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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.
Ovarian cancer currently causes ~6,000 deaths per year in Germany alone. Since only palliative treatment is available for ovarian carcinomas that have developed resistance against platinum-based chemotherapy and paclitaxel, there is a pressing medical need for the development of new therapeutic approaches. As survival is strongly influenced by immunological parameters, immunotherapeutic strategies appear promising. The research of our group thus aims at overcoming tumour immune escape by counteracting immunosuppressive mechanisms in the tumour microenvironment. In this context, we found that tumour-infiltrating myeloid-derived suppressor cells (MDSC) or tumour associated macrophages (TAM) which are abundant in ovarian cancer express high levels of the enzyme 11β-hydroxysteroid dehydrogenase1 (11-HSD1). This oxido-reductase enzyme is essential for the conversion of biologically inactive cortisone into active cortisol. In line with this observation, high endogenous cortisol levels could be detected in serum, ascitic fluid and tumour exudates from ovarian cancer patients. Considering that cortisol exerts strong anti-inflammatory and immunosuppressive effects on immune cells, it appears likely that high endogenous cortisol levels contribute to immune escape in ovarian cancer. We thus hypothesised that local activation of endogenous glucocorticoids could suppress beneficial immune responses in the tumour microenvironment and thereby prevent a successful immunotherapy. To investigate the in vivo relevance of this postulated immune escape mechanism, irradiated PTENloxP/loxP loxP-Stop-loxP-krasG12D mice were reconstituted with hematopoietic stem cells from either glucocorticoid receptor (GR) expressing mice (GRloxP/loxP) or from mice with a T cell-specific glucocorticoid receptor knock-out (lck-Cre GRloxP/loxP) mice. In the host mice, the combination of a conditional PTEN knock-out with a latent oncogenic kras leads to tumour development when a Cre-encoding adenovirus is injected into the ovarian bursa. Using this model, mice that had been reconstituted with GC-insensitive T cells showed better intratumoural T cell infiltration than control mice that had received functionally unaltered GRloxP/loxP cells via adoptive transfer. However, tumour-infiltrating T cells mostly assumed a Foxp3+ (regulatory) phenotype and survival was even shortened in mice with cortisol-insensitive T cells. Thus, endogenous cortisol seems to inhibit immune cell infiltration in ovarian cancer, but productive anti-tumour immune responses might still be prevented by further factors from the tumour microenvironment. Thus, our data did not provide a sufficiently strong rationale to further pursue the antagonisation of glucocorticoid signalling in ovarian cancer patients, Moreover, glucocorticoids are frequently administered to cancer patients to reduce inflammation and swelling and to prevent chemotherapy-related toxic side effects like nausea or hypersensitivity reactions associated with paclitaxel therapy. Thus, we decided to address the question whether specific signalling pathways in innate immune cells, preferentially in NK cells, could still be activated even in the presence of GC. A careful investigation of the various activating NK cell receptors (i.e. NKp30, NKp44, NKp46), DNAM-1 and NKG2D) was thus performed which revealed that NKp30, NKp44 and NKG2D are all down-regulated by cortisol whereas NKp46 is actually induced by cortisol. Interestingly, NKp46 is the only known receptor that is strictly confined to NK cells. Its activation via crosslinking leads to cytokine release and activation of cytotoxic activity. Stimulation of NK cells via NKp46 may contribute to immune-mediated tumour destruction by triggering the lysis of tumour cells and by altering the cytokine pattern in the tumour microenvironment, thereby generating more favourable conditions for the recruitment of antigen-specific immune cells. Accordingly, our observation that even cortisol-treated NK cells can still be activated via NKp46 and CD2 might become valuable for the design of immunotherapies that can still be applied in the presence of endogenous or therapeutically administered glucocorticoids.
Background: Tumor patients exhibit an increased peripheral demand of fatty acids and protein. Contrarily, tumors utilize glucose as their main source of energy supply. Thus, a diet supplying the cancer patient with sufficient fat and protein for his demands while restricting the carbohydrates (CHO) tumors thrive on, could be a helpful strategy in improving the patients’ situation. A ketogenic diet (KD) fulfills these requirements. Therefore, we performed a pilot study to investigate the feasibility of a KD and its influence on the quality of life of patients with advanced metastatic tumors. Methods: Sixteen patients with advanced metastatic tumors and no conventional therapeutic options participated in the study. The patients were instructed to follow a KD (less than 70 g CHO per day) with normal groceries and were provided with a supply of food additives to mix a protein/fat shake to simplify the 3-month intervention period. Quality of life [assessed by EORTC QLQ-C30 (version 2)], serum and general health parameters were determined at baseline, after every two weeks of follow-up, or after drop out. The effect of dietary change on metabolism was monitored daily by measuring urinary ketone bodies. Results: One patient did not tolerate the diet and dropped out within 3 days. Among those who tolerated the diet, two patients died early, one stopped after 2 weeks due to personal reasons, one felt unable to stick to the diet after 4 weeks, one stopped after 6 and two stopped after 7 and 8 weeks due to progress of the disease, one had to discontinue after 6 weeks to resume chemotherapy and five completed the 3 month intervention period. These five and the one who resumed chemotherapy after 6 weeks report an improved emotional functioning and less insomnia, while several other parameters of quality of life remained stable or worsened, reflecting their very advanced disease. Except for temporary constipation and fatigue, we found no severe adverse side effects, especially no changes in cholesterol or blood lipids. Conclusions: These pilot data suggest that a KD is suitable for even advanced cancer patients. It has no severe side effects and might improve aspects of quality of life and blood parameters in some patients with advanced metastatic tumors.
