Consequently, preexisting CD44(high)CD24(low) cancer stem cells were depleted by concentrations of T-DM1 that did not affect the bulk of the tumor cells. Likewise, colony formation was efficiently suppressed. Moreover, when tumor cells were cocultured with natural killer cells, antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity was enhanced, and EMT-mediated induction of stem cell-like properties was prevented in differentiated tumor cells. Thus our study reveals an unanticipated targeting of stem cell-like breast cancer cells by T-DM1 that may contribute to the clinical efficacy of this recently approved antibody-drug conjugate.
Purpose
The reliable detection of tumor-infiltrated axillary lymph nodes for breast cancer [BC] patients plays a decisive role in further therapy. We aimed to find out whether cross-sectional imaging techniques could improve sensitivity for pretherapeutic axillary staging in nodal-positive BC patients compared to conventional imaging such as mammography and sonography.
Methods
Data for breast cancer patients with tumor-infiltrated axillary lymph nodes having received surgery between 2014 and 2020 were included in this study.
All examinations (sonography, mammography, computed tomography [CT] and magnetic resonance imaging [MRI]) were interpreted by board-certified specialists in radiology. The sensitivity of different imaging modalities was calculated, and binary logistic regression analyses were performed to detect variables influencing the detection of positive lymph nodes.
Results
All included 382 breast cancer patients had received conventional imaging, while 52.61% of the patients had received cross-sectional imaging.
The sensitivity of the combination of all imaging modalities was 68.89%. The combination of MRI and CT showed 63.83% and the combination of sonography and mammography showed 36.11% sensitivity.
Conclusion
We could demonstrate that cross-sectional imaging can improve the sensitivity of the detection of tumor-infiltrated axillary lymph nodes in breast cancer patients. Only the safe detection of these lymph nodes at the time of diagnosis enables the evaluation of the response to neoadjuvant therapy, thereby allowing access to prognosis and improving new post-neoadjuvant therapies.
Breast cancer is the most common cancer among women worldwide. Every year, nearly 1.4 million new cases of breast cancer are diagnosed, and about 450.000 women die of the disease. Approximately 15-25% of breast cancer cases exhibit increased quantities of the trans-membrane receptor tyrosine kinase human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) on the tumor cell surface. Previous studies showed that blockade of this HER2 proto-oncogene with the antibody trastuzumab substantially improved the overall survival of patients with this aggressive type of breast cancer. Recruitment of natural killer (NK) cells and subsequent induction of antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) contributed to this beneficial effect. We hypothesized that antibody binding to HER2-positive breast cancer cells and thus ADCC might be further improved by synergistically applying two different HER2-specific antibodies, trastuzumab and pertuzumab. We found that tumor cell killing via ADCC was increased when the combination of trastuzumab, pertuzumab, and NK cells was applied to HER2-positive breast cancer cells, as compared to the extent of ADCC induced by a single antibody. Furthermore, a subset of \(CD44^{high}CD24^{low}HER2^{low}\) cells, which possessed characteristics of cancer stem cells, could be targeted more efficiently by the combination of two HER2-specific antibodies compared to the efficiency of one antibody. These in vitro results demonstrated the immunotherapeutic benefit achieved by the combined application of trastuzumab and pertuzumab. These findings are consistent with the positive results of the clinical studies, CLEOPATRA and NEOSPHERE, conducted with patients that had HER2-positive breast cancer. Compared to a single antibody treatment, the combined application of trastuzumab and pertuzumab showed a stronger ADCC effect and improved the targeting of breast cancer stem cells.
Background
Luminal A breast cancers respond well to anti-hormonal therapy (HT), are associated with a generally favorable prognosis and constitute the majority of breast cancer subtypes. HT is the mainstay of treatment of these patients, accompanied by an acceptable profile of side effects, whereas the added benefit of chemotherapy (CHT), including anthracycline and taxane-based programs, is less clear-cut and has undergone a process of critical revision.
Methods
In the framework of the BRENDA collective, we analyzed the benefits of CHT compared to HT in 4570 luminal A patients (pts) with primary diagnosis between 2001 and 2008. The results were adjusted by nodal status, age, tumor size and grading.
Results
There has been a progressive reduction in the use of CHT in luminal A patients during the last decade. Neither univariate nor multivariate analyses showed any statistically significant differences in relapse free survival (RFS) with the addition of CHT to adjuvant HT, independent of the nodal status, age, tumor size or grading. Even for patients with more than 3 affected lymph nodes, there was no significant difference (univariate: p = 0.865; HR 0.94; 95% CI: 0.46–1.93; multivariate: p = 0.812; HR 0.92; 95% CI: 0.45–1.88).
Conclusions
The addition of CHT to HT provides minimal or no clinical benefit at all to patients with luminal A breast cancer, independent of the RFS-risk. Consequently, risk estimation cannot be the initial step in the decisional process. These findings–that are in line with several publications–should encourage the critical evaluation of applying adjuvant CHT to patients with luminal A breast cancer.
Evaluation of clinical parameters influencing the development of bone metastasis in breast cancer
(2016)
Background
The development of metastases is a negative prognostic parameter for the clinical outcome of breast cancer. Bone constitutes the first site of distant metastases for many affected women. The purpose of this retrospective multicentre study was to evaluate if and how different variables such as primary tumour stage, biological and histological subtype, age at primary diagnosis, tumour size, the number of affected lymph nodes as well as grading influence the development of bone-only metastases.
Methods
This retrospective German multicentre study is based on the BRENDA collective and included 9625 patients with primary breast cancer recruited from 1992 to 2008. In this analysis, we investigated a subgroup of 226 patients with bone-only metastases. Association between bone-only relapse and clinico-pathological risk factors was assessed in multivariate models using the tree-building algorithms “exhausted CHAID (Chi-square Automatic Interaction Detectors)” and CART(Classification and Regression Tree), as well as radial basis function networks (RBF-net), feedforward multilayer perceptron networks (MLP) and logistic regression.
Results
Multivariate analysis demonstrated that breast cancer subtypes have the strongest influence on the development of bone-only metastases (χ2 = 28). 29.9 % of patients with luminal A or luminal B (ABC-patients) and 11.4 % with triple negative BC (TNBC) or HER2-overexpressing tumours had bone-only metastases (p < 0.001). Five different mathematical models confirmed this correlation. The second important risk factor is the age at primary diagnosis. Moreover, BC subcategories influence the overall survival from date of metastatic disease of patients with bone-only metastases. Patients with bone-only metastases and TNBC (p < 0.001; HR = 7.47 (95 % CI: 3.52–15.87) or HER2 overexpressing BC (p = 0.007; HR = 3.04 (95 % CI: 1.36–6.80) have the worst outcome compared to patients with luminal A or luminal B tumours and bone-only metastases.
Conclusion
The bottom line of different mathematical models is the prior importance of subcategories of breast cancer and the age at primary diagnosis for the appearance of osseous metastases. The primary tumour stage, histological subtype, tumour size, the number of affected lymph nodes, grading and NPI seem to have only a minor influence on the development of bone-only metastases.
The Marketing Effect
(2010)
GDF-15 ist ein atypisches Mitglied der TGF-b-Superfamilie. Unter physiologischen Bedingungen kommt es nur in der Plazenta in größeren Mengen vor, während es in zahlreichen Tumoren überexprimiert gefunden wurde. Die genaue Funktion von GDF-15 im Tumorkontext ist nicht genau geklärt. Aufgrund der häufigen und hohen Expression in Tumoren scheint GDF-15 eine wesentliche Funktion im Tumorprogress auszuüben. Das Ovarialkarzinom (OvCA) nimmt die Stellung als tödlichste gynäkologische Erkrankung ein. Da der Tumor meist erst in fortgeschrittenen Stadien diagnostiziert wird, sind bis heute die Heilungschancen schlecht. Häufig kommt es zum Rezidiv nach zunächst erfolgreicher Chemotherapie und mit 30% ist die 5-Jahres-Überlebenschance gering. Für die chemoresistenten Fälle gibt es bis zum heutigen Zeitpunkt keine effektive Therapie. Dies verdeutlicht die Notwendigkeit, neue innovative Therapiestrategien zu entwickeln. Günstige immunologische Parameter korrelieren mit der Überlebensdauer von OvCA-Patientinnen, was die Immuntherapie beim OvCA in den Fokus der experimentellen klinischen Therapie rückt. Doch um neue immuntherapeutische Strategien entwickeln zu können, müssen zunächst immunologisch relevante Angriffspunkte identifiziert werden. Das in vielen Tumoren exprimierte GDF-15 ist mit einem der stärksten immunsuppressiven Faktoren verwandt, was die Vermutung nahe legt, dass auch GDF-15 eine immunologisch relevante Funktion im Tumorkontext ausüben könnte. Daher wurden die Expression und die mögliche Funktion von GDF-15 als Immunmodulator im Ovarialkarzinom untersucht. Expressionsanalysen von OvCA-Gewebe und primären OvCA-Zellen zeigten, dass GDF-15 das am stärksten überexprimierte Gen der untersuchten TGF-b-Familienmitglieder im OvCA ist. Auch als sezerniertes Protein wird GDF-15 in vivo und in vitro im OvCA detektiert, was auf eine funktionale Rolle von GDF-15 im OvCA hindeutet. Normalerweise eliminiert das Immunsystem entartete körpereigene Zellen. Manchmal gelingt es Tumorzellen jedoch, sich dieser Immunüberwachung zu entziehen und dem Immunsystem zu „entwischen“. Inwieweit GDF-15 bei der Koordination des „immune escape“ des OvCA eine Rolle spielt, sollte im Fokus dieser Arbeit stehen. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Wirkung von GDF-15 auf NK-Zellen, da diese als frühe Effektoren und wichtige Mediatoren zwischen angeborenem und adaptivem Immunsystem nicht nur eine Schlüsselrolle bei der immunologische Überwachung spielen, sondern sich dadurch auch als ideale Werkzeuge für die Tumorimmuntherapie auszeichnen. Exogenes GDF-15 hemmt in vitro die Lyseaktivität von NK-Zellen gegenüber OvCA-Zellen. Endogene GDF-15-Defizienz der OvCA-Zellen sensitiviert diese für NK-Zell-Lyse und endogene GDF-15-Überexpression mindert die NK-Lyseaktivität. Die Hemmung der NK-Lyseaktivität kann durch verschiedene synergistisch wirkende Mechanismen erfolgen: durch Rezeptormodulation, durch direkte Modulation des Lysemechanismus und durch Apoptoseregulation. Wie TGF-b1 reguliert GDF-15 die Expression des aktivierenden NK-Rezeptors NKG2D von der Zelloberfläche herunter und induziert zusätzlich die Expression des inhibierenden Rezeptors CD305 und die des mit NKG2A- und NKG2C-assoziierten Rezeptors CD94. Daneben greift GDF-15 direkt in den Lysemechanismus der NK-Zellen ein, indem es die Granzym B-Expression beeinflusst. Darüber hinaus sensitiviert GDF-15 Immunzellen für die Apoptose durch die Induktion von Fas/CD95. Signaltransduktionsanalysen zeigen, dass GDF-15 in Immunzellen die SMAD-Proteine zeitverzögert zu TGF-b aktiviert, was auf eine indirekte Wirkung schließen lässt. Zusätzlich kann GDF-15 auch die die p38/MAPK in Immunzellen aktivieren. Die Genregulation von GDF-15 und TGF-b1 in NK-Zellen ist sehr verschieden. Beide Zytokine regulieren überwiegend Gene aus gleichen Funktionalitätsclustern, allerdings sind die einzelnen von TGF-b1 und GDF-15 regulierten Gene verschieden. Nur drei Gene (CD55, Caspase-8 und Apolipoprotein 6) sind durch GDF-15 und TGF-b1 gleich reguliert. Zusammengefasst zeigt sich eine funktionale Analogie von GDF-15 und TGF-b1 in NK-Zellen. TGF-b1 scheint eine stärkere Wirkung zu induzieren, dafür zeigt GDF-15 hier ein breiteres Funktionalitätsspektrum. Durch die Charakterisierung der funktionalen Rolle von GDF-15 als Immunmodulator in Tumoren ist hier ein neuer potentieller Angriffspunkt identifiziert worden, welcher Grundlage für neue Tumortherapiestrategien, nicht nur für das OvCA, sondern auch für andere GDF-15-exprimierende Tumore sein kann.
Eine Chemotherapie-induzierte Infertilität bedingt bei vielen betroffenen Patientinnen eine verminderte Lebensqualität sowie eine erhebliche psychische Belastung. Daher ist die Forschung an verschiedenen Maßnahmen der Fertilitätsprotektion von Patientinnen im reproduktionsfähigen Alter, die eine zytotoxische Therapie benötigen, von großer Bedeutung. Bislang gibt es keine ideale Methode der Ovarprotektion während einer gonadotoxischen Therapie.
Nicht-medikamentöse Maßnahmen zum Fertilitätserhalt haben den Nachteil der Invasivität und des hierzu häufig notwendigen Zeitfensters von mindestens zwei Wochen. Außerdem bleiben die Kryokonservierung von Ovargewebe, die In-vitro-Maturation und die Kryokonservierung von unreifen Oozyten bislang aufgrund der geringen Erfahrung nur experimentell. Bezüglich der Wirksamkeit einer medikamentösen Fertilitätsprotektion mittels GnRH-Agonisten bleibt die Evidenz kontrovers.
Anhand der hier vorgestellten prospektiven Kohortenstudie mit 116 prämenopausalen Chemotherapie-Patientinnen im Alter von 13‑40 Jahren sollte die Wirksamkeit einer Fertilitätsprotektion mittels GnRH-a überprüft werden. Bei der Beurteilung der ovariellen Reserve lag der Fokus auf der Bestimmung des Anti-Müller-Hormons, welches nach aktueller Evidenz die ovarielle Reserve am genausten wiederspiegelt, jedoch bisher nur in wenigen Studien zu dieser Thematik untersucht wurde.
In unserem Patientenkollektiv waren die erhobenen Fertilitätsparameter (Zyklus und serologische Marker: AMH, FSH, E2) nach der Chemotherapie im Vergleich zu vorher größtenteils signifikant verändert, entsprechend einer verminderten ovariellen Reserve. Die Anti-Müller-Hormon-Serumspiegel waren im Gesamtkollektiv nach der Chemotherapie signifikant gesunken (p < 0,001) und die FSH-Serumspiegel waren signifikant angestiegen (p = 0,023). Ferner hatten nach der Chemotherapie nur noch 61,3 % der Patientinnen einen regelmäßigen Zyklus, im Gegensatz zu 100 % vor der Chemotherapie. Aus diesen Ergebnissen lässt sich ableiten, dass in unserem Patientenkollektiv trotz der GnRH-a-Therapie die Entwicklung einer Chemotherapie-induzierten ovariellen Insuffizienz nicht verhindert werden konnte.
Besondere Berücksichtigung bei der Auswertung der Ergebnisse fanden der Einfluss des Alters und des Body-Mass-Index sowie die Verwendung einer hormonellen Konzeption auf die Fertilitätsparameter.
Aufgrund der hohen Zahl an Drop-outs (n = 81) sind die Ergebnisse dieser Studie jedoch nur eingeschränkt generalisierbar. Auch wäre der Vergleich mit einer Kontrollgruppe von größerer Aussagekraft gewesen.
Eine mögliche Erklärung für die weiterhin kontroverse Datenlage bezüglich der Wirksamkeit von GnRH-Agonisten in der Fertilitätsprotektion ist die schlechte Vergleichbarkeit der bisher durchgeführten Studien. Dies liegt unter anderem an den heterogenen Patientengruppen (Erkrankungsart, Therapieart und -dosis, Altersunterschied), den unterschiedlichen Definitionen ovarieller Insuffizienz, den teilweise sehr kurzen Follow-up-Zeiträumen sowie daran, dass der Großteil der Studien bislang nicht Placebo-kontrolliert durchgeführt wurde.
Insgesamt besteht daher der Bedarf an weiteren randomisiert-kontrollierten Studien mit großen Patientenkollektiven und genauen Methoden der Beurteilung der ovariellen Reserve, idealerweise mittels AMH-Wert-Bestimmung kombiniert mit der sonographischen Ermittlung der Anzahl antraler Follikel (AFC).
In der klinischen Praxis wird die Anwendung von GnRH-Agonisten in der Fertilitätsprotektion aufgrund der unklaren Datenlage nur in Kombination mit anderen Maßnahmen empfohlen.
Ergebnisse der gynäkolgischen Descensuschirurgie unter Verwendung des GYNECARE PROLIFT® prolenemesh am Krankenhaus Agatharied
Der Descensus genitalis ist eine der häufigsten gutartigen Erkrankungen der Frau, im Jahr 2010 waren mehr als 316 Millionen Frauen weltweit betroffen. Es besteht ein Lebensrisiko von 11,1% für eine chirurgische Intervention für eine 80jährige Frau.
Die Gründe liegen v. a. in der Anzahl vaginaler (operativer) Geburten, Adiopsitas, Z.n. Hysterektomie, Überalterung und chronisch erhöhter intraabdominaler Druck.
Die klinische Symptomatik besteht aus den typischen Senkungssymptomen wie Fremdkörper- und Druckgefühl, Ulcerationen mit Blutung, Fluor, Infektionen und Schmerzen. Außerdem kann es zu anorectaler Dysfunktion und Störungen der Blasenspeicher- und entleerungsfunktion kommen. Auch werden häufig Störungen der Sexualfunktion beschrieben.
Die anatomiegerechte Beckenbodendefektbehebung mittels Polypropylene-Kunststoffnetzen (GYNECARE PROLIFT® prolenemesh) über den vaginalen Zugang wird zunehmend, neben den klassischen Descensusoperationen, zur Rekonstruktion des weiblichen Beckenbodens verwendet.
Anhand der prä- und postoperativen Anamnese und Untersuchung nach dem POP-Q Schema einschließlich intra- und postoperativer Veräufe sowie 4 etablierter Fragebögen (PFDI-20, PFIQ-7, PISQ-12 und PGI-C) zu subjektiven Einschränkungen durch den Descensus erfolgt die Evaluation des Erfolges der Netzimplantation und ein Vergleich mit Ergebnissen anderer Methoden der Descensuschirurgie.
Ergebnisse: Netzspezifische Komplikationen wie Exposition in die Scheide, Erosion in Nachbarorgane, Schrumpfung der Netze mit Schmerzen, Auftreten einer De Novo Belastungsinkontinenz oder einer Dyspareunie wurden im vorliegenden Kollektiv deutlich seltener als in der Literatur verzeichnet. Die Netzimplantation war in 81,5% (Stadium 0 oder 1) erfolgreich, es kam in 18,5% zu einem Rezidiv. Je nach Literatur und betroffenem Kompartiment liegen die Rezidivraten nach Mesheinlage zwischen 3,5 und 46% und bei 2 bis 42,5% nach klassischen Descensusoperationen. In allen 4 Fragebögen wurde eine Verbesserung der Lebensqualität, der sexuellen Zufriedenheit und der Speicher- und Entleerungsfunktion von Blase und Darm verzeichnet, jedoch war die Netzimplantation gleichwertig mit den klassischen Senkungsoperationen.
Background
The decision making process for axillary dissection has changed in recent years for patients with early breast cancer and positive sentinel lymph nodes (LN). The question now arises, what is the optimal surgical treatment for patients with positive axillary LN (pN+). This article tries to answer the following questions:
(1)
Is there a survival benefit for breast cancer patients with 3 or more positive LN (pN3+) and with more than 10 removed LN?
(2)
Is there a survival benefit for high risk breast cancer patients (triple negative or Her2 + breast cancer) and with 3 or more positive LN (pN3+) with more than 10 removed LN?
(3)
In pN + patients is the prognostic value of the lymph node ratio (LNR) of pN+/pN removed impaired if 10 or less LN are removed?
Methods
A retrospective database analysis of the multi center cohort database BRENDA (breast cancer under evidence based guidelines) with data from 9625 patients from 17 breast centers was carried out. Guideline adherence was defined by the 2008 German National consensus guidelines.
Results
2992 out of 9625 patients had histological confirmed positive lymph nodes. The most important factors for survival were intrinsic sub types, tumor size and guideline adherent chemo- and hormonal treatment (and age at diagnosis for overall survival (OAS)). Uni-and multivariable analyses for recurrence free survival (RFS) and OAS showed no significant survival benefit when removing more than 10 lymph nodes even for high-risk patients. The mean and median of LNR were significantly higher in the pN+ patients with ≤10 excised LN compared to patients with > 10 excised LN. LNR was in both, uni-and multivariable, analysis a highly significant prognostic factor for RFS and OAS in both subgroups of pN + patients with less respective more than 10 excised LN. Multivariable COX regression analysis was adjusted by age, tumor size, intrinsic sub types and guideline adherent adjuvant systemic therapy.