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.
Background: Matrix metalloproteinases (MMPs) are involved in the degradation of protein components of the extracellular matrix and thus play an important role in tumor invasion and metastasis. Their expression is related to the progression of gynecological cancers (e.g. endometrial, cervical or ovarian carcinoma). In this study we investigated the expression pattern of the 23 MMPs, currently known in humans, in different gynecological cancer cell lines. Methods: In total, cell lines from three endometrium carcinomas (Ishikawa, HEC-1-A, AN3 CA), three cervical carcinomas (HeLa, Caski, SiHa), three chorioncarcinomas (JEG, JAR, BeWo), two ovarian cancers (BG-1, OAW-42) and one teratocarcinoma (PA-1) were examined. The expression of MMPs was analyzed by RT-PCR, Western blot and gelatin zymography. Results: We demonstrated that the cell lines examined can constitutively express a wide variety of MMPs on mRNA and protein level. While MMP-2, -11, -14 and -24 were widely expressed, no expression was seen for MMP-12, -16, -20, -25, -26, -27 in any of the cell lines. A broad range of 16 MMPs could be found in the PA1 cells and thus this cell line could be used as a positive control for general MMP experiments. While the three cervical cancer cell lines expressed 10-14 different MMPs, the median expression in endometrial and choriocarcinoma cells was 7 different enzymes. The two investigated ovarian cancer cell lines showed a distinctive difference in the number of expressed MMPs (2 vs. 10). Conclusions: Ishikawa, Caski, OAW-42 and BeWo cell lines could be the best choice for all future experiments on MMP regulation and their role in endometrial, cervical, ovarian or choriocarcinoma development, whereas the teratocarcinoma cell line PA1 could be used as a positive control for general MMP experiments.
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.
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.
Die Behandlung der Ovarial- und Endometriumkarzinomzellen mit Perifosin ruft eine Inhibition der AKT-Phosphorylierung und eine damit verbundene Hemmung der Zellproliferation hervor. In PTEN-defizienten Zellen, die mutmaßlich eine stärkere konstitutive AKT-Aktivität aufweisen, waren die zytostatischen Effekte von Perifosin stärker ausgeprägt. In allen Zelllinien wurde gezeigt, dass der Zelltod unabhängig von einer Inhibition der Caspasen erfolgen kann. Die Kombinationsbehandlung von Endometrium- und Ovarialkarzinomzelllinien mit Perifosin und Cisplatin demonstrierte additive Effekte. Daher scheint Perifosin ein guter Kandidat für eine Phase II Studie bei Patientinnen mit fortgeschrittenem Endometrium- und Ovarialkarzinomen zu sein und zwar sowohl als Monopräparat als auch in Kombination mit Platin-Derivaten.
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.
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.
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.
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.
Da die Kontrolle der Kontraktion am Myometrium in der klinischen Praxis eine bedeutende Rolle spielt, sind Kenntnisse über die Physiologie zur Blockierung der Wehentätigkeit und Vermeidung von Frühgeburtlichkeit unverzichtbar. Der Einfuß des sympathischen Nervensystems mit Alpha und Beta-Rezeptoren ist gut untersucht, weshalb wir in der vorliegenden Arbeit eine Untersuchung zur Verteilung der muscarinischen Rezeptoren M1-M5 im schwangeren und nicht schwangeren Myometrium durchführten. Diese G-Protein gesteuerten parasympathischen Rezeptoren sind beispielsweise an Kontraktionsvorgängen in Blasen-, Magen-Darm- und Bronchialmuskulatur beteiligt und könnten so auch im Myometrium eine Rolle spielen. Mittels RT-PCR wurden 21 Myometriumbiopsien analysiert, wovon 11 Myometriumproben von Patientinnen in der 40. Schwangerschaftswoche, sowie jeweils 3 Proben von Patientinnen in der 32. Schwangerschaftswoche und von Patientinnen in der 25. Schwangerschaftswoche stammten, desweiteren eine Probe einer in der 10. Schwangerschaftswoche durch Hysterektomie abgebrochenen Schwangerschaft. Die drei letzten Proben stammten von nicht schwangeren Patientinnen nach vaginaler Hysterektomie. Dabei konnte gezeigt werden, dass sowohl zu verschiedenen Zeitpunkten in der Schwangerschaft, als auch am nicht schwangeren Myometrium jeweils m-RNA für M2, M3 und M5 muscarinische Rezeptoren existiert. Die durch die hier angewendeten Verfahren zur Gewebepräparation, Gewinnung von RNA und Anwendung der RT-PCR vorliegenden Ergebnisse sollten auf Proteinebene bestätigt werden, die Durchführung funktioneller Studien wäre wünschenswert.
Fragestellung: Vor dem Hintergrund eines generell starken Anstieges der Adipositasprävalenz in den Industrienationen sehen sich auch die Geburtshelfer vor neue Herausforderungen gestellt. Untersuchungen zur Prävalenz von Übergewicht und Adipositas unter Schwangeren, insbesondere in Deutschland, gibt es wenige. Ziel war es festzustellen, wie stark die Adipositas am Kollektiv der Schwangeren in den letzten 25 Jahren an der Universitäts-Frauenklinik Würzburg angestiegen ist und ob oder wie sich das geburtshilfliche Ergebnis verändert hat. Methodik: Es wurden retrospektiv alle Geburten der Universitäts-Frauenklinik Würzburg aus dem Jahr 1980 (n=1359) und 2005 (n=1351) ausgewertet. Ergebnisse: Es konnte gezeigt werden, dass innerhalb eines Vierteljahrhunderts (von 1980 bis 2005) Alter, Größe, Gewicht und BMI im untersuchten Kollektiv jeweils hoch signifikant angestiegen sind. Es war eine Zunahme von Übergewicht und Adipositas um den Faktor 3 von 10,94% auf 29,78% festzustellen. Fast jede dritte Schwangere ist heutzutage übergewichtig oder adipös. Der Anstieg ist statistisch hoch signifikant (p<0,0001). Höhergradige Adipositas hat überproportional stark zugenommen, insbesondere bei jüngeren Frauen. Entsprechend dem allgemeinen Trend sind Gravidität, Parität und Terminüberschreitungen gesunken, während Fehlbildungen, Frühgeburten, Mehrlinge und Diabetes signifikant angestiegen sind. Hypertonie und Präeklampsie wurden erstaunlicherweise seltener dokumentiert. Spontangeburten sind seltener geworden, dafür stiegen primäre Kaiserschnitte hoch signifikant an. Sekundäre Sektiones blieben etwa gleich häufig, die Anzahl vaginal operativer Geburten hat abgenommen. Geburtsverletzungen, insbesondere Episiotomien sind dramatisch zurückgegangen. Trotz Zunahme der PDA hat sich die Geburtendauer nicht verlängert. Es haben sich weder die Kindsmaße, noch die kindliche Morbidität im Kollektiv der Übergewichtigen und Adipösen signifikant verändert. Bei der Zunahme höhergradiger Adipositas überraschte insbesondere der fehlende Anstieg der Makrosomie. Erfreulicherweise konnte ein signifikanter Rückgang der Schulterdystokie gezeigt werden. Es erweist sich somit, dass Gegensteuerungsmaßnahmen im Rahmen der Schwangerenvorsorge (Diabeteseinstellung, etc.) greifen und eine Risikoselektion stattfindet (Patientinnen mit schlechter Prognose für eine Spontangeburt werden primär sektioniert). Der Geburtshelfer stellt sich auf die veränderte geburtshilfliche Situation ein. Schlussfolgerung: Aufgrund der starken Zunahme von Übergewicht und Adipositas bei Schwangeren sollten vermehrt Präventivmaßnahmen erfolgen. Dazu gehören z.B. die Aufklärung über die Risiken der Adipositas, konkrete Angebote zur präkonzeptionellen Gewichtsreduktion, die Einführung eines Screenings auf Gestationsdiabetes uvm. Auch über ein geändertes intrapartales geburtshilfliches Management in diesem Kollektiv muss nachgedacht werden– zumal die Anzahl an Übergewichtigen und Adipösen nach neuesten Erkenntnissen der IASO hierzulande derzeit europaweit am höchsten ist.
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.