Conclusion
The removal of more than 10 LN did not result in a significant survival benefit even in high risk pN + breast cancer patients.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Bedeutung der intrazytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI) in der Behandlung der schweren männlichen Subfertilität. Es wurden die ersten 449 ICSI-Behandlungszyklen an der Frauenklinik Dr. Wilhelm Krüsmann in München ausgewertet, die von Oktober 1993 bis März 1995 bei insgesamt 313 Ehepaaren durchgeführt wurden. Eingang in das ICSI-Programm hatten ausschließlich Ehepaare gefunden, bei denen auf Seiten des Mannes eine schwere Subfertilität mehrfach nachgewiesen war – entweder durch wiederholt erstellte Spermiogramme oder aufgrund vorangegangener erfolgloser IVF-Versuche, also ohne ICSI. Bei fast der Hälfte aller Paare lagen zusätzlich auch auf Seite der Frau eine Erkrankung oder anamnestische Hinweise auf eine Fertilitätsminderung vor. Es konnte gezeigt werden, daß unabhängig von der Schwere der Pathologie des Spermiogramms, so auch in Fällen, in denen überhaupt nur vereinzelt lebende Spermatozoen gefunden wurden, hohe Fertilisierungs-, Embryotransfer- und Schwangerschaftsraten erzielt werden können. Dabei traten sogar Konzeptionen nach ICSI mittels epididymalen und testikulären Spermatozoen ein. Ein Einfluß der auf Seite der Frau vorliegenden fertilitätsmindernden Faktoren konnte in dieser Arbeit nicht nachgewiesen werden. Demgegenüber scheint die zunehmende Anzahl an behandelten Fällen und die damit verbundene größere Erfahrung einen positiven Einfluß auf die Erfolgsrate der ICSI zu nehmen. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, daß die Schwangerschaftsrate nach einer Übungsphase signifikant höher liegt. Daraus ist der Schluß zu ziehen, daß Zentren mit einer entsprechend großen Fallzahl bessere Schwangerschaftsraten erzielen könnten. Nicht untersucht wurde in dieser Arbeit die Geburtenrate und damit die eigentliche Baby-take-home-Rate. Für das einzelne Paar, das von langem, nicht erfülltem Kinderwunsch betroffen ist, hat aber gerade diese Rate eine große Bedeutung. Wichtig erscheint auch in diesem Zusammenhang die Etablierung von prospektiven kontrollierten Studien, die sich mit langangelegten Nachuntersuchungen der nach ICSI geborenen Kinder beschäftigt, um sicherzugehen, daß diese doch sehr junge Methode gesunde Nachkommen mit einer normalen Entwicklung, auch in den ihnen nachfolgenden Generationen, hervorbringt.
Zusammenfassung Das Studienkollektiv setzte sich aus 79 Patientinnen zusammen, bei denen im Zeitraum von Juli 1998 bis August 2002 an der Universitäts-Frauenklinik Würzburg (UFK) eine suburethrale Schlingeninsertion (tension-free vaginal tape, TVT®) durchgeführt wurde. Hauptindikation für eine TVT®-Operation war eine bestehende primäre oder Rezidiv-Stressinkontinenz I. - III. Grades (44.3%), teilweise kombiniert mit einer Urgekomponente (55.7%). Bei einem Teil der Patientinnen (43%) wurden wegen eines Deszensus Zusatzeingriffe durchgeführt. Die Patientinnen waren zum Zeitpunkt der Operation durchschnittlich 59 Jahre (36-84) alt, 80% waren bereits postmenopausal. Sie hatten 2.4 Kinder (0-9) geboren und der BMI lag im Mittel bei 26.9 kg/m2. Präoperativ wurde das Kollektiv in der Urogynäkologischen Abteilung ausgiebig untersucht. Dies beinhaltete die Anamneseerhebung, die gynäkologische Untersuchung, die Urodynamik und die Perinealsonographie. Postoperative Evaluationen wurden nach sechs Wochen, drei Monaten, sechs Monaten und einem Jahr durchgeführt. Besonderes Augenmerk galt dem subjektiven Empfinden über Erfolg und Misserfolg der Therapie. Durch den Eingriff verbesserte sich der HIK-Grad bei 93% aller Patientinnen, lediglich bei 7% blieb er unverändert. In keinem Fall kam es zu einer Verschlechterung. 96% wiesen einen Stressgrad 0/I auf, l4% hatten einen Stressgrad II. Der Stresstest (HIK-Test) ergab ähnlich positive Ergebnisse: 84% der Frauen waren kontinent. Die Urgekomponente reduzierte sich von 56% auf postoperative 38%. In 8% der Fälle trat eine de novo Urge auf. Bei den urodynamischen Messungen änderte sich nur wenig. In der Zystometrie wurden ein signifikant erhöhter leichter und starker Harndrang ermittelt. Der Depressionsquotient Dep Q spiegelte die Heilungsrate wieder; danach waren 84% kontinent, 9% hatten einen HIK I und 7% HIK II. Der signifikant erhöhte maximale Urethraverschlussdruck unter Stress lässt auf die erwünschte Wirksamkeit von TVT® schließen. Auch perinealsonographisch kam es durch das TVT®-Bändchen bis auf die Lage des Meatus urethrae internus unter Belastung zu keinen signifikanten Änderungen. Im Sinne der Integritätstheorie scheinen lediglich die Schwachstellen des Beckenbodens, sowie die durch Geburten und Menopause erschlafften und gedehnten pubourethralen Bänder durch das Prolene-Bändchen in einem minimal invasiven Eingriff ersetzt worden zu sein. In der subjektiven Befragung waren 70% des Studienkollektivs völlig beschwerdefrei, 16% teilweise beschwerdefrei oder verbessert und 14% unverändert. Keine der Frauen berichtete von einer Verschlechterung. Alle 86% der Patientinnen, die völlig geheilt oder zumindest verbessert angaben, waren mit der TVT-Operation zufrieden. Patientinnen mit einer Urgekomponente waren nur zu 58% subjektiv beschwerdefrei, die Stressinkontinenten dagegen zu 84%. Eine Korrelation zwischen den subjektiven und objektiven Ergebnissen bestand nicht. Somit zeigt es sich, wie wichtig es ist, alle Daten einer Patientin im Vorfeld sorgfältig zu erheben und auch subjektive Veränderungen nicht außer Acht zu lassen. Für Progno-se und Indikation einer TVT®-Insertion scheint es unabdingbar, die Frauen nach dem Urge- und Stressscore unterteilt zu betrachten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das TVT® bei reiner Stressinkontinenz die höchsten Heilungsraten erzielt, aber auch bei Rezidivstress- und Dranginkontinenten eine Alternative darstellt.
Bei der Implantation des Fetus in den Uterus und während der Schwangerschaft kommt es zu einer Interaktion fetaler Trophoblastzellen mit dem mütterlichen Immunsystem. Trotz vieler verschiedener Studien ist bis heute nicht grundlegend geklärt, welche Mechanismen zur immunologischen Akzeptanz des (semi-)allogenen Fetus durch die Mutter beitragen. Zur wechselseitigen Kommunikation zwischen Kind und Mutter tragen Zytokine bei, die von allen immunkompetenten Zellen sezerniert werden können und regulatorisch auf die Immunantwort wirken. Eine Störung im Gleichgewicht der Zytokine kann zu Aborten, Präeklampsie oder anderen Pathologien führen. Eine wichtige Quelle von Zytokinen stellen u.a. die reifen und unreifen dendritischen Zellen (DC), die in der humanen Dezidua nachgewiesen wurden, dar. DC übernehmen als effiziente Antigen präsentierende Zellen eine entscheidende Funktion im Immunsystem und können inflammatorische Immunantworten induzieren. Jedoch spielen sie auch eine wichtige Rolle bei der Vermittlung immunologischer Toleranz.
Die menschliche Plazenta weist eine auffällig starke Expression verschiedener humaner endogener Retroviren (HERV) auf. Immunmodulierende Eigenschaften von HERV wurden bereits beschrieben, jedoch nicht die direkte Wirkung von HERV-Proteinen der Plazenta auf Zellen des Immunsystems. Im Rahmen der Arbeit sollte daher die Wirkung des Hüllproteins des HERV-K, das in den Zytotrophoblastenzellen und in den Zellen des extravillösen Trophoblasten nachgewiesen wurde, auf die Zytokinproduktion unreifer (iDC) und reifer DC (mDC) untersucht werden.
Als Modellsystem wurden in-vitro aus Monozyten des peripheren Blutes differenzierte DC gewählt. Die DC wurden in unreifem und reifem Zustand mit unterschiedlichen Konzentrationen von HERV-K-Peptiden (rekombinante Proteine (TM05.04 und TM12.12) bzw. Peptide aus 22 Aminosäuren (K120 und K177)) behandelt. Untersucht wurden die Veränderungen der Zytokinspiegel in den Zellkulturüberständen mittels Cytometric Bead Assay und Durchflusszytometrie. Die Messungen zeigten z.T. signifikante Veränderungen der Zytokinproduktion. So wurde die TNF-α-Sekretion der mDC durch K120 und K177 signifikant vermindert. Dieselben Peptide supprimierten ebenfalls signifikant die IL-8-Sekretion der mDC. Jedoch kam es durch alle vier HERV-Peptide (bei drei Peptiden signifikant) zu einer Steigerung der IL-8-Produktion in den iDC. Auch IL-6 wurde von den iDC durch HERV-K mehrheitlich signifikant vermehrt ausgeschüttet. Bzgl. IL-6 ergaben sich jedoch keine signifikanten Veränderungen in den mDC. In allen Ansätzen kam es zu einer konzentrationsabhängigen Stimulation der Sekretion des immunsuppressiven IL-10 (bei je drei Peptiden signifikante Ergebnisse). Keine signifikanten Veränderungen ergaben sich für IL1-β und IL-4.
Die Erkenntnis, dass die HERV-Peptide die Zytokinproduktion der DC z.T. signifikant modulieren und diese Veränderung in den unterschiedlichen Reifestadien der DC variieren, lässt vermuten, dass die in der humanen Plazenta exprimierten Proteine einen Einfluss auf den Verlauf einer Schwangerschaft nehmen. Bei einer Schwangerschaft sind extrem fein abgestimmte, komplexe Vorgänge, bei denen viele verschiedene Faktoren eine Rolle spielen, für einen Erfolg vonnöten. Eine Übertragung der in-vitro-Ergebnisse auf in-vivo-Zustände ist nicht leicht zu vollziehen. Die vorliegenden Ergebnisse sprechen jedoch für einen Einfluss des HERV-K auf die Kommunikation zwischen Fetus und Mutter. Inwiefern genau und wie wichtig bzw. essentiell die Expression der HERV-K-Peptide für einen physiologischen Verlauf der Schwangerschaft ist, ob sie einen Einfluss auf Pathologien während der Gestation hat und ob dem HERV-K eine Bedeutung in der humanen Evolution zukommt, kann mit dieser Arbeit nicht geklärt werden. Jedoch gibt diese Arbeit Anlass dafür, den Einfluss des HERV-K auf die menschliche Fortpflanzung weitergehend zu untersuchen.
Background
Genital human papillomavirus (HPV)-infections are common in the general population and are responsible for relevant numbers of epithelial malignancies. Much data on the HPV-prevalence is available for secondary immunodeficiencies, especially for patients with human immunodeficiency virus (HIV)-infection. Little is known about the genital HPV-prevalence in patients with primary immunodeficiencies (PIDs).
Methods
We performed a cross-sectional study of patients with PIDs and took genital swabs from male and female patients, which were analyzed with polymerase chain reaction for the presence of HPV-DNA. Clinical and laboratory data was collected to identify risk factors.
Results
28 PID patients were included in this study. 10 of 28 (35.7%) had HPV-DNA in their genital swabs. 6 patients had high-risk HPV-types (21.4%). Most patients had asymptomatic HPV-infections, as genital warts were rare (2 of 28 patients) and HPV-associated malignancy was absent. Differences in the HPV-positivity regarding clinical PID-diagnosis, duration of PID, age, sex, immunosuppression, immunoglobulin replacement, or circumcision in males were not present. HPV-positive PID patients had higher numbers of T cells (CD3\(^+\)), of cytotoxic T cells (CD3\(^+\)/CD8\(^+\)), of transitional B cells (CD19\(^+\)/CD38\(^{++}\)/CD10\(^+\)/IgD\(^+\)), and of plasmablasts (CD19\(^+\)/CD38\(^+\)/CD27\(^{++}\)/IgD\(^-\)) compared to HPV-negative.
Conclusion
PID patients exhibit a high rate of genital HPV-infections with a high rate of high-risk HPV-types. Regular screening for symptomatic genital HPV-infection and HPV-associated malignancy in PID patients seems recommendable.
Developmentally regulated features of innate immunity are thought to place preterm and term infants at risk of infection and inflammation-related morbidity. Underlying mechanisms are incompletely understood. Differences in monocyte function including toll-like receptor (TLR) expression and signaling have been discussed. Some studies point to generally impaired TLR signaling, others to differences in individual pathways. In the present study, we assessed mRNA and protein expression of pro- and anti-inflammatory cytokines in preterm and term cord blood (CB) monocytes compared with adult controls stimulated ex vivo with Pam3CSK4, zymosan, polyinosinic:polycytidylic acid, lipopolysaccharide, flagellin, and CpG oligonucleotide, which activate the TLR1/2, TLR2/6, TLR3, TLR4, TLR5, and TLR9 pathways, respectively. In parallel, frequencies of monocyte subsets, stimulus-driven TLR expression, and phosphorylation of TLR-associated signaling molecules were analyzed. Independent of stimulus, pro-inflammatory responses of term CB monocytes equaled adult controls. The same held true for preterm CB monocytes—except for lower IL-1β levels. In contrast, CB monocytes released lower amounts of anti-inflammatory IL-10 and IL-1ra, resulting in higher ratios of pro-inflammatory to anti-inflammatory cytokines. Phosphorylation of p65, p38, and ERK1/2 correlated with adult controls. However, stimulated CB samples stood out with higher frequencies of intermediate monocytes (CD14\(^+\)CD16\(^+\)). Both pro-inflammatory net effect and expansion of the intermediate subset were most pronounced upon stimulation with Pam3CSK4 (TLR1/2), zymosan (TR2/6), and lipopolysaccharide (TLR4). Our data demonstrate robust pro-inflammatory and yet attenuated anti-inflammatory responses in preterm and term CB monocytes, along with imbalanced cytokine ratios. Intermediate monocytes, a subset ascribed pro-inflammatory features, might participate in this inflammatory state.
Krebs durch gezielte Zerstörung seiner Energien zu besiegen, ist einer von mehreren vielversprechenden neuen experimentellen Therapieansätzen, die insbesondere in den letzten Jahren in den Fokus des Interesses gerückt sind. Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, ein Modell zu entwickeln, mit dem die Wirkung von 2,4-Dinitrophenol (2,4-DNP), ein Entkoppler der oxidativen Phosphorylierung, auf den Wärmehaushalt einer Vielzahl an benignen und malignen Zelllinien mit der Methode der Mikrokalorimetrie analysiert werden kann. Nach zahlreichen Vorversuchen konnte schließlich ein adäquates Messsystem definiert werden, das den Anforderungen eines großen Stichprobenumfangs gerecht wurde: die zu untersuchenden Zellen wurden auf 200 mm2 großen Glasplättchen als Monolayer kultiviert und in sonderangefertigten Stahlampullen in einem Mediumvolumen von 3.6 ml unter Verwendung eines geschlossenen Mikrokalorimetriesystems hinsichtlich ihrer Wärmeproduktion für eine Dauer von 9 Stunden untersucht. Störfaktoren wie insbesondere Mediumveränderungen oder Substratlimitierungen konnten durch ergänzende Untersuchungen ausgeschlossen werden. Die Vorversuche und erste Datenanalysen der Versuchsreihen mit der pA1-Zelllinie identifizierten einen unerwarteten Störfaktor: die Plättchendichten variierten trotz strikter Standardisierung bei der Kultivierung der Monolayer erheblich. Um diesen Störfaktor in den Datenanalysen zu berücksichtigten, wurde daher eine verlässliche und exakte Methode zur Ermittlung der Plättchendichten gesucht. 3 verschiedenen Methoden wurden hierfür auf ihre Eignung überprüft, bis schließlich der LDH-Test als adäquates Verfahren zur Bestimmung der Plättchendichten ausgewählt wurde. Anschließend erfolgte ein Testdurchlauf mit 4 Zelllinien und 4 unterschiedlichen Dosisstufen 2,4-DNP (zuzüglich der Nulldosis). Nach Durchführung der ersten Versuchsreihen mit der pA1 Zelllinie konnte ein weiterer Störfaktor identifiziert werden: der ‚crowding-Effekt’. Dieser beschreibt das Phänomen, dass mit zunehmender Zellzahl in einer Kultur die Stoffwechselrate und somit auch die Wärmeproduktion einer Zelle abnimmt. Der crowding-Effekt wurde im Rahmen mikrokalorimetrischer Arbeiten unter Verwendung offener Systeme und somit Zellsuspensionen mehrfach beschrieben und diskutiert. Die vorliegende Arbeit konnte einen crowding-Effekt nun auch für Monolayer nachweisen. Für die vorliegenden Daten konnte der Zusammenhang zwischen Wärmeproduktion und Zellzahl mittels Regressionsanalyse mit der mathematischen Funktion lgY=-0.83lgX+6.31 bei einer Verlässlichkeit der Schätzung von R2=0.9003 beschrieben werden. Als spezifische Ursachen für einen crowding-Effekt bei Monolayern wurden angenommen: - Diffusionsprobleme bedingt durch ungerührtes Medium um die Plättchen herum, - wider Erwarten dreidimensionales Wachstum auf den Plättchen, oder, - Wachstumsinhibition durch Kontakthemmung der Zellen auf den Plättchen. Der Störfaktor crowding-Effekt ist auf Grund seines dynamischen Charakters schwierig zu eliminieren. Dennoch konnten Möglichkeiten aufgezeigt werden, das Ausmaß des crowding-Effekts deutlich zu reduzieren, so dass das Modell optimiert werden konnte. Der multivariate Charakter sowie der große Umfang der Daten stellte hohe Anforderungen an eine geeignete Methodik für eine Auswertung der Daten. Auf Erfahrungen anderer Arbeiten konnte nicht zurückgegriffen werden, da bis dato keine Arbeiten von solch großem Stichprobenumfang durchgeführt wurden. Einfache statistische Analysen stellten sich als nicht geeignet heraus. Mit dem Wilcoxon-Mann-Whitney-Kennwert und dem Verfahren nach Wei und Lachin konnten jedoch schließlich zwei Instrumente für eine adäquate Datenanalytik bestimmt werden, die eine Datenanalyse im Sinne der Fragestellung des Projektes umfassend erlauben. Eine erste Auswertung der Daten des Testdurchlaufs zeigte, dass vor allem niedrigere Dosisstufen im Konzentrationsbereich bis 50 µM 2,4-DNP interessant sind. Ergänzende Datenanalysen wiesen darauf hin, dass 2,4-DNP offenbar die Stoffwechselaktivität von Zellen unmittelbar nach Zugabe um einen bestimmten Betrag erhöht und diese dann auf diesem Niveau kontinuierlich für eine bestimmte Zeit anhält, bis schließlich ein Wirkmaximum erreicht wird, das von der Höhe der Dosis abhängt. Als Ursachen für die je nach Dosisstufe unterschiedlich lange Wirkung von 2,4-DNP wurden verschiedene Ursachen diskutiert, die es weiter abzuklären gilt. Wahrscheinlich scheint jedoch eine Zytotoxizität höherer Dosierungen. Durch die ergänzende Analytik bestimmter Stoffwechselparameter gelang es, den crowding-Effekt auch für den spezifischen Glucose-Verbrauch nachzuweisen. Zudem konnte gezeigt werden, dass 2,4-DNP nicht nur durch Kurzschluss des Protonengradienten die Wärmeproduktion erhöht, sondern auch den Substratverbrauch der Zelle steigert: bei einer Konzentration von 100 µM 2,4-DNP erhöhte sich der spezifische Glucoseverbrauch um etwa 50%. Untersuchungen der Laktatproduktion ließen außerdem vermuten, dass die Stoffwechselsteigerung von 2,4-DNP eher oxidativ bedingt ist. Durch die vorliegenden Arbeit konnte erfolgreich ein geeignetes Messsystems für die mikrokalorimetrische Analyse einer Vielzahl an Zellen etabliert werden. Durch einen anschließenden Testdurchlauf mit 4 unterschiedlichen Zelllinien konnte zudem das System optimiert und eine adäquate Methodik für eine aussagekräftige Datenanalyse bestimmt werden. Es steht somit ein Modell zur Verfügung, mit dem die Wärmeproduktion einer Vielzahl an Zelllinien auf die Wirkung von 2,4-DNP, aber auch von anderen Substanzen, untersucht werden kann, was schließlich die Bestimmung von Dosis-Wirkungs-Beziehungen ermöglicht.
Parkinson’s disease (PD) is a progressive and debilitating chronic disease that affects more than six million people worldwide, with rising prevalence. The hallmarks of PD are motor deficits, the spreading of pathological α-synuclein clusters in the central nervous system, and neuroinflammatory processes. PD is treated symptomatically, as no causally-acting drug or procedure has been successfully established for clinical use. Various pathways contributing to dopaminergic neuron loss in PD have been investigated and described to interact with the innate and adaptive immune system. We discuss the possible contribution of interconnected pathways related to the immune response, focusing on the pathophysiology and neurodegeneration of PD. In addition, we provide an overview of clinical trials targeting neuroinflammation in PD.
Ziel dieser Arbeit war es, die psychische Belastung bei Patientinnen mit auffälligen PAP-Abstrichen oder dysplastischen Veränderungen der Zervix uteri im Rahmen der Dysplasie-Sprechstunde zu erheben. Durch Auswertung und Analyse der Daten im Rahmen des Qualitätsmanagements sollte eine Grundlage für eine verbesserte und angepasste Versorgung geschaffen werden. In dem erhobenen Fragebogen waren vier Fragen von besonderer Bedeutung - die Informationslage bei Vorstellung, die Art der Informationsbeschaffung, der mögliche Wunsch nach mehr Information und der Bildungsstand.
In der Auswertung des ausgeteilten Fragebogens konnte erhoben werden, dass 56,9% der Patientinnen bei der Erstvorstellung psychisch belastet waren. Das ist ein großer Anteil in Anbetracht der Tatsache, dass das PAP-Screening eine jährliche Vorsorgeuntersuchung für über 15 Millionen Frauen darstellt [19]. Der Großteil der in der Dysplasie-Sprechstunde erhobenen PAP-Abstriche waren auffällig und somit weiter abklärungsbedürftig. Über 70% der HPV-Tests waren „high risk“ positiv. Der Mittelwert der Verteilung des Alters lag bei 44 Jahren, was bedeutet, dass viele junge Frauen mit potenziell bestehendem Kinderwunsch oder jungen Familien betroffen sind. Die jungen Frauen sind durchschnittlich besser gebildet und psychisch belasteter als die Kohorte der älteren Patientinnen.
Ein Blick auf die Verteilung der Bildung zeigt, dass bei Betrachtung der gesamten Kohorte, schlechter gebildete Frauen verunsicherter sind. Viele der Patientinnen, 40,9%, fühlten sich vor der Erstvorstellung nicht ausreichend informiert und mehr als 53,8% der Patientinnen hätten sich mehr Informationen gewünscht. Sieht man sich die Antworten auf die Frage nach der Quelle der Informationsbeschaffung an, fällt auf, dass mit 68,5% weiterhin der/die betreuende Arzt/Ärztin die wichtigste Informationsquelle darstellt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass trotz des 2020 deutschlandweit begonnenen organisierten Screenings die betroffenen Frauen anhaltend belastet sind und sich mehr Informationen wünschen. Ein wichtiger Schritt zur Vorbeugung psychischer Belastung wäre eine verbesserte Vermittlung von Information seitens der behandelnden Ärzte/Ärztinnen, auch unter Hinweis auf die online zur Verfügung stehenden Informationen des Bundesministeriums für Gesundheit.
Rezeptor-vermittelte Chemotherapie von ovarialen Karzinomzellen mit Disorazol-GnRH-Konjugaten
(2021)
Das Ovarialkarzinom stellt einen häufigen maligen Tumor der Frau dar, der meist spät diagnostiziert wird. Therapeutische Optionen sind nur eingeschränkt verfügbar und nebenwirkungsbehaftet. In der modernen Tumortherapie sind zielgerichtete medikamentöse Ansätze von immer größer Bedeutung und sind bei verschiedenen Entitäten bereits zugelassen. Da Ovarialkarzinome häufig GnRH-Rezeptoren exprimieren, stellt dies einen guten Angriffspunkt für mögliche Therapeutika dar.
In dieser Arbeit wurde die Wirkung von Disorazol, einem potenten Zytotoxin, in Kopplung an GnRH auf Ovarialkarzinom-Zellen untersucht. Unter anderem wurden hierbei RT-PCR, Kristallviolettversuche, WST-Versuche und FACS-Analysen durchgeführt.
Molekularbiologisch war eine deutliche Expression von GnRH-Rezeptoren auf ovarialen Karzinomzellen zu sehen. Es zeigte sich eine spezifische Toxizität von GnRH-Disorazol-Konjugaten auf Ovarialkarzinom-Zelllinien und andere GnRH-tragende Zellen. Lymphozyten aus dem peripheren Blut waren nicht im besonderen Maße anfällig für Disorazol. Verapamil konnte in einzelnen Zelllinien die Toxizität des Konjugats verstärken, eine Cisplatin-Resistenz hatte jedoch keinen Einfluss darauf. Apoptose-inhibierende Substanzen wie zVAD verminderten den Anteil an toten Zellen, Necrostatin war dazu nicht in der Lage.
Die spezifische Wirksamkeit von GnrH gekoppeltem Disorazol auf Ovarialkarzinomzellen bestätigt das ursprüngliche Therapiekonzept. Eine ausgeprägtere Hämatotoxizität konnte nicht nachgewiesen werden, was im Hinblick auf den klinischen Einsatz eine bedeutende Rolle spielt. Da einige weitere Entitäten wie das triple-negative Mamma-Karzinom GnRH-Rezeptor-exprimierende Zellen aufweisen, ist ein Einsatz auch in diesen Krankheitsbildern denkbar.
Immune checkpoint blockade therapy is beneficial and even curative for some cancer patients. However, the majority don’t respond to immune therapy. Across different tumor types, pre-existing T cell infiltrates predict response to checkpoint-based immunotherapy. Based on in vitro pharmacological studies, mouse models and analyses of human melanoma patients, we show that the cytokine GDF-15 impairs LFA-1/β2-integrin-mediated adhesion of T cells to activated endothelial cells, which is a pre-requisite of T cell extravasation. In melanoma patients, GDF-15 serum levels strongly correlate with failure of PD-1-based immune checkpoint blockade therapy. Neutralization of GDF-15 improves both T cell trafficking and therapy efficiency in murine tumor models. Thus GDF-15, beside its known role in cancer-related anorexia and cachexia, emerges as a regulator of T cell extravasation into the tumor microenvironment, which provides an even stronger rationale for therapeutic anti-GDF-15 antibody development.
Während der Schwangerschaft kommt es gegen das mit Fremdantigen beladene Kind nicht zu einer cytotoxischen Immunreaktion. Da sich auch der Hormonhaushalt der Mutter ändert, stellt sich die Frage nach dem Zusammenhang zwischen dem Immunsystem und der Hormonlage. Dendritische Zellen sind bedeutende Zellen im menschlichen Immunsystem . Diese wurden aus Buffy coats angezüchtet und mit schwangerschaftsassoziierten Hormonen versetzt. Nachdem man die von den DC produzierten Cytokine mittels ELISA gemessen hatte, liess sich eine Aussage darüber treffen wie die Hormone die dendritischen Zellen in ihrer Stoffproduktion beeinflussen und ob sie protektiv, bzw. cytotoxisch auf das Schwangerschaftsgeschehen wirken.
Glioblastomas are characterized by an aggressive local growth pattern, a marked degree of invasiveness and poor prognosis. Tumor invasiveness is facilitated by the increased activity of proteolytic enzymes which are involved in destruction of the extracellular matrix of the surrounding healthy brain tissue. Elevated levels of matrix metalloproteinases (MMPs) were found in glioblastoma (GBM) cell-lines, as well as in GBM biopsies as compared with low-grade astrocytoma (LGA) and normal brain samples, indicating a role in malignant progression. A careful review of the available literature revealed that both the expression and role of several of the 23 human MMP proteins is controversely discussed and for some there are no data available at all. We therefore screened a panel of 15 LGA and 15 GBM biopsy samples for those MMPs for which there is either no, very limited or even contradictory data available. Hence, this is the first complete compilation of the expression pattern of all 23 human MMPs in astrocytic tumors. This study will support a better understanding of the specific expression patterns and interaction of proteolytic enzymes in malignant human glioma and may provide additional starting points for targeted patient therapy.
Background
The human endogenous retrovirus K (HERV-K) has been acquired by the genome of human ancestors million years ago. It is the most complete of the HERVs with transcriptionally active gag, pol and env genes. Splice variants of env, which are rec, 1.5 kb transcript and Np9 have been suggested to be tumorigenic. Transcripts of HERV-K have been detected in a multitude of human cancers. However, no such reports are available concerning glioblastomas (GBM), the most common malignant brain tumor in adults. Patients have a limited prognosis of 14.6 months in median, despite standard treatment. Therefore, we elucidated whether HERV-K transcripts could be detected in these tumors and serve as new molecular target for treatment.
Findings
We analyzed human GBM cell lines, tissue samples from patients and primary cell cultures of different passages for HERV-K full length mRNA and env, rec and 1.5 kb transcripts. While the GBM cell lines U138, U251, U343 and GaMG displayed weak and U87 strong expression of the full length HERV-K, the splice products could not be detected, despite a weak expression of env mRNA in U87 cells. Very few tissue samples from patients showed weak expression of env mRNA, but none of the rec or 1.5 kb transcripts. Primary cells expressed the 1.5 kb transcript weakly in early passages, but lost HERV-K expression with extended culture time.
Conclusions
These data suggest that HERV-K splice products do not play a role in human malignant gliomas and therefore, are not suitable as targets for new therapy regimen.
Auswirkungen physiologischer Konzentrationen von Beta-Hydroxybutyrat auf vaskuläre Endothelzellen
(2018)
Die endotheliale Dysfunktion beatmeter Intensivpatienten stellt ein signifikantes klinisches Problem dar. Flüssigkeitsaustritte durch die Gefäßwand können zur Bildung von lebensbedrohlichen Ödemen führen. Forschungsergebnisse zeigen einen Einfluss der lokalen Sauerstoffkonzentration sowie der Stoffwechsellage auf die endotheliale Zellhomöostase sowie die Angiogenesekapazität.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss unterschiedlicher Sauerstoffkonzentrationen sowie der Exposition gegenüber Ketonkörpern auf die Expression zentraler Stoffwechselenzyme, die Freisetzung von Zytokinen, die endotheliale Migrations- und Angiogenesekapazität sowie die Freisetzung von Angiogenesefaktoren an kultivierten humanen Nabelschnurendothelien (HUVEC) untersucht.
Unterschiedliche Sauerstoffkonzentrationen führten zu keiner wesentlichen Änderung der mRNA- oder Proteinexpression von Stoffwechselenzymen. Im Hinblick auf die Zytokinfreisetzung zeigten sich hingegen deutliche Expressionsänderungen unter Hypoxie bzw. Hyperoxie, welche jedoch in der Zusammenschau kein eindeutig proangiogenetisches Profil zeigten. Hypoxie und Hyperoxie sowie die Exposition gegenüber Ketonkörpern (β-Hydroxybutyrat) verlangsamten die endotheliale Zellmigration; im Gegensatz hierzu führte die Ketose im Angiogeneseassay zu einer signifikant erhöhten Gefäßdichte und Anzahl an Verzweigungspunkten, einhergehend mit erhöhter Freisetzung des potenten Angiogenesefaktors Angiopoietin-1.
Somit zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass eine ketogene Stoffwechsellage – mutmaßlich über eine gesteigerte endotheliale Zellproliferation – zu einer gesteigerten Angiogenese führt, wogegen eine Änderung der Sauerstoffkonzentration im Modell keine eindeutig positiven Effekte zeigte. Eine physiologische Ketose könnte somit bei Intensivpatienten der Entstehung einer endothelialen Dysfunktion mit Entwicklung eines Capillary-leak-Syndroms entgegenwirken.
The activation of immune cells by targeting checkpoint inhibitors showed promising results with increased patient survival in distinct primary cancers. Since only limited data exist for human brain metastases, we aimed at characterizing tumor infiltrating lymphocytes (TILs) and expression of immune checkpoints in the respective tumors. Two brain metastases cohorts, a mixed entity cohort (n = 252) and a breast carcinoma validation cohort (n = 96) were analyzed for CD3+, CD8+, FOXP3+, PD-1+ lymphocytes and PD-L1+ tumor cells by immunohistochemistry. Analyses for association with clinico-epidemiological and neuroradiological parameters such as patient survival or tumor size were performed. TILs infiltrated brain metastases in three different patterns (stromal, peritumoral, diffuse). While carcinomas often show a strong stromal infiltration, TILs in melanomas often diffusely infiltrate the tumors. Highest levels of CD3+ and CD8+ lymphocytes were seen in renal cell carcinomas (RCC) and strongest PD-1 levels on RCCs and melanomas. High amounts of TILs, high ratios of PD-1+/CD8+ cells and high levels of PD-L1 were negatively correlated with brain metastases size, indicating that in smaller brain metastases CD8+ immune response might get blocked. PD-L1 expression strongly correlated with TILs and FOXP3 expression. No significant association of patient survival with TILs was observed, while high levels of PD-L1 showed a strong trend towards better survival in melanoma brain metastases (Log-Rank p = 0.0537). In summary, melanomas and RCCs seem to be the most immunogenic entities. Differences in immunotherapeutic response between tumor entities regarding brain metastases might be attributable to this finding and need further investigation in larger patient cohorts.
Background
Identification of families at risk for ovarian cancer offers the opportunity to consider prophylactic surgery thus reducing ovarian cancer mortality. So far, identification of potentially affected families in Germany was solely performed via family history and numbers of affected family members with breast or ovarian cancer. However, neither the prevalence of deleterious variants in \(BRCA1/2\) in ovarian cancer in Germany nor the reliability of family history as trigger for genetic counselling has ever been evaluated.
Methods
Prospective counseling and germline testing of consecutive patients with primary diagnosis or with platinum-sensitive relapse of an invasive epithelial ovarian cancer. Testing included 25 candidate and established risk genes. Among these 25 genes, 16 genes (\(ATM\), \(BRCA1\), \(BRCA2\), \(CDH1\), \(CHEK2\), \(MLH1\), \(MSH2\), \(MSH6\), \(NBN\), \(PMS2\), \(PTEN\), \(PALB2\), \(RAD51C\), \(RAD51D\), \(STK11\), \(TP53\)) were defined as established cancer risk genes. A positive family history was defined as at least one relative with breast cancer or ovarian cancer or breast cancer in personal history.
Results
In total, we analyzed 523 patients: 281 patients with primary diagnosis of ovarian cancer and 242 patients with relapsed disease. Median age at primary diagnosis was 58 years (range 16–93) and 406 patients (77.6%) had a high-grade serous ovarian cancer. In total, 27.9% of the patients showed at least one deleterious variant in all 25 investigated genes and 26.4% in the defined 16 risk genes. Deleterious variants were most prevalent in the \(BRCA1\) (15.5%), \(BRCA2\) (5.5%), \(RAD51C\) (2.5%) and \(PALB2\) (1.1%) genes. The prevalence of deleterious variants did not differ significantly between patients at primary diagnosis and relapse. The prevalence of deleterious variants in \(BRCA1/2\) (and in all 16 risk genes) in patients <60 years was 30.2% (33.2%) versus 10.6% (18.9%) in patients \(\geq\)60 years. Family history was positive in 43% of all patients. Patients with a positive family history had a prevalence of deleterious variants of 31.6% (36.0%) versus 11.4% (17.6%) and histologic subtype of high grade serous ovarian cancer versus other showed a prevalence of deleterious variants of 23.2% (29.1%) and 10.2% (14.8%), respectively. Testing only for \(BRCA1/2\) would miss in our series more than 5% of the patients with a deleterious variant in established risk genes.
Conclusions
26.4% of all patients harbor at least one deleterious variant in established risk genes. The threshold of 10% mutation rate which is accepted for reimbursement by health care providers in Germany was observed in all subgroups analyzed and neither age at primary diagnosis nor histo-type or family history sufficiently enough could identify a subgroup not eligible for genetic counselling and testing. Genetic testing should therefore be offered to every patient with invasive epithelial ovarian cancer and limiting testing to \(BRCA1/2\) seems to be
not sufficient.
Diese Studie im Rahmen eines IVF/ICSI Programmes beschäftigt sich mit der detaillierten Morphologie der Vorkern- und Embyonalstadien bei der extrakorporalen Befruchtung beim Menschen. Die morphologische Beurteilung der Zygoten und Embryonen während der Eizell- und Embryokultur ist von zentraler Bedeutung für den Erfolg der Behandlung, da damit die Entwicklung vitaler Embryonen vorhergesagt und die Auswahl hochwertiger Embryonen für den Transfer ermöglicht wird. Aufgrund der derzeitigen gesetzlichen Bestimmungen ist in Deutschland nur eine Auswahl von Vorkernstadien, bei denen es noch zu keiner Verschmelzung des weiblichen und männlichen Vorkerns gekommen ist, aber nicht von Embryonen gestattet. Damit kommt der extrakorporalen Befruchtung in Deutschland, im Gegensatz zur Situation in praktisch allen europäischen Ländern, der Beurteilung der Vorkernstadien (Zygoten) am ersten Tag der Kultur eine entscheidende Bedeutung zu.
Increased intestinal permeability and inflammation, both fueled by dysbiosis, appear to contribute to rheumatoid arthritis (RA) pathogenesis. This single-center pilot study aimed to investigate zonulin, a marker of intestinal permeability, and calprotectin, a marker of intestinal inflammation, measured in serum and fecal samples of RA patients using commercially available kits. We also analyzed plasma lipopolysaccharide (LPS) levels, a marker of intestinal permeability and inflammation. Furthermore, univariate, and multivariate regression analyses were carried out to determine whether or not there were associations of zonulin and calprotectin with LPS, BMI, gender, age, RA-specific parameters, fiber intake, and short-chain fatty acids in the gut. Serum zonulin levels were more likely to be abnormal with a longer disease duration and fecal zonulin levels were inversely associated with age. A strong association between fecal and serum calprotectin and between fecal calprotectin and LPS were found in males, but not in females, independent of other biomarkers, suggesting that fecal calprotectin may be a more specific biomarker than serum calprotectin is of intestinal inflammation in RA. Since this was a proof-of-principle study without a healthy control group, further research is needed to validate fecal and serum zonulin as valid biomarkers of RA in comparison with other promising biomarkers.
Um Schwankungen der Spermienparameter im zeitlichen und jahreszeitlichen Verlauf sowie altersassoziierte Parameterveränderungen bei Patienten des Labors für In-vitro-Fertilisation der Universitätsklinik Würzburg zu beurteilen führten wir eine retrospektive Datenanalyse durch. Die Daten basieren auf 3.873 Spermiogrammen, welche vom 1.1.1986 bis zum 31.12.1999 im oben genannten Labor durchgeführt wurden.Es wurden Volumen, Konzentration, Motilität, Leukozytenkonzentration, Morphologie, sowie Vitalität der Ejakulatproben durch die selben erfahren Laboranten unter Verwendung einheitlicher Methoden nach den Richtlinien der WHO untersucht. Während des 14-jährigen Untersuchungszeitraumes nahmen die Spermienkonzentration, die Leukozytenkonzentration sowie der Anteil an morphologisch normalen Spermien und die Vitalität des Probandenejakulats ab. Weiterhin konnte eine signifikante Deszendenz der Motilität bewiesen werden.Ein Rückschluss auf die Entwicklung der Spermienqualität in der Allgemeinbevölkerung ist auf Grund der fraglichen Repräsentativität des Klientels unserer Studie jedoch nicht möglich. Unser Datenmaterial zeigt zusätzlich jahreszeitliche Schwankungen der Spermienparameter mit höheren Konzentrationen während der Winter- und Frühlingsmonate, sowie einem größeren Anteil motiler und morphologisch normaler Spermien während des Sommers. In unserem dritten Forschungsbereich über die Zusammenhänge zwischen Alter und Spermienparameter können wir eine positive Korrelation zwischen Konzentration und Alter, sowie negative Korrelationen zwischen Alter und Leukozytenzahl, wie auch zwischen Alter und Vitalität aufzeigen. Weitere Studien sind auf diesem Gebiet notwendig und gerechtfertigt, um zu einem besseren Verständnis der androgenen Fertilität zu gelangen. Die Einführung weiterer Standartisierungsverfahren würde eine bessere und fehlerfreie Spermienanalyse gewährleisten.
Seit der Entdeckung, dass Adenosin auch als Botenstoff dient, beschäftigen sich Forschungsgruppen mit Adenosinrezeptoren und ihrer möglichen therapeutischen Modulation, insbesondere in Zusammenhang mit Krebserkrankungen. Bislang sind die Rezeptoren auf diversen Krebszellen nachgewiesen worden. So konnten beispielsweise in einer Brustkrebszelllinie A2B Adenosinrezeptoren nachgewiesen werden, deren Stimulation zu einer Hemmung der wachstumsfördernden MAP Kinase führt. Pharmaka zur weitgehend selektiven Aktivierung oder Hemmung einzelner Adenosinrezeptor-Subtypen stehen ebenfalls zur Verfügung. Beim Ovarialkarzinom mit seiner leider meist erst spät auftretenden Symptomatik besteht derzeit noch keine Möglichkeit zur frühen Diagnosestellung, sodass die Prognose ausgesprochen ungünstig ausfällt und die Erkrankung bei Frauen eine der häufigsten krebsbedingten Todesursachen darstellt. Daher war es ein Ziel dieser Arbeit herauszufinden, ob Adenosinrezeptoren auf diesen Zellen einen möglichen therapeutischen Angriffspunkt bieten. Dazu untersuchten wir die vier Ovarialkarzinomzelllinien OVCAR-3, SK-OV-3, PA-1 und OAW-42 auf eine mögliche Expression von allen vier Adenosinrezeptorsubtypen. Zunächst wurden mit radioaktiv markierten Liganden ([3H]CCPA, [3H]NECA und [3H]HEMADO) Bindungsstudien für den A1-, A2A- und A3-Subtyp durchgeführt. Die Expression des A2B-Rezeptors wurde mithilfe eines funktionellen Nachweises, der Stimulation der Adenylylcyclase mithilfe von NECA (einem unspezifischen Adenosinrezeptoragonisten) analysiert. Im Anschluss daran untersuchten wir an OAW-42 und SK-OV-3 Zellen, ob sich ihr Proliferationsverhalten durch eine Stimulation mit NECA verändern ließe und ob sich das Ansprechen auf gängige Chemotherapeutika bzw. einen Todesliganden ändern würde. Trotz des erfolgreichen Nachweises von Adenosinrezeptoren auf allen Zelllinien waren die Ergebnisse der Proliferationsstudien aber nicht eindeutig. OAW-42 und SK-OV-3 Zellen reagierten zwar auf eine NECA-Stimulation mit sinkendem BrdU-Einbau, OAW-42 Zellen zeigten aber nach Behandlung mit NECA eine leicht erhöhte Resistenz gegenüber Cisplatin. NECA-behandelte SK-OV-3 Zellen reagierten hingegen etwas sensitiver auf Doxorubicin und Fas-Ligand. Die Unterschiede waren aber insgesamt sehr gering und wurden daher von uns als nicht entscheidender Effekt gewertet. Auch Untersuchungen zur Expression der Adenosin-generierenden Enzyme CD39 und CD73 vor und nach NECA-Stimulation blieben ohne erkennbare Veränderung. Insofern ergaben unsere Untersuchungen keine Hinweise darauf, dass Adenosinrezeptoren eine mögliche therapeutische Zielstruktur darstellen könnten. Zukünftige Studien können aber die gewonnenen Daten als Grundlage und Ausgangspunkt nützen, um auch andere Tumorzellarten zu untersuchen und im Kampf gegen den Krebs nach neuen potenziellen pharmakologischen Angriffspunkten zu suchen.