Optimale Kulturbedingungen stellen eine unverzichtbare Grundlage für die embryonale Entwicklung nach assistierter Reproduktion dar. Zwei häufig verwendete und kommerziell erhältliche sequenzielle Kulturmedien sind die Medien BlastAssist M1/M2 (MediCult) und G1.2/G2.2 (Vitrolife). Gegenstand der vorliegenden prospektiv-randomisierten Studie war der Vergleich dieser Kulturmedien für die Kultur menschlicher Embryonen nach In-vitro-Fertilisation und intrazytoplasmatischer Spermieninjektion. In die Studie wurden 176 Paare eingeschlossen, 89 Paare wurden durch Randomisierung den MediCult-Medien, 87 Paare den Vitrolife-Medien zugeordnet. Während der frühen embryonalen Entwicklung bis Tag 3 zeigten sich in der Vitrolife-Gruppe signifikant bessere Ergebnisse als in der MediCult-Gruppe, die sich jedoch im weiteren Verlauf egalisierten. Die Kulturmedien erbrachten in Bezug auf die Blastozystenentwicklung, die Implantations- und die Schwangerschaftsrate vergleichbare Ergebnisse. Aufgrund der ähnlichen Schwangerschaftsraten sind beide Kultursysteme als gleichwertig einzustufen.
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.
1 Einleitung 2 Material und Methoden 2.1 IVF und ICSI 2.1.1 Patientenkollektiv 2.1.2 IVF- und ICSI-Behandlung 2.2 Kryoembryotransfer (KET) 2.2.1 Patientenkollektiv 2.2.2 KET-Vorgehen 2.3 3D-Ultraschallmessung 2.4 Embryotransfer und Schwangerschaftsnachweis 2.5 Statistische Auswertung 3 Ergebnisse 3.1 IVF und ICSI 3.1.1 Unterschied Schwangere versus Nicht-Schwangere 3.1.2 Schwangerschaftsraten 3.1.3 Messungen am Endometrium 3.1.4 Grenzwert 3.1.5 Embryonenqualität 3.1.6 Odds Ratio 3.2 Kryoembryotransfer (KET) 3.2.1 Unterschied Schwangere versus Nicht-Schwangere 3.2.2 Schwangerschaftsrate 3.2.3 Messungen am Endometrium 3.2.4 KET-spontan versus KET-artifiziell 4 Diskussion 4.1 Entwicklung im Bereich der Ultraschalldiagnostik 4.2 Reproduzierbarkeit der Ultraschallmessungen 4.3 Rolle des Endometriums 4.3.1 Zusammenhang zwischen Endometriumdicke und Schwangerschaft 4.3.2 Zusammenhang zwischen Endometriummuster und Schwangerschaft 4.3.3 Zusammenhang zwischen Endometriumvolumen und Schwangerschaftsrate 4.3.3.1 Abhängigkeit der Schwangerschaftsrate vom Endometriumvolumen beim Transfer von frischen Embryo 4.3.3.2 Abhängigkeit der Schwangerschaftsrate vom Endometriumvolumen beim Kryoembryotransfer 4.4 Abschließende Betrachtung 5 Zusammenfassung 6 Literaturverzeichnis
1500 Fragebögen wurden im Zeitraum Juni-Dezember 2001 im Wartezimmer bei drei niedergelassenen Gynäkologen in Würzburg vom Sprechstundenpersonal unselektiert an alle Patientinnen verteilt. Die Rücklaufquote des Fragebogens betrug 94,7%, das Studienkollektiv setzte sich aus 1420 Patientinnen zusammen. Neben 24 psychodiagnostischen Fragen wurden Daten über die Frequenz der Brustselbstuntersuchung und andere präventive Maßnahmen erhoben. Der Bogen beinhaltete Fragen über eine zurückliegende Brusterkrankung bzw. das Vorliegen von Brusterkrankungen in der Familie. Zusätzlich wurden demographische Faktoren erfragt. Die 24 Einzelfragen wurden zu sechs Faktoren zusammengefasst, die sich für die Brustselbstuntersuchung als relevant zeigen. Von den 1420 befragten Patientinnen praktizieren 86,5% die Selbstuntersuchung der Brust in unterschiedlicher Frequenz, 44% tasten die Brust entsprechend der Empfehlungen verschiedener Fachgesellschaften alle ein bis zwei Monate ab. Dabei waren eine bereits durchgeführte Mammographie, eine Hormonsubstitution gegen Beschwerden während der Klimakteriums, die Menopause und eine eigene Brustkrebserkrankung mit einer höheren Frequenz der Selbstuntersuchung assoziiert. Die familiäre Belastung und das Alter hatten keinen signifikanten Einfluss auf das Selbstuntersuchungsverhalten. Patientinnen, die von ihrem Frauenarzt über die Wichtigkeit des Selbstabtastens informiert wurden, führten die Brustselbstuntersuchung signifikant regelmäßiger durch. Bei der Faktorenanalyse korrelierten der Faktor „Ausflüchte“, der Faktor „aktive Teilnahme“ und der Faktor „Beeinflussung durch Andere“ mit der Durchführung der Brustselbstuntersuchung. Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die vorliegenden Studie eine hohe Compliance mit der Brustselbstuntersuchung nachgewiesen werden konnte und im untersuchten Kollektiv eine hohe Motivation zur Früherkennung besteht.