Objective
In this study, we investigated to which extent patients feel well informed about their disease and treatment, which areas they wish more or less information and which variables are associated with a need for information about the disease, medical tests and treatment.
Methods
In a German multi-centre prospective study, we enrolled 759 female breast cancer patients at the time of cancer diagnosis (baseline). Data on information were captured at 5 years after diagnosis with the European Organisation for Research and Treatment of Cancer (EORTC) Information Module (EORTC QLQ-INFO24). Good information predictors were analysed using linear regression models.
Results
There were 456 patients who participated at the 5-year follow-up. They reported to feel well informed about medical tests (mean score 78.5) and the disease itself (69.3) but relatively poorly about other services (44.3) and about different places of care (31.3). The survivors expressed a need for more information concerning: side effects and long-term consequences of therapy, more information in general, information about aftercare, prognosis, complementary medicine, disease and therapy. Patients with higher incomes were better informed about medical tests (β 0.26, p 0.04) and worse informed with increasing levels of fear of treatment (β − 0.11, p 0.02). Information about treatment was reported to be worse by survivors > 70 years old (β -0.34, p 0.03) and by immigrants (β -0.11, p 0.02). Survivors who had received additional written information felt better informed about disease, medical tests, treatment and other services (β 0.19/0.19/0.20/0.25; each p < 0.01).
Conclusion
Health care providers have to reconsider how and what kind of information they provide. Providing written information, in addition to oral information, may improve meeting those information needs.
Ovarian cancer is the second most common gynecological malignancy in women. More than 70% of the cases are diagnosed at the advanced stage, presenting as primary peritoneal metastasis, which results in a poor 5-year survival rate of around 40%. Mechanisms of peritoneal metastasis, including adhesion, migration, and invasion, are still not completely understood and therapeutic options are extremely limited. Therefore, there is a strong requirement for a 3D model mimicking the in vivo situation. In this study, we describe the establishment of a 3D tissue model of the human peritoneum based on decellularized porcine small intestinal submucosa (SIS) scaffold. The SIS scaffold was populated with human dermal fibroblasts, with LP-9 cells on the apical side representing the peritoneal mesothelium, while HUVEC cells on the basal side of the scaffold served to mimic the endothelial cell layer. Functional analyses of the transepithelial electrical resistance (TEER) and the FITC-dextran assay indicated the high barrier integrity of our model. The histological, immunohistochemical, and ultrastructural analyses showed the main characteristics of the site of adhesion. Initial experiments using the SKOV-3 cell line as representative for ovarian carcinoma demonstrated the usefulness of our models for studying tumor cell adhesion, as well as the effect of tumor cells on endothelial cell-to-cell contacts. Taken together, our data show that the novel peritoneal 3D tissue model is a promising tool for studying the peritoneal dissemination of ovarian cancer.
Purpose
An increasing incidence of breast cancer can be observed worldwide. Since a delay of therapy can have a negative impact on prognosis, timely cancer care is an important quality indicator. By receiving treatment at a certified breast cancer center, the patient has the best chance of treatment in accordance with guidelines and the best prognosis. The identification of risk factors for a delay of therapy is of central importance and should be the basis for a continuous optimization of treatment at breast cancer centers.
Methods
This retrospective study included women with breast cancer (primary diagnosis, relapse, or secondary malignancy) at the University Hospital Würzburg in 2019 and 2020. Data were retrieved from patients’ records. Correlations and regression analyses were performed to detect potential risk factors for treatment delay.
Results
Patients who received the histological confirmation of breast cancer at an external institution experienced a later therapy start than those patients who received the histological confirmation at the University Hospital Würzburg itself. (35.7 vs. 32.2 days). The interval between histological confirmation and the first consultation at the University Hospital Würzburg correlated statistically significant with age, distress and distance to the hospital.
Conclusion
Patients with an in-house diagnosis of breast cancer are treated more quickly than those whose diagnosis was confirmed in an external institution. We identified factors such as increased age, greater distance to the hospital as well as increased distress to prolong the time until start of oncological treatment. Intensified patient care should be offered to these subgroups.
Ziel dieser Untersuchung war, den Einfluss von Interleukin (IL)-1 beta auf die Entwicklung menschlicher Präimplantationsembryonen bei der künstlichen Befruchtung zu überprüfen. An der Studie nahmen 256 Paare teil, die aufgrund verschiedener Indikationen das IVF-/ICSI-Programm der Universitäts-Frauenklinik Würzburg durchliefen. In 160 Fällen fand eine konventionelle IVF-Behandlung statt und in 96 Fällen wurde die ICSI-Methode angewendet. In der Follikelflüssigkeit wurden sowohl die IL-1 beta-Konzentrationen, als auch die FSH-, LH-, Östradiol- und Progesteron-Werte bestimmt. Der Embryotransfer fand nach einer Kulturdauer von fünf Tagen statt. Die Qualität der Embryonen wurde sowohl 14 bis 18 Stunden nach Insemination als auch am Tag 3 und Tag 5 der Embryonenkultur beurteilt. Sofern ausreichend Material vorhanden war, wurden die IL-1 beta-Konzentrationen auch in den Überständen der Embryo-Kulturmedien von Tag 3 und Tag 5 bestimmt. In IVF-Zyklen konnte zwischen IL-1 beta in der Follikelflüssigkeit und der Fertilisationsrate ein signifikanter Zusammenhang festgestellt werden. Befruchteten sich über 90 % der Eizellen, so lagen die zugehörigen IL-1 beta-Konzentrationen signifikant höher (3,34 pg/ml) als bei niedrigeren Befruchtungsraten < 90 % (1,96 pg/ml, p = 0,032*). Bei der Intrazytoplasmatischen Spermieninjektion konnte diese Assoziation nicht nachgewiesen werden. IL-1 beta in der Follikelflüssigkeit scheint mit der Embryonenqualität nicht in Verbindung zu stehen. Weder mit der Zygotenqualität noch mit der morphologischen Entwicklung der Embryonen am dritten oder fünften Kulturtag zeigte sich eine signifikante Korrelation. Auch zwischen dem Eintritt einer Schwangerschaft und den IL-1 beta-Werten in der Follikelflüssigkeit bestand keine signifikante Abhängigkeit. Zwischen IL-1 beta und Hormonen in der Follikelflüssigkeit konnte kein Zusammenhang ermittelt werden. Die IL-1 beta-Werte im Kulturmedium von Tag 3 zeigten keine Korrelation mit der zugehörigen Embryonenmorphologie. Im Tag 5-Medium von Blastozysten mit einer guten morphologischen Qualität und einer mittleren Blastozystenbeurteilung von 3,5 oder besser lagen die IL-1 beta-Werte signifikant höher (29,3 pg/ml) als beim Restkollektiv (4,4 pg/ml, p = 0,041*). In dieser Studie waren hohe intrafollikuläre IL-1 beta-Konzentrationen bei IVF-Patientinnen mit einer erfolgreichen Befruchtung assoziiert. Die Bestimmung dieses Zytokins in der Follikelflüssigkeit scheint allerdings keinen Vorhersagewert für die weitere morphologische Entwicklung der Embryonen oder den Erfolg der IVF/ICSI-Behandlung zu haben.
Dendritische Zellen spielen eine zentrale Rolle bei der Regulation von Immunantworten. Neuere Forschungsergebnisse zeigen, wie vielfältig diese außergewöhnliche Zellpopulation die Richtung einer Immunantwort beeinflussen kann. So stellen DC nicht nur die wohl wichtigsten antigenpräsentierenden Zellen dar und induzieren hocheffektive inflammatorische Immunantworten, sondern spielen auch eine entscheidende Rolle bei der Vermittlung immunologischer Toleranz. Die Entdeckung dendritischer Zellen in menschlicher Dezidua wirft die Frage nach der Beteiligung der DC an den immunologischen Vorgängen an der fetomaternalen Grenzzone auf. Trotz der großen Zahl an Untersuchungen konnte bis heute nicht abschließend geklärt werden, welche Mechanismen zur immunologischen Akzeptanz des Feten durch das mütterliche Immunsystem beitragen. Während der Schwangerschaft finden sich neben den veränderten Spiegeln für Progesteron, b-Estradiol, bHCG und weiteren Hormonen auch wesentliche Veränderungen im Zytokinmilieu des uterinen Gewebes. Für einige Zellpopulationen sind Interaktionen zwischen dem Immunsystem und dem endokrinen System bereits nachgewiesen - für DC lag bisher jedoch noch keine systematische Untersuchung vor. Im Rahmen dieser Arbeit sollte die Wirkung schwangerschaftsassoziierter Hormone auf humane DC gezeigt werden. Als Modellsystem wurden in vitro aus Monozyten des peripheren Blutes differenzierte DC gewählt. Ausgereifte DC (mDC) wurden mit verschiedenen Konzentrationen von Progesteron, 17b-Estradiol, bHCG und Dexamethason behandelt. Untersucht wurden Veränderungen der Zytokinspiegel in den Zellkulturüberständen mittels ELISA. Die Veränderung der Oberflächenmarkerexpression wurde durchflusszytometrisch im FACS gemessen und Veränderungen der T-Zellstimulationskapazität in Stimulationsversuchen (MLR) gemessen. Die Messungen zeigten deutliche Veränderungen der Zytokinspiegel nach Stimulation der Zellen mit schwangerschaftsassoziierten Hormonen. Dagegen bestätigte die Untersuchung der Oberflächenmarkerexpression im FACS zwar den ausdifferenzierten Phänotyp der DC, konnte ansonsten aber nur für mit Dexamethason behandelte DC signifikante Veränderungen der Reifungs- und Aktivierungsmarker zeigen. Die T-Zellstimulationsassays zeigten keine wesentliche Beeinflussung der DC durch schwangerschaftsassoziierte Hormone. Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass eine endokrine Beeinflussung der reifen dendritischen Zellen durchaus stattfindet, eine wesentliche Wirkung allerdings nur auf die Zytokinexpression dendritischer Zellen nachweisbar ist. Signifikant sind hier die verminderte Produktion inflammatorischer Th1-Zytokine und hochsignifikante Steigerung der IL-10-Sekretion nach Behandlung der Zellen mit Dexamethason und Progesteron, insbesondere in der Kombination von Progesteron mit bHCG. Die für den Erhalt der Schwangerschaft entscheidenden Veränderungen des Zytokinmilieus an der fetomaternalen Grenzzone mit erniedrigten Th1- und erhöhten Th2-Zytokinspiegeln könnten also durch die veränderte Zytokinproduktion der DC mitbestimmt werden.
Das humane Genom besteht zu ungefähr 8 % aus humanen endogenen Retroviren (HERVs),
jedoch sind viele aufgrund von Mutationen oder Deletionen nicht mehr funktionell. Trotzdem
wurden funktionelle HERV-Proteine gefunden, welche offene Leserahmen (ORFs) besitzen
und für funktionelle Hüll-Glykoproteine wie z.B. Syncytin-1, Syncytin-2 und HML-2
kodieren. Diese HERV-Hüllproteine beinhalten eine suppressive Domäne (SU) und
induzieren möglicherweise eine Immunsuppression diverser Immunzellen während einer
gesunden Schwangerschaft.
In dieser Arbeit wurden spezifisch die modulatorischen Eigenschaften verschiedener HERVHüllproteine
(Syncytin-1, -2 und HML-2) auf Immunzellen untersucht.
Wir konnten zeigen, dass die HERV-Bindungsrezeptoren ASCT-1, -2 und MFSD2A auf der
Oberfläche von T-Zellen und DCs exprimiert werden. Für funktionelle Experimente wurden
HERV-Hüllproteine transgen in CHO-Zellen exprimiert, die als Effektorzellen in Ko-Kultur-
Systemen verwendet wurden. Es konnte keine Hemmung der PMA/Ionomycin-stimulierten
T-Zell-Proliferation durch die Effektorzellen gefunden werden. Darüber hinaus
beeinträchtigten die Effektorzellen nicht die Expression von Reifungsmarkern auf DCs nach
LPS-Aktivierung, induzierten jedoch die Produktion der pro-inflammatorischen Zytokine IL-
12 und TNF-α. Dagegen inhibierten die konstitutiv HERV-Hüllprotein-exprimierenden
Chorionkarzinom-Zelllinien BeWo und JEG die PMA/Ionomycin-stimulierte T-Zell-
Proliferation sehr effektiv. Die Chorionkarzinom-Zelllinien hatten ebenfalls keinen Einfluss
auf die phänotypische LPS-DC-Reifung, modulierten aber die LPS-DC-Zytokin-Antwort sehr
effektiv zu einem suppressiven Profil durch eine Inhibition der pro-inflammatorischen
Zytokine IL-12 und TNF-α sowie einen Anstieg von anti-inflammatorischem IL-10. BeWound
JEG-Zellen, aber auch HERV-Hüllprotein-exprimierende Effektorzellen verändern die
durch LPS-DC-stimulierte allogene T-Zell-Proliferation. Dies war mit einer verringerten
Bildung von DC/T-Zell-Konjugaten sowie mit einer Hemmung der IFN-γ-Sekretion und der
Ca2+-Mobilisation dieser T-Zellen assoziiert. Des Weiteren wurden eine reduzierte p-Tyrosin-
Akkumulation und kein Ausschluss des F-Aktin-Signals in der immunologischen Synapse,
der Kontaktstelle dieser DC/T-Zell-Konjugate, gefunden.
Zusammenfassend lassen diese Ergebnisse vermuten, dass HERV-Hüllproteine die T-Zell-
Proliferation nicht direkt beeinflussen, sich aber modulierend auf DCs auswirken und dadurch
mit deren allogene T-Zell-Proliferation interferieren.
MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus) is the second-leading cause of deaths by antibiotic-resistant bacteria globally, with more than 100,000 attributable deaths annually. Despite the high urgency to develop a vaccine to control this pathogen, all clinical trials with pre-clinically effective candidates failed so far. The recent development of “humanized” mice might help to edge the pre-clinical evaluation closer to the clinical situation and thus close this gap. We infected humanized NSG mice (huNSG: (NOD)-scid IL2R\(_γ\)\(^{null}\) mice engrafted with human CD34+ hematopoietic stem cells) locally with S. aureus USA300 LAC* lux into the thigh muscle in order to investigate the human immune response to acute and chronic infection. These mice proved not only to be more susceptible to MRSA infection than wild-type or “murinized” mice, but displayed furthermore inferior survival and signs of systemic infection in an otherwise localized infection model. The rate of humanization correlated directly with the severity of disease and survival of the mice. Human and murine cytokine levels in blood and at the primary site of infection were strongly elevated in huNSG mice compared to all control groups. And importantly, differences in human and murine immune cell lineages surfaced during the infection, with human monocyte and B cell numbers in blood and bone marrow being significantly reduced at the later time point of infection. Murine monocytes in contrast behaved conversely by increasing cell numbers. This study demonstrates significant differences in the in vivo behavior of human and murine cells towards S. aureus infection, which might help to sharpen the translational potential of pre-clinical models for future therapeutic approaches.
Next-generation humanized NSG-SGM3 mice are highly susceptible to Staphylococcus aureus infection
(2023)
Humanized hemato-lymphoid system mice, or humanized mice, emerged in recent years as a promising model to study the course of infection of human-adapted or human-specific pathogens. Though Staphylococcus aureus infects and colonizes a variety of species, it has nonetheless become one of the most successful human pathogens of our time with a wide armory of human-adapted virulence factors. Humanized mice showed increased vulnerability to S. aureus compared to wild type mice in a variety of clinically relevant disease models. Most of these studies employed humanized NSG (NOD-scid IL2Rgnull) mice which are widely used in the scientific community, but show poor human myeloid cell reconstitution. Since this immune cell compartment plays a decisive role in the defense of the human immune system against S. aureus, we asked whether next-generation humanized mice, like NSG-SGM3 (NOD-scid IL2Rgnull-3/GM/SF) with improved myeloid reconstitution, would prove to be more resistant to infection. To our surprise, we found the contrary when we infected humanized NSG-SGM3 (huSGM3) mice with S. aureus: although they had stronger human immune cell engraftment than humanized NSG mice, particularly in the myeloid compartment, they displayed even more pronounced vulnerability to S. aureus infection. HuSGM3 mice had overall higher numbers of human T cells, B cells, neutrophils and monocytes in the blood and the spleen. This was accompanied by elevated levels of pro-inflammatory human cytokines in the blood of huSGM3 mice. We further identified that the impaired survival of huSGM3 mice was not linked to higher bacterial burden nor to differences in the murine immune cell repertoire. Conversely, we could demonstrate a correlation of the rate of humanization and the severity of infection. Collectively, this study suggests a detrimental effect of the human immune system in humanized mice upon encounter with S. aureus which might help to guide future therapy approaches and analysis of virulence mechanisms.
The ectonucleotidases CD39 and CD73 degrade ATP to adenosine which inhibits immune responses via the \(A_{2A}\) adenosine receptor (ADORA2A) on T and NK cells. The current study investigates the potential therapeutic use of the specific anti CD39- and anti CD73-antibodies A1 (CD39) and 7G2 (CD73) as these two ectonucleotidases are overexpressed in ovarian cancer (OvCA). As expected, NK cell cytotoxicity against the human ovarian cancer cell lines OAW-42 or SK-OV-3 was significantly increased in the presence of A1 or 7G2 antibody. While this might partly be due to antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, a luciferase-dependent assay for quantifying biologically active adenosine further showed that A1 and 7G2 can inhibit CD39 and CD73-dependent adenosine-generation. In turn, the reduction in adenosine levels achieved by addition of A1 and 7G2 to OAW-42 or SK-OV-3 cells was found to de-inhibit the proliferation of \(CD4^+\) T cells in coculture with OvCA cells. Likewise, blocking of CD39 and CD73 on OvCA cells via A1 and 7G2 led to an increased cytotoxicity of alloreactive primed T cells. Thus, antibodies like A1 and 7G2 could improve targeted therapy in ovarian cancer not only by specifically labeling overexpressed antigens but also by blocking adenosine-dependent immune evasion in this immunogenic malignancy.
Background
The onset of mental illness such as depression and anxiety disorders in pregnancy and postpartum period is common. The coronavirus induced disease 2019 (COVID-19) pandemic and the resulting public policy responses represent an exceptional situation worldwide and there are hints for adverse psychosocial impact, hence, the study of psychological effects of the pandemic in women during hospitalization for delivery and in the postpartum period is highly relevant.
Methods
Patients who gave birth during the first wave of the COVID-19 pandemic in Germany (March to June 2020) at the Department of Obstetrics and Gynecology, University of Würzburg, Germany, were recruited at hospital admission for delivery. Biosamples were collected for analysis of SARS-CoV-2 infection and various stress hormones and interleukin-6 (IL-6). In addition to sociodemographic and medical obstetric data, survey questionnaires in relation to concerns about and fear of COVID-19, depression, stress, anxiety, loneliness, maternal self-efficacy and the mother–child bonding were administered at T1 (delivery stay) and T2 (3–6 months postpartum).
Results
In total, all 94 recruited patients had a moderate concern of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) at T1 with a significant rise at T2. This concern correlated with low to low-medium general psychosocial stress levels and stress symptoms, and the women showed a significant increase of active coping from T1 to T2. Anxiety levels were low and the Edinburgh Postnatal Depression Scale showed a medium score of 5 with a significant (T1), but only week correlation with the concerns about SARS-CoV-2. In contrast to the overall good maternal bonding without correlation to SARS-CoV-2 concern, the maternal self-efficiency correlated negatively with the obstetric impairment caused by the COVID-19 pandemic.
Conclusion
Obstetric patients` concerns regarding SARS-CoV-2 and the accompanying pandemic increased during the course of the pandemic correlating positively with stress and depression. Of note is the increase in active coping over time and the overall good mother–child-bonding. Maternal self-efficacy was affected in part by the restrictions of the pandemic.
Introduction. Pelvic organ prolapse (POP) and urinary incontinence (UI) have increasing prevalence in the elderly population. The aim of this study was to compare the comorbidities of these procedures between <70 y/o and ≥70 y/o patients. Materials and Methods. In our retrospective study over a period of 2.5 years, 407 patients had received an urogynecological procedure. All patients with POP were treated by reconstructive surgery. Complications were reported using the standardized classification of Clavien-Dindo (CD). The study can be assigned to stage 2b Exploration IDEAL (Idea, Development, Exploration, Assessment, Long-term study)-system of surgical innovation. Results. Operation time, blood loss, and intraoperative complications have not been more frequent in the elderly, whereas hospital stay was significantly longer in ≥70 y/o patients. Regarding postoperative complications, we noticed that ≥70 y/o patients had an almost threefold risk to develop mild early postoperative complications compared to younger patients (OR: 2.86; 95% CI: 1.76–4.66). On the contrary, major complications were not more frequent. No case of life-threatening complication or the need for blood transfusion was reported. Conclusion. After urogynecological procedures, septuagenarians and older patients are more likely to develop mild postoperative complications but not more intraoperative or severe postoperative complications compared to younger patients.
Background: miRNA profiles are promising biomarker candidates for a manifold of human pathologies, opening new avenues for diagnosis and prognosis. Beyond studies that describe miRNAs frequently as markers for specific traits, we asked whether a general pattern for miRNAs across many diseases exists.
Methods: We evaluated genome-wide circulating profiles of 1,049 patients suffering from 19 different cancer and non-cancer diseases as well as unaffected controls. The results were validated on 319 individuals using qRT-PCR.
Results: We discovered 34 miRNAs with strong disease association. Among those, we found substantially decreased levels of hsa-miR-144* and hsa-miR-20b with AUC of 0.751 ( 95% CI: 0.703-0.799), respectively. We also discovered a set of miRNAs, including hsa-miR-155*, as rather stable markers, offering reasonable control miRNAs for future studies. The strong downregulation of hsa-miR-144* and the less variable pattern of hsa-miR-155* has been validated in a cohort of 319 samples in three different centers. Here, breast cancer as an additional disease phenotype not included in the screening phase has been included as the 20th trait.
Conclusions: Our study on 1,368 patients including 1,049 genome-wide miRNA profiles and 319 qRT-PCR validations further underscores the high potential of specific blood-borne miRNA patterns as molecular biomarkers. Importantly, we highlight 34 miRNAs that are generally dysregulated in human pathologies. Although these markers are not specific to certain diseases they may add to the diagnosis in combination with other markers, building a specific signature. Besides these dysregulated miRNAs, we propose a set of constant miRNAs that may be used as control markers.
A 3D printed model of the female pelvis for practical education of gynecological pelvic examination
(2022)
Background
Pelvic palpation is a core component of every Gynecologic examination. It requires vigorous training, which is difficult due to its intimate nature, leading to a need of simulation. Up until now, there are mainly models available for mere palpation which do not offer adequate visualization of the concerning anatomical structures. In this study we present a 3D printed model of the female pelvis. It can improve both the practical teaching of gynecological pelvic examination for health care professionals and the spatial understanding of the relevant anatomy.
Methods
We developed a virtual, simplified model showing selected parts of the female pelvis. 3D printing was used to create a physical model.
Results
The life-size 3D printed model has the ability of being physically assembled step by step by its users. Consequently, it improves teaching especially when combining it with commercial phantoms, which are built solely for palpation training. This is achieved by correlating haptic and visual sensations with the resulting feedback received.
Conclusion
The presented 3D printed model of the female pelvis can be of aid for visualizing and teaching pelvic anatomy and examination to medical staff. 3D printing provides the possibility of creating, multiplying, adapting and sharing such data worldwide with little investment of resources. Thus, an important contribution to the international medical community can be made for training this challenging examination.
Purpose
Electrosurgery is the gold-standard procedure for the treatment of cervical dysplasia. The quality of the outcome depends on the accuracy of performance, which underlines the role of adequate training of surgeons, especially, as this procedure is often performed by novice surgeons. According to our knowledge, medical simulation has up until now lacked a model, which focuses on realistically simulating the treatment of cervical dysplasia with the concerning anatomy.
Methods and Result
In our work, we present a model created using 3D printing for holistically simulating diagnostic, as well as surgical interventions of the cervix, as realistically as possible.
Conclusion
This novel simulator is compared to an existing model and both are evaluated. By doing so, we aim to provide novice gynecologists with standardized and high-quality simulation models for practicing to improve their proficiency.
Background
Electrosurgical excisions are common procedures for treating cervical dysplasia and are often seen as minor surgeries. Yet, thorough training of this intervention is required, as there are considerable consequences of inadequate resections, e.g. preterm birth, the risk of recurrence, injuries and many more. Unfortunately, there is a lack of sufficiently validated possibilities of simulating electrosurgeries, which focus on high fidelity and patient safety.
Methods
A novel 3D printed simulator for examination and electrosurgical treatment of dysplastic areas of the cervix was compared with a conventional simulator. Sixty medical students experienced a seminar about cervical dysplasia. Group A underwent the seminar with the conventional and Group B with the novel simulator. After a theoretical introduction, the students were randomly assigned by picking a ticket from a box and went on to perform the hands-on training with their respective simulator. Each student first obtained colposcopic examination training. Then he or she performed five electrosurgical excisions (each). This was assessed with a validated score, to visualize their learning curve. Furthermore, adequate and inadequate resections and contacts between electrosurgical loop and vagina or speculum were counted. Both groups also assessed the seminar and their simulator with 18 questions (Likert-scales, 1–10, 1 = strongly agree / very good, 10 = strongly disagree / very bad). Group B additionally assessed the novel simulator with four questions (similar Likert-scales, 1–10).
Results
Nine of 18 questions showed statistically significant differences favoring Group B (p < 0.05). Group B also achieved more adequate R0-resections and less contacts between electrosurgical loop and vagina or speculum. The learning curves of the performed resections favored the novel simulator of Group B without statistically significant differences. The four questions focusing on certain aspects of the novel simulator indicate high appreciation of the students with a mean score of 1.6 points.
Conclusion
The presented novel simulator shows several advantages compared to the existing model. Thus, novice gynecologists can be supported with a higher quality of simulation to improve their training and thereby patient safety.
Evaluating the value of a 3D printed model for hands-on training of gynecological pelvic examination
(2022)
Background
Simulation in the field of gynecological pelvic examination with educational purposes holds great potential. In the current manuscript we evaluate a 3D printed model of the female pelvis, which improves practical teaching of the gynecological pelvic examination for medical staff.
Methods
We evaluated the benefit of a 3D printed model of the female pelvis (Pelvisio®) as part of a seminar (“skills training”) for teaching gynecological examination to medical students. Each student was randomly assigned to Group A or B by picking a ticket from a box. Group A underwent the skills training without the 3D printed model. Group B experienced the same seminar with integration of the model. Both groups evaluated the seminar by answering five questions on Likert scales (1–10, 1 = “very little” or “very poor”, 10 equals “very much” or “very good”). Additionally, both groups answered three multiple-choice questions concerning pelvic anatomy (Question 6 to 8). Finally, Group B evaluated the 3D printed model with ten questions (Question 9 to 18, Likert scales, 1–10).
Results
Two of five questions concerning the students’ satisfaction with the seminar and their gained knowledge showed statistically significant better ratings in Group B (6.7 vs. 8.2 points and 8.1 vs. 8.9 points (p < 0.001 and p < 0.009). The other three questions showed no statistically significant differences between the traditional teaching setting vs. the 3D printed model (p < 0.411, p < 0.344 and p < 0.215, respectively). The overall mean score of Question 1 to 5 showed 8.4 points for Group B and 7.8 points for Group A (p < 0.001). All three multiple-choice questions, asking about female pelvic anatomy, were answered more often correctly by Group B (p < 0.001, p < 0.008 and p < 0.001, respectively). The mean score from the answers to Questions 9 to 18, only answered by Group B, showed a mean of 8.6 points, indicating, that the students approved of the model.
Conclusion
The presented 3D printed model Pelvisio® improves the education of female pelvic anatomy and examination for medical students. Hence, training this pivotal examination can be supported by a custom designed anatomical model tailored for interactive and explorative learning.
In der vorliegenden Studie sollte geprüft werden, ob eine Blutgasanalyse aus Nabelschnurblut, deren Substrat unmittelbar nach der Geburt gewonnen wurde, die aber mit größerer Latenz durchgeführt wurde, Werte erbringt, die einen Rückschluß auf den Blutgasstatus zum Zeitpunkt der Geburt erlauben. Praktische Relevanz kann eine solche Aussagemöglichkeit im Rahmen von Sectiones bei verspäteter Messung oder bei Latenz zwischen Blutentnahme und Analyse der Probe im Rahmen von Hausgeburten erlangen. Bei einer Lagerungstemperatur von 24-25°C wurden anhand einer 77 Proben starken Studie die Abweichungen vom Ausgangswert bis 30 Stunden post partum bestimmt. Mit diesen Werten wurde durch einfache Subtraktion der Versuch unternommen, arterielle und venöse Stichproben auf den Ausgangswert zum Zeitpunkt der Geburt zurückzurechnen. Folgende Parameter wurden berücksichtigt: pH, pCO2, pO2, SBC, ABE, SBE. Die Rückrechnung der Parameter nach der oben genannten Formel durch einfache Subtraktion erbrachte folgende Ergebnisse: signifikante Unterschiede zwischen errechnetem und gemessenem Wert ergaben sich: · nach vier, acht, zwölf und 16 Stunden für die Rückrechnung des venösen pHs, · nach zwölf und 16 Stunden für die Rückrechnung des venösen pCO2, · nach acht und zwölf Stunden für die Rückrechnung des venösen pO2, · nach acht und zwölf Stunden für die Rückrechnung des venösen SBC, · nach acht und zwölf Stunden für die Rückrechnung des venösen ABE, · nach zwölf Stunden für die Rückrechnung des venösen SBE, · nach acht Stunden für die Rückrechnung des arteriellen ABE, · nach acht Stunden für die Rückrechnung des arteriellen SBE. Die Folgerungen, die aus den Ergebnissen gezogen werden können, lauten wie folgt: · Ein nachträglich zu bestimmender Blutgasstatus sollte aus arteriellem Nabelschnurblut gewonnen werden. · Es empfiehlt sich die Analyse innerhalb einer Lagerungsdauer von vier Stunden. · Bei einer Sectio caesarea könnte die Analyse auch erst am Ende des operativen Eingriffs erfolgen, ohne daß es zu signifikanten Änderungen eines der Parameter kommt. · Steht ein Kühlschrank zur Verfügung, kann die Änderung der Parameter durch Lagerung im Kühlschrank geringer gehalten werden. · Mit den Parametern pH, pCO2, SBC, ABE und SBE läßt sich bis zu vier Stunden nach der Geburt der arterielle Säure-Basen-Haushalt und damit die Sauerstoffversorgung des Kindes sub partu beurteilen. Explizit lassen sich schwerwiegende Entgleisungen im Einzelfall ausschließen. Insofern ließe sich bei rechtzeitiger Analyse einer bei einer Hausgeburt vor Ort entnommenen Probe eine krasse Fehlleistung des Geburtshelfers als wahrscheinlich oder unwahrscheinlich einstufen. Eine weitere Ausdehnung der Lagerungsdauer führt zu größeren Ungenauigkeiten in der Rückrechnung und folglich zu größeren Fehlern.
Background
Currently ketogenic diets (KDs) are hyped as an anti-tumor intervention aimed at exploiting the metabolic abnormalities of cancer cells. However, while data in humans is sparse, translation of murine tumor models to the clinic is further hampered by small sample sizes, heterogeneous settings and mixed results concerning tumor growth retardation. The aim was therefore to synthesize the evidence for a growth inhibiting effect of KDs when used as a monotherapy in mice.
Methods
We conducted a Bayesian random effects meta-analysis on all studies assessing the survival (defined as the time to reach a pre-defined endpoint such as tumor volume) of mice on an unrestricted KD compared to a high carbohydrate standard diet (SD). For 12 studies meeting the inclusion criteria either a mean survival time ratio (MR) or hazard ratio (HR) between the KD and SD groups could be obtained. The posterior estimates for the MR and HR averaged over four priors on the between-study heterogeneity τ\(^{2}\) were MR = 0.85 (95% highest posterior density interval (HPDI) = [0.73, 0.97]) and HR = 0.55 (95% HPDI = [0.26, 0.87]), indicating a significant overall benefit of the KD in terms of prolonged mean survival times and reduced hazard rate. All studies that used a brain tumor model also chose a late starting point for the KD (at least one day after tumor initiation) which accounted for 26% of the heterogeneity. In this subgroup the KD was less effective (MR = 0.89, 95% HPDI = [0.76, 1.04]).
Conclusions
There was an overall tumor growth delaying effect of unrestricted KDs in mice. Future experiments should aim at differentiating the effects of KD timing versus tumor location, since external evidence is currently consistent with an influence of both of these factors.
Background: Ketogenic diets (KDs) have gained some popularity not only as effective weight-loss diets and treatment options for several diseases, but also among healthy and physically active individuals for various reasons. However, data on the effects of ketosis in the latter group of individuals are scarce. We therefore collected pilot data on the physiological response to a self-prescribed ketogenic diet lasting 5-7 weeks in a small cohort of healthy and physically active individuals. Methods: Twelve subjects (7 males, 5 females, age 24-60 years) who followed moderate to intensive exercise routines underwent blood testing, bioelectrical impedance analysis (BIA) and spiroergometry during an incremental treadmill test. On the next day, they went on a self-prescribed KD for a median of 38 days (range 35-50 days), after which the same tests were performed again. Ketosis was self-monitored by urinary ketone strips. Subjective feeling during the diet was assessed by a questionnaire after the intervention. Due to the small and heterogenous sample, the results are interpreted in the context of the already existing literature. Results: The KDs were tolerated well by the majority of individuals. Impaired recovery from exercise remained the most frequently reported side effect until the end of the study. Most blood parameters remained stable during the intervention. However, there were significant elevations of total and LDL cholesterol concentrations (p<0.01) and a trend towards increased HDL-cholesterol (p=0.05). The drastic reduction of carbohydrates had no statistically significant influence on running performance judged by the time to exhaustion, VO2max and respiratory compensation points. BIA measurements showed significant increases in phase angle (p=0.01) indicating improvements of body composition with an estimated decrease of 3.4 kg of fat mass (p=0.002) and gain of 1.3 kg of fat free mass. We discuss the validity of these estimates taking into account a possibly altered hydration status due to the KD. Conclusions: Active healthy individuals will probably experience no major problems during a short term KD lasting several weeks. The drastically reduced carbohydrate content of the diet seems to be no limiting factor for running performance. In addition, improvements in body composition can be expected. While most biochemical parameters are not influenced by the diet, there seems to be an impact on the blood lipid profile that could be considered problematic with respect to cardiovascular disease risk. However, the predictive role of cholesterol levels alone in individuals undergoing regular physical activity remains to be elucidated.
Over the last years, evidence has accumulated suggesting that by systematically reducing the amount of dietary carbohydrates (CHOs) one could suppress, or at least delay, the emergence of cancer, and that proliferation of already existing tumor cells could be slowed down. This hypothesis is supported by the association between modern chronic diseases like the metabolic syndrome and the risk of developing or dying from cancer. CHOs or glucose, to which more complex carbohydrates are ultimately digested, can have direct and indirect effects on tumor cell proliferation: first, contrary to normal cells, most malignant cells depend on steady glucose availability in the blood for their energy and biomass generating demands and are not able to metabolize significant amounts of fatty acids or ketone bodies due to mitochondrial dysfunction. Second, high insulin and insulin-like growth factor (IGF)-1 levels resulting from chronic ingestion of CHO-rich Western diet meals, can directly promote tumor cell proliferation via the insulin/IGF1 signaling pathway. Third, ketone bodies that are elevated when insulin and blood glucose levels are low, have been found to negatively affect proliferation of different malignant cells in vitro or not to be usable by tumor cells for metabolic demands, and a multitude of mouse models have shown antitumorigenic properties of very low CHO ketogenic diets. In addition, many cancer patients exhibit an altered glucose metabolism characterized by insulin resistance and may profit from an increased protein and fat intake. In this review, we address the possible beneficial effects of low CHO diets on cancer prevention and treatment. Emphasis will be placed on the role of insulin and IGF1 signaling in tumorigenesis as well as altered dietary needs of cancer patients.
Der Prozess der Entzündung und die Entstehung von Neoplasien sind durch komplexe Abläufe innerhalb des Organismus gekennzeichnet, die einer angemessenen Kontrolle des Zellzyklus und der Proliferation bedürfen. Dabei spielt eine Reihe von Eiweißstoffen, sowohl im Entzündungsgeschehen als auch in der Entstehung von Malignomen, eine wesentliche Rolle. Das proinflammatorische Zytokin Macrophage Migration Inhibitory Factor (MIF) ist eines dieser Proteine, welches einen bedeutenden Beitrag in der Proliferation und Differenzierung von Zellen leistet. MIF stimuliert die Tumorzellproliferation, die Migration und die Metastasierung, fördert die Tumorangiogenese und hemmt die p53-vermittelte Apoptose. Aufgrund einer vermehrten Expression von MIF in diversen malignen Tumoren interessierte das Vorkommen von MIF im Zervixkarzinom. In der vorliegenden Arbeit wurde der Expressionsstatus von MIF im Zervixkarzinom auf mRNA- und Proteinebene mittels Western Blot und Immunhistochemie untersucht. Zum Nachweis der mRNA Expression von MIF im Zervixkarzinom wurde RNA aus drei gesunden Gewebeproben der Zervix, aus vier Plattenepithelkarzinomen und aus einem Adenokarzinom der Zervix isoliert. Dabei zeigte sich eine signifikante Überexpression der MIF mRNA im Zervixkarzinom gegenüber dem gesunden Zervixgewebe. Des Weiteren konnte im Rahmen einer Western Blot Analyse ebenfalls eine Überexpression von MIF Protein in zervikalen Tumorzellen, SiHa und CaSki, nachgewiesen werden. Außerdem zeigte sich auch immunhistochemisch eine MIF Überexpression. Dabei wurden Paraffinschnitte von Zervixkarzinomen (n = 25), Carcinomata in situ und CIN III (n = 23) und Zervixdysplasien (n = 32) immunhistochemisch gefärbt. Da beim Zervixkarzinom besonders die Radiotherapie meist in Kombination mit einer Chemotherapie von zentraler Bedeutung ist, rückte die Frage nach einer möglichen Modulation der Strahlensensitivität durch MIF in das klinische Interesse. Daher wurden Zervixkarzinomzellen mit einer Strahlendosis von 2,5 bis 15 Gy in An- und Abwesenheit eines MIF-Inhibitors bestrahlt und anschließend die Bestrahlungszytotoxizität dieser Zellen mithilfe eines Klonogenitätsassays näher beleuchtet. Mit steigender Strahlendosis nahmen die überlebenden zervikalen Tumorzellen in Abhängigkeit vom MIF-Inhibitor ab. Eine mögliche Bedeutung von MIF bzw. des MIF-Inhibitors, sowohl als Radiosensitizer im Rahmen der Strahlentherapie des Zervixkarzinoms als auch als Screeningparameter, bedarf noch weiterer Studien.
Background
The epidural route is still considered the gold standard for labour analgesia, although it is not without serious consequences when incorrect placement goes unrecognized, e.g. in case of intravascular, intrathecal and subdural placements. Until now there has not been a viable alternative to epidural analgesia especially in view of the neonatal outcome and the need for respiratory support when long-acting opioids are used via the parenteral route. Pethidine and meptazinol are far from ideal having been described as providing rather sedation than analgesia, affecting the cardiotocograph (CTG), causing fetal acidosis and having active metabolites with prolonged half-lives especially in the neonate. Despite these obvious shortcomings, intramuscular and intravenously administered pethidine and comparable substances are still frequently used in delivery units.
Since the end of the 90ths remifentanil administered in a patient-controlled mode (PCA) had been reported as a useful alternative for labour analgesia in those women who either don’t want, can’t have or don’t need epidural analgesia.
Discussion
In view of the need for conversion to central neuraxial blocks and the analgesic effect remifentanil has been demonstrated to be superior to pethidine. Despite being less effective in terms of the resulting pain scores, clinical studies suggest that the satisfaction with analgesia may be comparable to that obtained with epidural analgesia. Owing to this fact, remifentanil has gained a place in modern labour analgesia in many institutions.
However, the fact that remifentanil may cause harm should not be forgotten when the use of this potent mu-agonist is considered for the use in labouring women. In the setting of one-to-one midwifery care, appropriate monitoring and providing that enough experience exists with this potent opioid and the treatment of potential complications, remifentanil PCA is a useful option in addition to epidural analgesia and other central neuraxial blocks. Already described serious consequences should remind us not refer to remifentanil PCA as a “poor man’s epidural” and to safely administer remifentanil with an appropriate indication.
Summary
Therefore, the authors conclude that economic considerations and potential cost-savings in conjunction with remifentanil PCA may not be appropriate main endpoints when studying this valuable method for labour analgesia.
Die ketogene Diät besitzt ein breites mögliches therapeutisches Spektrum und aufgrund der induzierten Ketonkörper in der Theorie auch antiproliferative sowie antiinflammatorische Wirkmechanismen. Ziel dieser Arbeit war es, die Wirkung der Ketonkörper β-Hydroxybutyrat und Acetoacetat auf Kolonkarzinomzellen in vitro zu untersuchen. Hierfür wurden Proliferation, Koloniebildung, Gen- und Proteinexpression von drei verschiedenen Zelllinien analysiert. Um einen möglichen Zusammenhang der Ketonkörperwirkung und dem p53-Status zu prüfen, wurden Zelllinien mit unterschiedlichem p53-Status eingesetzt. Etwaige Effekte der Ketonkörper auf die Strahlensensibilität der Zellen wurden ebenfalls untersucht. Um möglichst tumorphysiologische Bedingungen herzustellen, wurden die Versuche nicht nur unter normoxischen Bedingungen (21 % Sauerstoff), sondern parallel unter 1,5 % Sauerstoffkonzentration durchgeführt. In den Tests zur Proteinexpression konnte festgestellt werden, dass die Expression von p53 nicht durch die Zugabe von Ketonkörpern beeinflusst wird. Die Proteinexpression von p21 und p27 war unabhängig von der Expression von p53. Die Analyse der Genexpression beweist, dass die untersuchten Zelllinien sowohl die Monocarboxylattransporter (MCTs) exprimieren, über welche die Ketonkörper aufgenommen werden können, als auch die G-Protein- gekoppelten Rezeptoren, über welche die Ketonkörper auf die Signalketten wirken können. Ein hemmender Einfluss der Ketonkörper auf die Zellproliferation ließ sich im WST-8-Test für die Zelllinie HT-29 unter Zugabe von 3-OHB in Kombination mit LiAcAc nachweisen. Nach Strahlenbehandlung stellten sich die Zelllinien CaCo-2 und HT-29 bei Betrachtung der Kurzzeitproliferation weitgehend strahlenresistent dar. Bei Untersuchung der Langzeitproliferation mittels Koloniebildungstest zeigte sich jedoch auch hier eine zytotoxische Wirkung der ionisierenden Strahlung. Für die Zelllinie CaCo2 konnte zudem durch Zugabe von LiAcAc allein und in Kombination mit 3-OHB eine signifikante Reduktion der Koloniebildung nach Bestrahlung mit 2 Gy festgestellt werden. Zusammenfassend weisen die durchgeführten Versuche darauf hin, dass die Ketonkörper unabhängig vom p53-Status in alle untersuchten Kolonkarzinomzellen aufgenommen und verwertet werden können. Ein allgemein synergistischer Effekt zwischen ionisierender Strahlung und den Ketonkörpern konnte nicht eindeutig nachgewiesen werden. Die Zugabe der Ketonkörper führte weder zu einer Proliferationsanregung noch zur Reduktion der Strahlensensitivität, so dass hier von einer klinischen Unbedenklichkeit ausgegangen werden kann. Fortführende klinische Studien sind notwendig, um die in vivo Effekte zu untersuchen.
In the present study, we assessed, if the novel dual phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/mammalian target of rapamycin (mTOR) inhibitor NVP-BEZ235 radiosensitizes triple negative (TN) MDA-MB-231 and estrogen receptor (ER) positive MCF-7 cells to ionizing radiation under various oxygen conditions, simulating different microenvironments as occurring in the majority of breast cancers (BCs). Irradiation (IR) of BC cells cultivated in hypoxic conditions revealed increased radioresistance compared to normoxic controls. Treatment with NVP-BEZ235 completely circumvented this hypoxia-induced effects and radiosensitized normoxic, reoxygenated, and hypoxic cells to similar extents. Furthermore, NVP-BEZ235 treatment suppressed HIF-1α expression and PI3K/mTOR signaling, induced autophagy, and caused protracted DNA damage repair in both cell lines in all tested oxygen conditions. Moreover, after incubation with NVP-BEZ235, MCF-7 cells revealed depletion of phospho-AKT and considerable signs of apoptosis, which were signifi-cantly enhanced by radiation. Our findings clearly demonstrate that NVP-BEZ235 has a clinical relevant potential as a radiosensitizer in BC treatment.
Gliomas have been classified according to their histological properties. However, their respective cells of origin are still unknown. Neural progenitor cells (NPC) from the subventricular zone (SVZ) can initiate tumors in murine models of glioma and are likely cells of origin in the human disease. In both, p53 signaling is often functionally impaired which may contribute to tumor formation. Also, TGF-beta, which under physiological conditions exerts a strong control on the proliferation of NPCs in the SVZ, is a potent mitogen on glioma cells. Here, we approach on the crosstalk between p53 and TGF-beta by loss of function experiments using NPCs derived from p53 mutant mice, as well as pharmacological inhibition of TGF-beta signaling using TGF-beta receptor inhibitors. NPC derived from p53 mutant mice showed increased clonogenicity and more rapid proliferation than their wildtype counterparts. Further, NPC derived from p53\(^{mut/mut}\) mice were insensitive to TGF-beta induced growth arrest. Still, the canonical TGF-beta signaling pathway remained functional in the absence of p53 signaling and expression of key proteins as well as phosphorylation and nuclear translocation of SMAD2 were unaltered. TGF-beta-induced p21 expression could, in contrast, only be detected in p53\(^{wt/wt}\) but not in p53\(^{mut/mut}\) NPC. Conversely, inhibition of TGF-beta signaling using SB431542 increased proliferation of p53\(^{wt/wt}\) but not of p53\(^{mut/mut}\) NPC. In conclusion, our data suggest that the TGF-beta induced growth arrest in NPC depends on functional p53. Mutational inactivation of p53 hence contributes to increased proliferation of NPC and likely to the formation of hyperplasia of the SVZ observed in p53 deficient mice in vivo.
Störungen des PI3K-AKT-Signalweges treten besonders häufig in Endometrium und Ovarialkarzinomen auf. Ursache kann eine Überaktivierung von Wachstumsfaktor-Rezeptoren, Mutationen oder der Funktionsverlust von PTEN sein, was zu
einer Störung der Regulation und damit zu einer Überaktivierung des PI3K-AKTSignalweges führt und so das Einleiten autophagischer Prozesse verhindert. Hierauf
kommt es zu unkontrollierter Zellvermehrung, welche zur Tumorentstehung und Tumorprogression beiträgt [12][23].
Die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen konnten zeigen, dass die Hemmung des PI3K-AKT-Signalweges durch den PI3K-Inhibitor AEZS-126 erfolgversprechende
antiproliferative Effekte in in vitro-Modellen des Ovarialkarzinoms zeigte. In vitro konnte die niedermolekulare Pyridopyrazin-Verbindung AEZS-126
das Wachstum und die Progression von Zellen der parentalen Ovarialkarzinom-Zelllinie A2780, der daraus abgeleiteten cis-Platin-resistenten Tochterzelllinie Acis2780 und der aus einem Ovar-Adenokarzinom gewonnenen Zelllinie SKOV-3 signifikant hemmen. In Vitalitätsassays ermittelte IC50-Werte lagen im mikromolaren Bereich
und zeigten konzentrationsabhängige Antitumor-Effekte. Neben den AEZS-126-abhängigen Effekten wurde auch die Wirksamkeit des mTOR-Inhibitors Rapamycin
auf die Zelllinien A2780 und Acis2780 untersucht. Es zeigten sich ebenfalls konzentrationsabhängige
antiproliferative Effekte. Durch die Kombination der beiden Inhibitoren AEZS-126 und Rapamycin konnte zusätzlich eine gesteigerte Wirksamkeit gegen die Tumorzellen erzielt werden und synergistische Effekte traten auf. ImWestern-Blot konnte nach Inkubation der Ovarialkarzinomzelllinien mit AEZS-126 durch den Einsatz von AEZS-126 eine verminderte Expression von pAKT nachgewiesen werden, welche insbesondere bei den cis-Platin-resistenten Acis2780-Zellen durch die Kombination mit Rapamycin noch verstärkt wurde.
Durch FACS-Analysen konnte gezeigt werden, dass die Ovarialkarzinomzellen durch die Behandlung mit AEZS-126 im Wachstum gehemmt werden und unabhängig von ihrer Zellzyklusphase in den Zelltod geführt werden können. So zeigte sich in den Zellzyklusanalysen eine konzentrationsabhängige Verschiebung der Zellzahl
von der G0/G1-Phase in die sub-G0-Phase, welche die Population der toten Zellen darstellt.
Eine Spezifizierung des Zelltod-Mechanismuses erfolgte einerseits durch Annexin-V-FITC-FACS-Analysen und andererseits durch Vitalitätsassays mit Koinkubation
von AEZS-126 mit dem Caspase-Inhibitor zVAD-fmk, dem Nekroptose-Inhibitor Necrostatin-1 und dem Nekrose-Inhibitor Necrox-2. Aus diesen Untersuchungen ging
klar hervor, dass AEZS-126 in den Zelllinien A2780, Acis2780 und SKOV-3 Nekroptose induziert. Rapamycin alleine zeigte sowohl apoptotische als auch nekrotische
Wirkmechanismen. Die Kombination der beiden Inhibitoren AEZS-126 und Rapamycin führte zu einer synergistischen Wirkverstärkung, was sich in einem verstärkten
Absterben der Zellen schon bei geringeren eingesetzten Konzentrationen der beiden Inhibitoren zeigte. Auch hier traten hauptsächlich nekrotische Effekte auf.
Von besonderem Interesse war die Interaktion von Ovarialkarzinomzellen (A2780, Acis2780), die mit AEZS-126 vorbehandelt worden waren, mit Zellen des Immunsystems.
So konnte gezeigt werden, dass AEZS-126 eine verbesserte Zelllyse der Tumorzellen durch NK-Zellen ermöglicht. Zusätzlich konnten die cis-Platin-resistenten
Acis2780-Zellen durch Vorbehandlung mit entsprechende Konzentrationen des PI3KInhibitors in vergleichbarem Ausmaß wie die parentalen A2780-Zellen für die Lyse
durch NK-Zellen zugänglich gemacht werden.
AEZS-126 scheint auf Grund dieser Ergebnisse und der schon nachgewiesenen guten antiproliferativen Wirkung von AEZS-126 auf verschiedene Zelllinien ein geeigneter
Kandidat für weiterführende in vivo-Versuche zu sein.
Zusätzlich sollte erwogen werden, neben der Inhibiton des PI3K-AKT-Signalweges eine zeitgleiche Hemmung des Ras-Raf-MEK-ERK-Signalweges in Betracht zu ziehen.
Durch die Interaktionen der beiden Signalwege könnte es sonst bei der Inaktivierung des einen zur Aktivierung des anderen Signalweges kommen [143]. Durch eine Überexpression von pAKT durch eine PTEN-Mutation kommt es beispielsweise zur Inaktivierung von Ras und der darauf folgenden Signalkaskade, während ein erhöhtes
Expressionsniveau an pAKT im PI3K-AKT-Signalweg zu einer Aktivierung von mTOR und damit zur Hemmung autophagischer Prozesse führt [23]. So kann die Phosphorylierung des Proteins p70S6K, dem Schlüsselmolekül zwischen den beiden
Signalwegen, welches mTOR nachgeschaltet ist, durch Rapamycin gehemmt werden und damit zu einer erhöhten Aktivierung von AKT und ERK führen [143]. Durch
die Kombinationsbehandlung mit Inhibitoren des PI3K-AKT-Signalweges, die an verschiedenen Stellen der Signalkaskade angreifen, kann, wie in dieser Arbeit gezeigt wurde, die Antitumorwirkung verstärkt werden. Die in dieser Arbeit untersuchten Inhibitoren AEZS-126 und Rapamycin zeigten bei den parentalen Ovarialkarzinom-
zellen A2780 und den cis-Platin-resistenten Acis2780-Zellen in der Kombinationsbehandlung
synergistische Effekte und führten schon bei geringen Konzentrationen zu verstärkter antiproliferativer Wirksamkeit.
Aus den erzielten Ergebnissen geht hervor, dass die Kombinationsbehandlung mit AEZS-126 und Rapamycin geeignet wäre, in in vivo-Experimenten weiter untersucht
zu werden.
Background
Overexpression of transketolase-like 1 protein TKTL1 in cancer cells has been reported to correlate with enhanced glycolysis and lactic acid production. Furthermore, enhanced TKTL1 expression was put into context with resistance to chemotherapy and ionizing radiation. Here, a panel of human malign and benign cells, which cover a broad range of chemotherapy and radiation resistance as well as reliance on glucose metabolism, was analyzed in vitro for TKTL1 expression.
Methods
17 malign and three benign cell lines were characterized according to their expression of TKTL1 on the protein level with three commercially available anti-TKTL1 antibodies utilizing immunohistochemistry and Western blot, as well as on mRNA level with three published primer pairs for RT-qPCR. Furthermore, sensitivities to paclitaxel, cisplatin and ionizing radiation were assessed in cell survival assays. Glucose consumption and lactate production were quantified as surrogates for the “Warburg effect”.
Results
Considerable amounts of tktl1 mRNA and TKTL1 protein were detected only upon stable transfection of the human embryonic kidney cell line HEK293 with an expression plasmid for human TKTL1. Beyond that, weak expression of endogenous tktl1 mRNA was measured in the cell lines JAR and U251. Western blot analysis of JAR and U251 cells did not detect TKTL1 at the expected size of 65 kDa with all three antibodies specific for TKTL1 protein and immunohistochemical staining was observed with antibody JFC12T10 only. All other cell lines tested here revealed expression of tktl1 mRNA below detection limits and were negative for TKTL1 protein. However, in all cell lines including TKTL1-negative HEK293-control cells, antibody JFC12T10 detected multiple proteins with different molecular weights. Importantly, JAR and U251 did neither demonstrate an outstanding production of lactic acid nor increased resistance against chemotherapeutics or to ionizing radiation, respectively.
Conclusion
Using RT-qPCR and three different antibodies we observed only exceptional occurrence of TKTL1 in a panel of malignant human cell lines in vitro. The presence of TKTL1 was unrelated to either the rate of glucose consumption/lactic acid production or resistance against chemo- and radiotherapy.
Breast cancer (BC) patients often ask for a healthy diet. Here, we investigated a healthy standard diet (SD), a low carb diet (LCD), and a ketogenic diet (KD) for BC patients during the rehabilitation phase. KOLIBRI was an open-label non-randomized one-site nutritional intervention trial, combining inpatient and outpatient phases for 20 weeks. Female BC patients (n = 152; mean age 51.7 years) could select their diet. Data collected were: Quality of life (QoL), spiroergometry, body composition, and blood parameters. In total 30, 92, and 30 patients started the KD, LCD, and SD, respectively. Of those, 20, 76, and 25 completed the final examination. Patients rated all diets as feasible in daily life. All groups enhanced QoL, body composition, and physical performance. LCD participants showed the most impressive improvement in QoL aspects. KD participants finished with a very good physical performance and muscle/fat ratio. Despite increased cholesterol levels, KD patients had the best triglyceride/high-density lipoprotein (HDL) ratio and homeostatic model assessment of insulin resistance index (HOMA-IR). Most metabolic parameters significantly improved in the LCD group. SD participants ended with remarkably low cholesterol levels but did not improve triglyceride/HDL or HOMA-IR. In conclusion, both well-defined KDs and LCDs are safe and beneficial for BC patients and can be recommended during the rehabilitation phase.
High attrition-rates entailed by drug testing in 2D cell culture and animal models stress the need for improved modeling of human tumor tissues. In previous studies our 3D models on a decellularized tissue matrix have shown better predictivity and higher chemoresistance. A single porcine intestine yields material for 150 3D models of breast, lung, colorectal cancer (CRC) or leukemia. The uniquely preserved structure of the basement membrane enables physiological anchorage of endothelial cells and epithelial-derived carcinoma cells. The matrix provides different niches for cell growth: on top as monolayer, in crypts as aggregates and within deeper layers. Dynamic culture in bioreactors enhances cell growth. Comparing gene expression between 2D and 3D cultures, we observed changes related to proliferation, apoptosis and stemness. For drug target predictions, we utilize tumor-specific sequencing data in our in silico model finding an additive effect of metformin and gefitinib treatment for lung cancer in silico, validated in vitro. To analyze mode-of-action, immune therapies such as trispecific T-cell engagers in leukemia, as well as toxicity on non-cancer cells, the model can be modularly enriched with human endothelial cells (hECs), immune cells and fibroblasts. Upon addition of hECs, transmigration of immune cells through the endothelial barrier can be investigated. In an allogenic CRC model we observe a lower basic apoptosis rate after applying PBMCs in 3D compared to 2D, which offers new options to mirror antigen-specific immunotherapies in vitro. In conclusion, we present modular human 3D tumor models with tissue-like features for preclinical testing to reduce animal experiments.
Einleitung: Die steigende Prävalenz adipöser Menschen führt weltweit zu einer relevanten Morbidität, die auch junge Frauen im geschlechtsreifen Alter betrifft. Damit gerät der Themenkomplex Adipositas und assoziierte Komplikationen auch im Hinblick auf die Versorgung Schwangerer in den Fokus. Das Ziel dieser Arbeit war es deshalb, die Adipositasprävalenz und hiermit assoziierte maternale und fetale Risikofaktoren zwischen 2006 und 2011 in einem lokalen Kollektiv zu untersuchen.
Material und Methoden: Die retrospektive Analyse umfasste alle maternalen und fetalen Daten von Patientinnen, die 2006 und 2011 an der Universitätsfrauenklinik Würzburg von einem Einling entbunden wurden. Die deskriptive Statistik umfasste die Prävalenz von Adipositas und Gewichtszunahme, maternale Risikofaktoren, Schwangerschaftskomplikationen und fetales Outcome.
Ergebnisse: Unsere Analyse umfasste 2838 Patientinnen mit Einlingsgraviditäten, die in den Jahren 2006 (n=1292) und 2011 (n=1545) an der Uniklinik Würzburg entbunden haben. Es zeigte sich, dass weder der initiale BMI noch die Gewichtszunahme während der Schwangerschaft zwischen 2006 und 2011 signifikant anstiegen. Die Mehrheit der übergewichtigen (71%) oder adipösen (60,4%) Patientinnen überstieg die empfohlene Gewichtszunahme. Die Prävalenz von adipositasassoziierten Erkrankungen wie Gestationsdiabetes und Präeklampsie stiegen signifikant an und waren mit einem hohen initialen BMI assoziiert. Während Übergewichtigkeit nicht mit einer Terminüberschreitung assoziiert war, wurden adipöse Patientinnen signifikant häufiger per Sectio caesarea entbunden. Das Geburtsgewicht war 2011 signifikant höher als 2006, wobei keine signifikanten Änderungen im fetalen Outcome dargestellt werden konnten.
Schlussfolgerung: Es gibt einen Trend zu vermehrter Gewichtszunahme während der Schwangerschaft. Assoziierte Risikofaktoren wie Gestationsdiabetes und Präeklampsie sind erhöht.
Die Ziele dieser Arbeit waren, das aktuelle Informationsbedürfnis von metastasierten Brustkrebspatientinnen und -patienten, deren Einschätzung der Arzt-Patient-Kommunikation sowie erwiesene Prädiktoren der QoL zu erheben und auf einen Zusammenhang mit der aktuellen patientenseitigen QoL zu untersuchen. Zu dieser oder ähnlichen Fragestellungen existieren lediglich Publikationen mit Brustkrebspatientinnen ohne Metastasierung. Studien mit ausschließlich metastasierten Brustkrebs-patientinnen sind generell sehr selten.
Die Daten von 30 Patientinnen und einem Patienten mit metastasiertem Brustkrebs, rekrutiert in vier Kliniken in Bayern und Baden-Württemberg im Rahmen der Pilotphase des BRE-4-MED-Projektes, konnten ausgewertet werden. Die Studienteilnehmer waren zum Zeitpunkt der Rekrutierung zwischen 30 und 85 Jahre alt, das Durchschnittsalter betrug 57 Jahre (SD = 13,4).
Für die Datenerhebung wurden nebst einzelner ordinalskalierter Fragen standardisierte, teils modifizierte Fragebögen wie die CARE-Skala, PROMIS PF4a, PHQ-4 oder ein Item des EORTC QLQ-C30 verwendet. In der QoL-Messung durch ein Item des EORTC QLQ-C30 Fragebogens erzielten die Probandinnen und Probanden geringfügig schlechtere Werte als eine gesunde deutsche Vergleichspopulation.
Angesichts bisheriger Forschungsergebnisse wurde mit unbefriedigten Informations- und Kommunikationsbedürfnissen gerechnet. Außerdem wurden Zusammenhänge zwischen der QoL und unbefriedigten Informationsbedürfnissen, einer schlechten Arzt-Patient-Kommunikation sowie Prädiktoren der QoL erwartet. Diese Hypothesen wurden durch die vorliegende Arbeit zum Teil bestätigt, nämlich das Vorliegen von unerfüllten Informationsbedürfnissen sowie einer Korrelation der QoL mit Depression, körperlicher Funktionalität und mit Schmerz. Ein Zusammenhang mit dem Alter der Befragten bestand, jedoch genau entgegengesetzt der Erwartung.
Letzteres Ergebnis sowie die nicht signifikanten Ergebnisse der Studie sind am ehesten durch eine zu geringe Probandenzahl bedingt. In puncto Informationsbedürfnisse der Patienten sowie Prädiktoren der QoL konnte die vorliegende Arbeit die bisherige Forschung größtenteils bestätigen, woraus die ärztlichen Handlungsempfehlungen abgeleitet werden können, auf diese Themen im Umgang mit metastasierten Mammakarzinompatienten besonders einzugehen. Die Aussagekraft der vorliegenden Ergebnisse ist allerdings angesichts der bisherigen Stichprobengröße als gering einzustufen, die Wiederholung der durchgeführten Analysen in der Hauptphase des BRE-4-MED-Projektes wären wünschenswert. Das BRE-4-MED-Register ist zusammenfassend als vielversprechendes Projekt zur Ergänzung der Versorgungsforschung und langfristig zur Verbesserung der Versorgung metastasierter Brustkrebspatienten einzustufen.
Introduction: National and international guidelines recommend early integration of evidence-based multimodal interventions and programs, especially with a focus on relaxation techniques and other Mind–Body-based methods to maintain the quality of life of oncology patients, improve treatment tolerability, and promote healthy lifestyle behaviors. Consequently, we aim to understand what drives patients and how they navigate integrative medicine to best advise them. This study aimed to detect possible topics of particular interest to patients and identify the patient groups that could benefit most from further programs. Furthermore, we aimed to investigate if patients are open-minded toward integrative oncology concepts and learn about their motivational level to maintain or change behavior.
Methods: Between August 2019 and October 2020 we surveyed patients undergoing oncological therapy in a university oncological outpatient center using a custom-developed questionnaire based on established Mind–Body Medicine concepts.
Results: We included 294 patients with various cancers. More than half reported problems sleeping through (61%) and 42% felt stressed frequently, invariably rating this as detrimental to their health. Moreover, a slight majority (52%) felt physically limited due to their disease and only 30% performed defined exercise programs. Women were significantly more likely to feel stressed and reported with alarming frequency that they often feel “everything was up to them.” The 40–65-year-olds reported significantly less restful sleep, more stress and were more dissatisfied with their situation. However, this group already used natural remedies most frequently and was most often motivated to use relaxation techniques in the next 6 months. The lower the perceived individual energy level (EL), the less frequently patients did sport, the more frequently they felt their disease impaired their activity, mostly feeling stressed and tense. We also found significant associations between negative emotions/thoughts and the variables “sleep,” “use of relaxation techniques,” “personal stress perception,” and “successful lifestyle modification.”
Conclusion: Mind–Body programs that focus on patient’s individual resources, with tools to explore impairing patterns of self-perception and cognitive biases, can be a valuable resource for oncology patients and should therefore be part of an integrative medical treatment concept.
In der vorliegenden Studie wurde zur Klärung der Fallzahl durchgeführter Vasektomien ein erster Fragebogen an alle 151 niedergelassenen Urologen Bayerns geschickt, mit der Bitte um Beantwortung der Fragen nach Anzahl der durchgeführten Vasektomien im Jahr 2002, angewandte Form der Anästhesie, ambulante oder stationäre Durchführung, und aufgetretene Komplikationen oder Nebenwirkungen. Es ergab sich eine hochgerechnete Zahl von rund 9.000 durchgeführten Vasektomien in Bayern (auf ganz Deutschland bezogen rund 59.400 Eingriffe). Die Komplikationsrate ist mit 1,1% als sehr niedrig zu bezeichnen. Die Sterilisation des Mannes ist somit trotz eines gut ambulant durchführbaren Eingriffs, einer niedrigen Komplikationsrate und hohen Erfolgsrate noch immer ein wenig genutztes Mittel zur Kontrazeption und Familienplanung in Deutschland. In einer weiteren Fragebogenstudie wurden von April bis Oktober 2002 insgesamt 376 Patientinnen einer gynäkologischen Praxis in Würzburg im Alter von bis zu 62 Jahren über die erwartete Wirkungsweise, erwartete Nebenwirkungen und über ihre Einstellung bzw. Kenntnisse zur Vasektomie befragt. Es zeigte sich ein allgemein hoher Wissensstand. Dennoch fielen einige Unsicherheiten bezüglich der Nebenwirkungen und Begleiterscheinungen, bzw. Folgen einer Vasektomie auf. Die weitaus meisten Befragten (83,8 %) informieren sich über die Medien und Bekannte/Verwandte. Nur 13,3 % geben den Gynäkologen bzw. Urologen als Informationsquelle an. Es besteht ein Nachholbedarf bei der fachkompetenten Aufklärung über Vasektomie als Mittel zur Kontrazeption beim Mann durch die Ärzte.
In der vorliegenden Arbeit wurden retrospektiv Daten von 321 Fällen eines fortgeschrit-
tenen Mammakarzinoms ausgewertet. Beobachtungsdaten lagen bis einschließlich Juli
1998 vor. Ein Fokus dieser Arbeit lag auf der Trichotomie der HER2-Ausprägung und
deren prognostischen Wert im Verlauf einer metastasierten Brustkrebserkrankung. In
einer neueren Entwicklung wurde HER2-low als Nomenklatur einer Subgruppe etabliert
für jene Mammakarzinome, die als IHC 1+ oder IHC 2+ gelten und ein negatives ISH-
Ergebnis aufweisen. Neue Studien-Ergebnisse zeigten einen signifikanten klinischen
Vorteil der Therapie mit HER2-basierten Antikörper-Wirkstoff-Konjugaten für HER2-low
Patientinnen (91).
Der Anteil der HER2-low Mammakarzinome nahm im Laufe einer fortgeschrittenen
Brustkrebserkrankung kontinuierlich zu und lag bei 39,3 % im Primärtumor, bei 47,7 %
im ersten Rezidiv und bei 47,8 % in einer zweiten Fernmetastase. Parallel vergrößerte
sich die HER2-positive Subgruppe, wobei sich die HER2-negative Kohorte folglich ver-
kleinerte. Es konnte entsprechend der aktuellen Literatur (117,156) eine Assoziation (p
< 0.001) des HER2-low Subtypen und HR-positiven Mammakarzinomen gezeigt werden.
HER2-low nahm in HR-positiven/Her2-negativen Mammakarzinomen im Laufe der Me-
tastasierung zu (56,7 % - 64,1 % - 75,6 %). Der Anteil der HER2-low-Expression im
Triple-negativen Subtypen initial bei 14,6 % und vergrößerte sich konstant (48,2 % - 50
%). Ein Verlust der HER2-Ausprägung im Krankheitsverlauf korrelierte statistisch signi-
fikant mit einem besseren OS (Hazards Ratio 0,533, 95%-KI[0,316, 0,898], p = .018).
Die Gruppe mit einer HER2-Konversion zu einer schwächeren Ausprägung wies im di-
rekten Vergleich zur Gruppe mit einer Her2-Konversion zu einer stärkeren Ausprägung
ein 21,0 Monate längeres Überleben auf (p = 0.177). Die Entwicklung eines HER2-posi-
tiven Primärtumor zu einer HER2-low Metastase (Hazards Ratio 0,385, 95%-KI[0,17,
0.874], p = .023), eine Veränderung von einem HER2-0 Primärtumor zu einer HER2-low
Metastase (Hazards Ratio 0,124, 95%-KI[0,023, 0,655], p = .014) sowie die ausblei-
bende Veränderung eines HER2-low Primärtumor zu einer Fernmetastase (Hazards Ra-
tio 0,169, 95%-KI[0,035, 0,813], p = .027) wurden in dieser Analyse als weitere protektive
Faktoren nachgewiesen. Kein klinisch-pathologischer oder therapeutischer Faktor
konnte als signifikanter Einflussfaktor auf eine Konversion im HER2-Rezeptor identifi-
ziert werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen keine klare Aussage darüber treffen,
ob die Anpassung der tumorspezifischen Therapie nach einer Rezeptorkonversion das
OS verbessert.
Purpose
Therapeutic options for breast cancer (BC) treatment are constantly evolving. The Human Epidermal Growth Factor 2 (HER2)-low BC entity is a new subgroup, representing about 55% of all BC patients. New antibody–drug conjugates demonstrated promising results for this BC subgroup. Currently, there is limited information about the conversion of HER2 subtypes between primary tumor and recurrent disease.
Methods
This retrospective study included women with BC at the University Medical Centre Wuerzburg from 1998 to 2021. Data were retrieved from patients' records. HER2 evolution from primary diagnosis to the first relapse and the development of secondary metastases was investigated.
Results
In the HR-positive subgroup without HER2 overexpression, HER2-low expression in primary BC was 56.7 vs. 14.6% in the triple-negative subgroup (p < 0.000). In the cohort of the first relapse, HER2-low represented 64.1% of HR-positive vs. 48.2% of the triple-negative cohort (p = 0.03). In patients with secondary metastases, HER2-low was 75.6% vs. 50% in the triple negative subgroup (p = 0.10). The subgroup of HER2-positive breast cancer patients numerically increased in the course of disease; the HER2-negative overall cohort decreased. A loss of HER2 expression from primary BC to the first relapse correlated with a better OS (p = 0.018). No clinicopathological or therapeutic features could be identified as potential risk factors for HER2 conversion.
Conclusion
HER2 expression is rising during the progression of BC disease. In view of upcoming therapeutical options, the re-analysis of newly developed metastasis will become increasingly important.
Das triple-negative Mammakarzinom ist Hormonrezeptor- und HER2 negativ und mit einer ungünstigen Prognose verbunden. Triple-negative Patientinnen sind unempfindlich gegen die endokrine Therapie und den HER-2/neu Antikörper Trastuzumab und deshalb auf die zytostatische Chemotherapie angewiesen. Lobaplatin ist ein Platinderivat mit wenigen Nebenwirkungen und guter Antitumorwirkung in vitro und deshalb möglicherweise auch für die Behandlung triple-negativer Tumoren geeignet. Für die vorliegende Arbeit haben wir zwei triple-negative und eine klassische Brustkrebszelllinie verwendet. Die beiden triple-negativen Zelllinien wurden anhand einer vorbeschriebenen Mutation identifiziert, um eine Verwechslung auszuschließen. Die Aktivität des p53 Gens wurde in allen drei Zelllinien überprüft, ein aktives p53 Gen jedoch nur in der hormonrezeptor-positiven MCF7 Zelllinie nachgewiesen. Ein Zusammenhang zwischen p53 Status und Ansprechen der Zellen auf Lobaplatin oder Cisplatin konnte nicht belegt werden. Wir haben die zytotoxische Wirkung von Lobaplatin und Cisplatin verglichen. Lobaplatin war in unseren Untersuchungen ähnlich wirksam wie Cisplatin und bei der Behandlung der MCF7 Zelllinie und einer Cisplatin-resistenten Ovarialkarzinomzelllinie sogar dem Cisplatin überlegen. Lobaplatin wies in diesen Zellen keine komplette Kreuzresistenz zu Cisplatin auf. In einem nächsten Schritt wurden unterschiedliche Zytostatika mit Lobaplatin kombiniert. Additive Synergien zwischen den einzelnen Substanzen konnten nicht bewiesen werden, jedoch war ein gutes Zusammenwirken von Lobaplatin und dem in der klinischen Erprobung befindlichen Todesliganden TRAIL zu erkennen. Mittels Nachweis von Spaltprodukten haben wir gezeigt, dass Lobaplatin und Cisplatin eine Aktivierung von Caspasen bewirken. Die aktivierte Caspase 3 konnte allerdings nicht dargestellt werden. Die Begriffe Apoptose und Nekroptose wurden diskutiert und eine Beteiligung beider Prozesse an der Wirkung von Lobaplatin und Cisplatin nachgewiesen. Veränderungen des Zellzyklus wurden untersucht. Die beiden Platinderivate führten zu einem Arrest in der G2-Phase und in höheren Konzentrationen teilweise zu einem G1-Arrest. Insgesamt sind an der zytotoxischen Wirkung von Lobaplatin und Cisplatin und der Entscheidung über Leben oder Tod viele wichtige Mechanismen in wechselnder Rangfolge beteiligt. In unseren Versuchen an zwei triple-negativen und einer klassischen Brustkrebszelllinie erweist sich Lobaplatin als ebenbürtiger Nachfahre des Cisplatin mit einer vergleichbaren Zytotoxizität, weniger schwerwiegenden Nebenwirkungen und der Fähigkeit, vorhandene Cisplatinresistenzen teilweise zu umgehen. Lobaplatin verspricht darüber hinaus in Kombination mit anderen Zytostatika interessante therapeutische Perspektiven, die bisher nur unzureichend erprobt sind.
Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass viele Frauen aufgrund von Schmerzen bzw. aufgrund der Angst vor Schmerzen während der Mammographie diese Kebsvorsorgeuntersuchung nicht wahrnahmen. Die vorliegende Arbeit sollte folgende Fragen klären: Empfinden Frauen bei der Brustkompression während der Mammographie weniger Schmerzen wenn sie ihre Brüste selbst komprimieren, als bei Kompression durch eine MTA? Sind Frauen nach Eigenkompression zufriedener mit der gesamten Mammographie, als Frauen mit Fremdkompression, und inwieweit wirkt sich diese Zufriedenheit auf die Bereitschaft aus, wieder eine Mammographie durchführen zu lassen? Durch diese Studie sollte ein neuer Wege aufgezeigt werden, Frauen die Mammographie so angenehm wie möglich zu gestalten, um dadurch positiven Einfluss auf ihr Verhalten dieser wichtigen Vorsorgeuntersuchung gegenüber nehmen zu können. Untersucht wurden 200 Patientinnen, die der radiologischen Abteilung der Frauenklinik der Universität Würzburg zur Durchführung einer Mammographie zugewiesen worden waren. Es erfolgte die Erhebung der generellen und situativen Ängstlichkeit mittels State-Trait-Angstinventar (STAI), sowie der individuellen Kontrollüberzeugungen mittels Fragebogen zur Erhebung von Kontrollüberzeugungen zu Krankheit und Gesundheit (KKG). Nach der Mammographie beantworteten die Frauen nochmals einen Fragebogen, der ihre Zufriedenheit mit der Mammographie, sowie die dabei empfundenen Schmerzen und die Bereitschaft in zwei Jahren wieder an einem Screening durch Mammographie teilzunehmen, erfasste. Die Ergebnisse der Arbeit lassen sich folgender Maßen zusammenfassen: Es zeigte sich eine Korrelation zwischen der situativen Ängstlichkeit und den bei der Untersuchung empfundenen Schmerzen. Außerdem zeigte sich, je geringer die situationsgebundene Angst der Frauen war, desto zufriedener waren sie auch mit der Untersuchung. Es konnte kein Zusammenhang zwischen der Kontrollüberzeugung und der Zufriedenheit mit der Mammographie nachweisen werden, weder bei Fremdkompression, noch bei Eigenkompression. Auch mit dem bei der Kompression empfundenen Schmerz konnte bei keiner Kontrollüberzeugung ein Zusammenhang hergestellt werden. Bezüglich der Kompression selbst wurde festgestellt, dass Patientinnen der Experimentalgruppe bei der Kompression mehr Kraft anwandten als Patientinnen der Kontrollgruppe und damit ihre Brüste flacher komprimierten. Die Mehrheit beider Gruppen war mit der Mammographie zufrieden und gaben an, wieder an einer Mammographie in zwei Jahren teilnehmen zu wollen. Allerdings waren Frauen, die ihre Brüste selber komprimierten generell zufriedener mit ihrer Untersuchung und empfanden weniger Schmerzen während der Kompression. Der Zusammenhang, dass Frauen eine erneute Teilnahme an einer Mammographie als umso wahrscheinlicher ansahen, je zufriedener sie mit der aktuellen Untersuchung waren, konnte ebenfalls bestätigt werden.
Purpose
Radiotherapy (RT) was identified as a risk factor for long-term cardiac effects in breast cancer patients treated until the 1990s. However, modern techniques reduce radiation exposure of the heart, but some exposure remains unavoidable. In a retrospective cohort study, we investigated cardiac mortality and morbidity of breast cancer survivors treated with recent RT in Germany.
Methods
A total of 11,982 breast cancer patients treated between 1998 and 2008 were included. A mortality follow-up was conducted until 06/2018. In order to assess cardiac morbidity occurring after breast cancer treatment, a questionnaire was sent out in 2014 and 2019. The effect of breast cancer laterality on cardiac mortality and morbidity was investigated as a proxy for radiation exposure. We used Cox Proportional Hazards regression analysis, taking potential confounders into account.
Results
After a median follow-up time of 11.1 years, there was no significant association of tumor laterality with cardiac mortality in irradiated patients (hazard ratio (HR) for left-sided versus right-sided tumor 1.09; 95% confidence interval (CI) 0.85–1.41). Furthermore, tumor laterality was not identified as a significant risk factor for cardiac morbidity (HR = 1.05; 95%CI 0.88–1.25).
Conclusions
Even though RT for left-sided breast cancer on average incurs higher radiation dose to the heart than RT for right-sided tumors, we found no evidence that laterality is a strong risk factor for cardiac disease after contemporary RT. However, larger sample sizes, longer follow-up, detailed information on individual risk factors and heart dose are needed to assess clinically manifest late effects of current cancer therapy.
No abstract available
Ovarian cancer (OvCa) is the tumor with the most unfavourable prognosis among all gynaecological malignancies causing more than 6000 deaths per year in Germany alone. Patients with OvCa show symptoms at very advanced stages of tumor progression when the only available treatments consist on tumor debulking surgery and administration of platinum based chemotherapeutics and anthracyclins. There is an urgent need to develop new therapeutical strategies since the actual 5 year survival rate of OvCa patients does not exceed 20-40%.
Immunotherapy is a promising approach for treatment of ovarian cancer, since it has been observed that immunological parameters can influence the outcome of the patient. The aim of our research is to overcome tumor immune escape by counteracting the immunosuppressive mechanisms developed by the tumor. In particular, this work studies the influence of adenosine generated by the ectonucleotidases CD39 and CD73 in the tumor microenvironment. Cellular expression of CD39 and CD73 contributes to immunosupression as these ectonucleotidases convert immune-stimulatory extracellular ATP into immunosuppressive adenosine. This was primarily described as effector mechanism for regulatory T cells, but may also be important in the tumor microenvironment.
Having found that tumor cells from OvCa-patients express high levels of ATP-depleting ectonucleotidases CD39 and CD73 we set out to investigate a potential immunosuppressive mechanism via adenosine production in the tumor microenvironment. We could measure 30-60 times higher adenosine production by OvCa cell lines and ascites-derived cancer cells as compared to physiological normal conditions. To confirm this putative immune escape mechanism we investigated its effect on several immune cell populations. CFSE-based assays, for example, showed an inhibition of CD4+ T cell proliferation by OvCA cell-derived adenosine. In this context, we have further established an in-vitro assay, where OvCa cells modulate the function of macrophages towards a M2 or tumor associated (TAM) phenotype. Together with the phenotype modulation adenosine exerts chemotactic effects on human monocytes and is thus likely to attract myeloid precursor cells towards the tumor tissue. Moreover, in a microenvironment that is shaped by OvCa cells, human monocytes differentiate into M2 macrophages or TAMs which themselves express significant levels of the adenosine-generating ectonucleotidases CD39 and CD73.
Investigating the regulation of ectonucleotidase expression, we also observed that approaches clinically used to treat OvCa (namely application of doxorubicine or irradiation) influence CD73 and CD39 levels of OvCa and immune cells in vitro. In this study we show how this treatment-induced change in the ATP/adenosine ratio modulates the effector function of different immune cells. Furthermore, we investigate the potential benefit of clinically available small molecule inhibitors for CD39 and CD73 that could relieve immunosuppression in the tumor microenvironment especially in combination with common treatment regimes.
Background
Ovarian cancer (OvCA) tissues show abundant expression of the ectonucleotidases CD39 and CD73 which generate immunomodulatory adenosine, thereby inhibiting cytotoxic lymphocytes. Little, however, is known about the effect of adenosine on myeloid cells. Considering that tumor associated macrophages (TAM) and myeloid-derived suppressor cells (MDSC) constitute up to 20 % of OvCA tissue, we investigated the effect of adenosine on myeloid cells and explored a possible contribution of myeloid cells to adenosine generation in vitro and ex vivo.
Methods
Monocytes were used as human blood-derived myeloid cells. After co-incubation with SK-OV-3 or OAW-42 OvCA cells, monocyte migration was determined in transwell assays. For conversion into M2-polarized “TAM-like” macrophages, monocytes were co-incubated with OAW-42 cells. Ex vivo TAMs were obtained from OvCA ascites. Macrophage phenotypes were investigated by intracellular staining for IL-10 and IL-12. CD39 and CD73 expression were assessed by FACS analysis both on in vitro-induced TAM-like macrophages and on ascites-derived ex situ-TAMs. Myeloid cells in solid tumor tissue were analyzed by immunohistochemistry. Generation of biologically active adenosine by TAM-like macrophages was measured in luciferase-based reporter assays. Functional effects of adenosine were investigated in proliferation-experiments with CD4+ T cells and specific inhibitors.
Results
When CD39 or CD73 activity on OvCA cells were blocked, the migration of monocytes towards OvCA cells was significantly decreased. In vivo, myeloid cells in solid ovarian cancer tissue were found to express CD39 whereas CD73 was mainly detected on stromal fibroblasts. Ex situ-TAMs and in vitro differentiated TAM-like cells, however, upregulated the expression of CD39 and CD73 compared to monocytes or M1 macrophages. Expression of ectonucleotidases also translated into increased levels of biologically active adenosine. Accordingly, co-incubation with these TAMs suppressed CD4+ T cell proliferation which could be rescued via blockade of CD39 or CD73.
Conclusion
Adenosine generated by OvCA cells likely contributes to the recruitment of TAMs which further amplify adenosine-dependent immunosuppression via additional ectonucleotidase activity. In solid ovarian cancer tissue, TAMs express CD39 while CD73 is found on stromal fibroblasts. Accordingly, small molecule inhibitors of CD39 or CD73 could improve immune responses in ovarian cancer.
Objectives
The severity of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) is largely determined by the immune response. First studies indicate altered lymphocyte counts and function. However, interactions of pro- and anti-inflammatory mechanisms remain elusive. In the current study we characterized the immune responses in patients suffering from severe COVID-19-induced acute respiratory distress syndrome (ARDS).
Methods
This was a single-center retrospective study in patients admitted to the intensive care unit (ICU) with confirmed COVID-19 between March 14th and May 28th 2020 (n = 39). Longitudinal data were collected within routine clinical care, including flow-cytometry of lymphocyte subsets, cytokine analysis and growth differentiation factor 15 (GDF-15). Antibody responses against the receptor binding domain (RBD) of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) Spike protein were analyzed.
Results
All patients suffered from severe ARDS, 30.8% died. Interleukin (IL)-6 was massively elevated at every time-point. The anti-inflammatory cytokine IL-10 was concomitantly upregulated with IL-6. The cellular response was characterized by lymphocytopenia with low counts of CD8+ T cells, natural killer (NK) and naïve T helper cells. CD8+ T and NK cells recovered after 8 to 14 days. The B cell system was largely unimpeded. This coincided with a slight increase in anti-SARS-CoV-2-Spike-RBD immunoglobulin (Ig) G and a decrease in anti-SARS-CoV-2-Spike-RBD IgM. GDF-15 levels were elevated throughout ICU treatment.
Conclusions
Massively elevated levels of IL-6 and a delayed cytotoxic immune defense characterized severe COVID-19-induced ARDS. The B cell response and antibody production were largely unimpeded. No obvious imbalance of pro- and anti-inflammatory mechanisms was observed, with elevated GDF-15 levels suggesting increased tissue resilience.
Background: Hyaluronan (HA), a component of the extracellular matrix, is frequently increased under pathological conditions including cancer. Not only stroma cells but also cancer cells themselves synthesize HA, and the interaction of HA with its cognate receptors promotes malignant progression and metastasis. Methods: In the present study, HA deposition in tissue sections was analyzed by hyaluronan-binding protein (HABP) ligand histochemistry in 17 borderline tumors and 102 primary and 20 recurrent ovarian cancer samples. The intensity and, particularly, localization of the HA deposition were recorded: for the localization, the pericellular deposition around the ovarian cancer cells was distinguished from the deposition within the stromal compartment. These histochemical data were correlated with clinical and pathological parameters. Additionally, within a reduced subgroup of ovarian cancer samples (n = 70), the RNA levels of several HA-associated genes were correlated with the HA localization and intensity. Results: Both stroma-localized and pericellular tumor-cell-associated HA deposition were observed. Cancer-cell pericellular HA deposition, irrespective of its staining intensity, was significantly associated with malignancy, and in the primary ovarian cancer cohort, it represents an independent unfavorable prognostic marker for overall survival. Furthermore, a significant association between high CD44, HAS2 and HAS3 mRNA levels and a cancer-cell pericellular HA-deposition pattern was noted. In contrast, stromal hyaluronan deposition had no impact on ovarian cancer prognosis. Conclusions: In conclusion, the site of HA deposition is of prognostic value, but the amount deposited is not. The significant association of only peritumoral cancer-cell HA deposition with high CD44 mRNA expression levels suggests a pivotal role of the CD44–HA signaling axis for malignant progression in ovarian cancer.
Background
Fermented wheat germ extract (FWGE) sold under the trade name Avemar exhibits anticancer activity in vitro and in vivo. Its mechanisms of action are divided into antiproliferative and antimetabolic effects. Its influcence on cancer cell metabolism needs further investigation. One objective of this study, therefore, was to further elucidate the antimetabolic action of FWGE. The anticancer compound 2,6-dimethoxy-1,4-benzoquinone (DMBQ) is the major bioactive compound in FWGE and is probably responsible for its anticancer activity. The second objective of this study was to compare the antiproliferative properties in vitro of FWGE and the DMBQ compound.
Methods
The IC\(_{50}\) values of FWGE were determined for nine human cancer cell lines after 24 h of culture. The DMBQ compound was used at a concentration of 24 μmol/l, which is equal to the molar concentration of DMBQ in FWGE. Cell viability, cell cycle, cellular redox state, glucose consumption, lactic acid production, cellular ATP levels, and the NADH/NAD\(^+\) ratio were measured.
Results
The mean IC\(_{50}\) value of FWGE for the nine human cancer cell lines tested was 10 mg/ml. Both FWGE (10 mg/ml) and the DMBQ compound (24 μmol/l) induced massive cell damage within 24 h after starting treatment, with changes in the cellular redox state secondary to formation of intracellular reactive oxygen species. Unlike the DMBQ compound, which was only cytotoxic, FWGE exhibited cytostatic and growth delay effects in addition to cytotoxicity. Both cytostatic and growth delay effects were linked to impaired glucose utilization which influenced the cell cycle, cellular ATP levels, and the NADH/NAD\(^+\) ratio. The growth delay effect in response to FWGE treatment led to induction of autophagy.
Conclusions
FWGE and the DMBQ compound both induced oxidative stress-promoted cytotoxicity. In addition, FWGE exhibited cytostatic and growth delay effects associated with impaired glucose utilization which led to autophagy, a possible previously unknown mechanism behind the influence of FWGE on cancer cell metabolism.
Candida albicans and Candida dubliniensis are pathogenic fungi that are highly related but differ in virulence and in some phenotypic traits. During in vitro growth on certain nutrient-poor media, C. albicans and C. dubliniensis are the only yeast species which are able to produce chlamydospores, large thick-walled cells of unknown function. Interestingly, only C. dubliniensis forms pseudohyphae with abundant chlamydospores when grown on Staib medium, while C. albicans grows exclusively as a budding yeast. In order to further our understanding of chlamydospore development and assembly, we compared the global transcriptional profile of both species during growth in liquid Staib medium by RNA sequencing. We also included a C. albicans mutant in our study which lacks the morphogenetic transcriptional repressor Nrg1. This strain, which is characterized by its constitutive pseudohyphal growth, specifically produces masses of chlamydospores in Staib medium, similar to C. dubliniensis. This comparative approach identified a set of putatively chlamydospore-related genes. Two of the homologous C. albicans and C. dubliniensis genes (CSP1 and CSP2) which were most strongly upregulated during chlamydospore development were analysed in more detail. By use of the green fluorescent protein as a reporter, the encoded putative cell wall related proteins were found to exclusively localize to C. albicans and C. dubliniensis chlamydospores. Our findings uncover the first chlamydospore specific markers in Candida species and provide novel insights in the complex morphogenetic development of these important fungal pathogens.
Die mitochondriale Entkopplung ist ein effektiver Weg, um die Thermogenese und basale metabolische Rate einer Zelle anzuheben. Im Versuchsaufbau mit malignen Zellen führte dies zu einer Apoptose.
2,4-DNP als spezifischer Entkoppler der Atmungskette zeigte in diesem Zusammenhang mittels LDH-Analysen an HACAT-, PA1-, BT20 und MDA-MB 231- Zellen eine dosisabhängige Wirkung auf die Zellproliferation in allen verwendeten Zelllinien, unter den verwendeten Tumorzellen am eindrucksvollsten bei den Ovarialkarzinom Zellen. Allen Zellarten gemeinsam war dabei eine Wachstumshemmung abhängig von der Länge der Inkubationszeit.
Die mikrokalorimetrischen Analysen wurden an HACAT-, BT20- und MDA-MB 231- Zellen durchgeführt. Eine höhere 2,4-DNP-Konzentration führte dabei ebenfalls zu einer gesteigerten Wärmefreisetzung, wobei eine positive Korrelation zwischen Einwirkdauer und Wärmefreisetzung bestand. Eine signifikante Zytotoxizität ließ sich bei hohen DNP-Konzentrationen und bei langer Inkubationszeit in den PA1- und MDA-MB 231- Zelllinien nachweisen. MDA-MB 231- Zellen reagierten dabei besonders sensibel.
In der aktuellen Tumortherapie bietet die Kombination von Alterationen der mitochondrialen und glykolytischen Abläufen neben den gängigen Behandlungsoptionen einen vielversprechenden Therapieansatz (8, 28). Durch den Einsatz von mitochondrialen Entkopplern als Ergänzung zu den herkömmlichen Therapieschemata könnte effektiv in den metabolischen Stoffwechsel der Zellen eingegriffen und neben der Tumorzellproliferation auch die Regression positiv beeinflusst werden. Das Ziel wäre, eine kontrollierte Apoptose bei möglichst wenigen systemischen Nebenwirkungen auszulösen. Hierzu werden im Rahmen der optimalen Dosisfindung für den Einsatz von 2,4-DNP jedoch weitere Versuchsansätze mit Inkubationszeiten von mindestens 48h benötigt.
Identifizierung und Testung spezifischer Inhibitoren des Energiestoffwechsels von Tumorzellen
(2011)
Charakteristisch für viele maligne Tumorzellen ist eine erhöhte Aufnahme von Glucose und die Bildung großer Mengen Milchsäure auch in Anwesenheit von Sauerstoff (Warburg Effekt) und eine verminderte Nutzung des Zitratzyklus. Als Grund werden Defekte in der mitochondrialen Atmungskette diskutiert. Aber auch eine durch Onkogene gesteigerte Glykolyserate, könnte ursächlich sein. Ein weiterer für Tumorzellen wichtiger Stoffwechselweg, in dem Glucose abgebaut wird, ist der Pentosephosphatweg, dessen Blockade das Wachstum der Krebszellen hemmen könnte. Zudem stellt die Manipulation derjenigen Signalwege, die in den Tumorstoffwechsel involviert und in Tumorzellen überaktiviert (Ras/PI3K/Akt/mTOR- und Raf/MEK/ERK-Signalweg) oder unterdrückt (oxidative Phosphorylierung) sind, mögliche Ansatzpunkte dar. In dieser Arbeit wurde daher in vitro die Wirkung von 15 Substanzen an drei verschiedenen Tumorzelllinien und vier verschiedenen benignen Zellen untersucht, welche in die oben genannten charakteristischen Stoffwechselwege von Tumorzellen eingreifen und gegenwärtig intensiv als mögliche Tumortherapeutika diskutiert werden. Ziel war es, geeignete Kandidaten für eine zielgerichtete Therapie zu identifizieren. Der Schwerpunkt dieser Arbeit war die Beeinflussung des Glucosestoffwechsels in Tumorzellen. Da Glucose sowohl aerob als auch anaerob verstoffwechselt werden kann, wurden in einem ersten Ansatz zum einen Substanzen gestestet, die die Glykolyse auf verschiedenen Ebenen hemmen, zum anderen wurden Substanzen untersucht, die den mitochondrialen Stoffwechsel beeinflussen. Die Wirkung aller 15 Substanzen wurde zunächst jeweils als Einzelbehandlung getestet. Hierbei führten nur sehr hohe Konzentrationen in Tumorzellen zu einem drastisch verminderten ATP-Gehalt, die für benigne Zellen aber ebenfalls toxisch waren. Daher wurde in einem zweiten Schritt untersucht, ob durch die gleichzeitige Manipulation des Glucosestoffwechsels und des mitochondrialen Stoffwechsels mit jeweils subtoxischen Konzentrationen eine tumorselektive Wirkung erreicht werden kann. Bei der Kombination der Substanzen Oxythiamin/NaDCA bzw. 2-DG/Rotenon ergaben sich zwar synergistische Effekte auf die Verminderung des ATP-Gehaltes in den getesteten Tumorzellen, eine generelle tumorselektive Wirkung konnte jedoch durch die kombinierte Behandlung nicht erreicht werden. In jüngster Zeit mehren sich die Hinweise, dass die Glutaminolyse einen sehr wichtigen Stoffwechselweg für Energiegewinnung und Syntheseprozesse von Tumorzellen darstellt. Deshalb wurde in einem dritten Schritt untersucht, ob durch die Hemmung der Glutaminolyse mit der Substanz 6-Diazo-5-oxo-L-norleuzin (DON) eine tumorspezifische Wirkung erreicht werden kann. In der Tat konnte durch DON eine andeutungsweise tumorselektive Wirkung auf den ATP-Gehalt der Zellen erzielt werden, jedoch war das therapeutische Fenster sehr eng. Durch die Hemmung der oxidativen Phosphorylierung wurde in allen drei untersuchten Tumorzelllinien eine gesteigerte Milchsäureproduktion nachgewiesen. Dies ist ein eindeutiger Hinweis dafür, dass in diesen Tumorzellen die Mitochondrien keine Defekte aufweisen. Die hier untersuchten benignen und malignen Zellen wurden hinsichtlich des Glucosestoffwechsels mit verschiedenen Methoden näher charakterisiert, um zu beurteilen, ob sich die Zellen in ihrem Stoffwechselphänotyp unterscheiden. Bei der Quantifizierung der Glucoseaufnahme wurde deutlich, dass auch manche benigne Zellen deutliche Mengen an Glucose aufnehmen, welche allerdings nur der Tumorzelllinie mit der niedrigsten Aufnahme glich. Mittels immunhistochemischer Färbungen wurden charakteristische Proteine des Zuckerstoffwechsels dargestellt. Zudem wurde die Expression von zentralen Genen des Stoffwechsels auf mRNA- bzw. Proteinebene untersucht. Hierbei wurde deutlich, dass sowohl Tumorzellen als auch manche benigne Zellen für die Glykolyse typische Proteine bzw. mRNA stark exprimieren. Fazit der Charakterisierung ist, dass es zwischen den hier verwendeten malignen und benignen Zellen keine eindeutige Differenzierung aufgrund des Stoffwechselprofils gibt, sondern sich die getesteten Zellen nur graduell unterscheiden. Dieses Ergebnis erklärt möglicherweise die geringe Tumorspezifität der getesteten Substanzen. Im Vergleich mit den vielversprechenden Ergebnissen aus der Literatur zeigten die hier gewonnenen in vitro-Daten eindeutig, dass die Wirkung von potenziell tumorhemmenden Substanzen je nach Tumorzelltyp extrem verschieden war. Dies beruht darauf, dass der vorherrschende Stoffwechseltyp (oxidativ bzw. glykolytisch) für jede Tumorentität verschieden ist. Daher muss vermutlich für jede Tumorentität bzw. sogar für jeden Patienten individuell die Wirkung und der Nutzen einer Hemmung des Tumorstoffwechsels untersucht werden, bevor künftig an eine zielgerichtete Therapie gedacht werden kann.
Trotz des hohen Standards in der IVF-Behandlung gibt es bestimmte Patientinnen bzw. Paare, bei denen es nach der Durchführung von drei oder mehr optimalen Behandlungszyklen mit einem Transfer von mehr als sechs Embryonen insgesamt, nicht zum Eintritt einer Schwangerschaft kommt, vermutlich liegen hierfür die Probleme in der Implantationsphase. Dies hieße, daß ein Embryo entweder gar nicht erst implantiert wird oder, daß er kurz nach der Implantation wieder abstirbt. Hieraus ergäbe sich eine Ähnlichkeit zum klinischen Abortgeschehen. Heute weiß man, daß dem klinischen Abortgeschehen in 60 bis 70 Prozent Chromosomenstörungen zu Grunde liegen, in den übrigen Fällen wird hauptsächlich eine immunologische Ursache angenommen. Somit könnte auch die Ursache wiederholter frustraner IVF-Behandlungen im immunologischen Bereich zu suchen sein. In unserer Untersuchung wurden 100 sterile Paare untersucht, die von 1987 bis 1995 das IVF-Programm durchliefen. Das Kollektiv umfaßt Patientinnen zwischen 22 und 42 Jahren, mit folgenden gynäkologischen Diagnosen: Normalbefund, idiopathische, tubare und ovarielle Sterilität. Bei den Partnern wurden die folgenden Befunde erhoben: Normozoospermie, Oligo-Astheno-Teratozoospermie und isolierte, aber sehr ausgeprägte Asthenozoospermie. Bei beiden Partnern wurden die HLA-Antigene bestimmt, sowie zytotoxische Antikörper im Serum der Frau gesucht. Anschließend wurden der Patientin intrakutan Lymphozyten ihres Partners in den Unterarm injiziert. Bei zu großer Übereinstimmung im HLA-System wurden Lymphozyten eines Fremdspenders verwendet, der in den wichtigsten Blutgruppenmerkmalen mit der Patientin übereinstimmmte. Nach 4 Wochen wurde im Serum der Patientin nach sog. "schützenden Antikörpern" gesucht. Je nach Testergebnis wurde ein ausreichender Schutz angenommen oder eine Auffrischung empfohlen. Es wurde eine kumulative Schwangerschaftsrate von 53 Prozent erzielt. In über 70 Prozent trat diese bereits im ersten Zyklus nach Immunisierung ein. Folgende Schwangerschaftsverläufe konnten beobachtet werden: je ein Drittel Geburt, intakte Schwangerschaft (>12. SSW), Abort bzw. EUG. Die Immunisierungstherapie, wie von uns durchgeführt, scheint eher unspezifisch zu sein und auch zeitlich begrenzt. Der genaue Wirkmechanismus bleibt noch zu klären. Die vorherrschenden Erklärungsmodelle in der Literatur für das immunologische Abortgeschehen sind die Folgenden: Ausbildung zytotoxischer Antikörper, Fehlen Blockierender Faktoren, erhöhtes HLA-Sharing der Partner.
In der vorliegenden Arbeit wurden zum einen die Chorionkarzinomzelllinien JEG-3 (exprimiert HLA-C und HLA-G) und JAR (MHC-Klasse I negativ, exprimiert HLA-E), zum anderen die Leukämiezellllinien K562 (untransfiziert), K562 (mit HLA-G transfiziert) und K562 (mit HLA-E transfiziert) als Modell für fetalen Trophoblasten verwendet. In Kokulturen dieser Zelllinien mit Large Granular Lymphocytes (LGL, CD 56++) sowie LGL freier Dezidua (WASH) wurde die Expression der Sekretion der Zytokine TNF-a, IFN-g, GM-CSF, IL-5, IL-10, IL-13 und IL-15 gemessen. Dabei zeigte die Chorionkarzinomzelllinie JEG-3 eine Unterdrückung der TNF-a-, IFN-g-, GM-CSF- und IL-13-Produktion, aber eine Erhöhung der IL-10- und IL-15-Produktion gegenüber JAR. Möglicherweise tragen aber auch díe Chorionkarzinomzelllinien selbst zur Zytokinproduktion bei oder bewirken durch andere, noch nicht bekannte Mechanismen, eine Veränderung der Resultate. Im Vergleich mit Kokulturen von LGL mit der untransfizierten Leukämiezellline K562 produzierten Kokulturen mit Leukämiezellen, die HLA-G exprimieren, signifikant weniger Zytokine (TNF-a, IFN-g, GM-CSF, IL-10, IL-13 und IL-15). Wurden dagegen LGL mit K562-Zellen kokultiviert, die mit HLA-E transfiziert waren, konnte keine signifikante Reduktion der Zytokinproduktion gemessen werden. In diesen Untersuchungen präsentierten also mit HLA-G transfizierte Zellen und in geringerem Maße auch mit HLA-E transfizierte Zellen eine Zytokinfreisetzung, die nicht mit der bisherigen Überzeugung übereinstimmt, nach der es für eine erfolgreiche Schwangerschaft notwendig ist, dass Th1-Zytokine herabreguliert und Th2-Zytokine heraufreguliert werden. In dieser Arbeit konnte eine generelle Herabregulation aller gemessenen Zytokine durch die Präsentation von HLA-G auf K562-Zellen erkannt werden.
Ziel der vorliegenden Arbeit waren pharmakologische Untersuchungen zum antiproliferativen Effekt der beiden Laktatdehydrogenase (LDH)-Inhibitoren Natriumoxamat und Galloflavin sowie des MRP1-Inhibitors Reversan einzeln und in Kombination bei verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen in vitro zu untersuchen. Zusätzlich wurde der antiproliferative Effekt der drei Inhibitoren mit dem antiproliferativen Effekt von 5-FU verglichen.
Das Konzept zu dieser Arbeit basiert auf Gemeinsamkeiten zwischen LDH und MRP1 in malignen Zellen. Eine ist, dass beide Moleküle von zahlreichen Tumoren überexprimiert werden. Weiter sind beide an der Ausbildung von Chemoresistenz beteiligt und beide werden auch in Hypoxie exprimiert. Zudem wird das für die Funktion von MRP1 notwendige ATP in malignen Zellen hauptsächlich mit der hyperaktiven Glykoloyse gebildet, deren Stoffumsatz auch von der LDH-Aktivität abhängig ist. Eine kombinierte Inhibition beider Zielstrukturen scheint somit geeignet zu sein, um die Proliferation maligner Zellen gezielt zu hemmen. Da in großen Teilen solider Tumoren hypoxische bzw. anoxische Bedingungen vorherrschen, wurde die Wirksamkeit der drei Inhibitoren auch bei 5 % und 1 % Sauerstoff, die als tumorphysiologisch gelten, untersucht.
Die wichtigsten Ergebnisse aus dieser Arbeit sind, dass die beiden LDH-Inhibitoren Natriumoxamat und Galloflavin und der MRP1-Inhibitor Reversan einen antiproliferativen Effekt bei kolorektalen Karzinomzellen auslösen, der auch für tumorphysiologische Sauerstoffkonzentrationen nachzuweisen war. So verringerte sich durch Natriumoxamat bzw. Galloflavin der Anteil vitaler Zellen um bis zu 45 % und durch Reversan um bis zu 60 % bei 5 % und 1 % Sauerstoff im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle.
Auch unterschiedliche Kombination aus Natriumoxamat, Galloflavin und Reversan führten zu einer Steigerung des antiproliferativen Effektes, der auch immer bei tumorphysiologischen Konzentrationen nachzuweisen war. Den stärksten antiproli-ferativen Effekt wies die Dreifachkombination aus Galloflavin, Natriumoxamat und Reversan auf. So verringerte sich der Anteil vitaler Zellen bei 1 % Sauerstoff durch diese Kombination auf bis zu 28 % bei vier der fünf kolorektalen Karzinomzelllinien. Die Dreifachkombination wies einen gleichstarken bzw. stärkeren antiproliferativen Effekt auf als das Chemotherapeutikum 5-FU und zwar ebenfalls bei 5 % und 1 % Sauerstoff.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zum antiproliferativen Effekt von Natriumoxamat, Galloflavin (beides LDH-Inhibitoren) und Reversan (MRP1-Inhibitor) in vitro lassen den Schluss zu, dass das Konzept der Arbeit, einen antiproliferativen Effekt auch bei tumorphysiologischen Sauerstoffkonzentrationen zu induzieren, grundsätzlich bestätigt wurde. Auch löste die gemeinsame Hemmung von LDH und MRP1 einen teilweise stärkeren antiproliferativen Effekt aus als 5-FU. Weitere Untersuchungen sind aber ohne Frage nötig, um die molekularen Interaktion zwischen LDH und MRP1 sowie ihrer Inhibition im Detail zu verstehen.