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Burkitt lymphoma (BL) is the most common B-cell lymphoma in children. Within the International Cancer Genome Consortium (ICGC), we performed whole genome and transcriptome sequencing of 39 sporadic BL. Here, we unravel interaction of structural, mutational, and transcriptional changes, which contribute to MYC oncogene dysregulation together with the pathognomonic IG-MYC translocation. Moreover, by mapping IGH translocation breakpoints, we provide evidence that the precursor of at least a subset of BL is a B-cell poised to express IGHA. We describe the landscape of mutations, structural variants, and mutational processes, and identified a series of driver genes in the pathogenesis of BL, which can be targeted by various mechanisms, including IG-non MYC translocations, germline and somatic mutations, fusion transcripts, and alternative splicing.
Multiple myeloma (MM) is a plasma cell malignancy with a significant heritable basis. Genome-wide association studies have transformed our understanding of MM predisposition, but individual studies have had limited power to discover risk loci. Here we perform a meta-analysis of these GWAS, add a new GWAS and perform replication analyses resulting in 9,866 cases and 239,188 controls. We confirm all nine known risk loci and discover eight new loci at 6p22.3 (rs34229995, P=1.31 × 10−8), 6q21 (rs9372120, P=9.09 × 10−15), 7q36.1 (rs7781265, P=9.71 × 10−9), 8q24.21 (rs1948915, P=4.20 × 10−11), 9p21.3 (rs2811710, P=1.72 × 10−13), 10p12.1 (rs2790457, P=1.77 × 10−8), 16q23.1 (rs7193541, P=5.00 × 10−12) and 20q13.13 (rs6066835, P=1.36 × 10−13), which localize in or near to JARID2, ATG5, SMARCD3, CCAT1, CDKN2A, WAC, RFWD3 and PREX1. These findings provide additional support for a polygenic model of MM and insight into the biological basis of tumour development.
The clustering of different types of B-cell malignancies in families raises the possibility of shared aetiology. To examine this, we performed cross-trait linkage disequilibrium (LD)-score regression of multiple myeloma (MM) and chronic lymphocytic leukaemia (CLL) genome-wide association study (GWAS) data sets, totalling 11,734 cases and 29,468 controls. A significant genetic correlation between these two B-cell malignancies was shown (Rg = 0.4, P = 0.0046). Furthermore, four of the 45 known CLL risk loci were shown to associate with MM risk and five of the 23 known MM risk loci associate with CLL risk. By integrating eQTL, Hi-C and ChIP-seq data, we show that these pleiotropic risk loci are enriched for B-cell regulatory elements and implicate B-cell developmental genes. These data identify shared biological pathways influencing the development of CLL and, MM and further our understanding of the aetiological basis of these B-cell malignancies.
Die Aktivität von Biooligomeren wird wesentlich beeinflusst von deren molekularer Struktur bzw. Konformation. Eine Einflussnahme auf die Struktur sollte deswegen auch mit einer Aktivitätsveränderung einhergehen, ein „Schalten“ von Struktur somit ein „Schalten“ von Aktivität nach sich ziehen. Alanyl-PNA ist ein Oligopeptid alternierender Konfiguration mit Nukleobasen in β-Position der Alanyl-Einheiten, das durch Wasserstoffbrückenbildung und π-Stacking mit einem komplementären Strang Paarungsduplexe mit β-faltblattartiger linearer Struktur eingeht. Der Einbau eines Alanyl-PNA-Stranges in ein Peptid oder Protein und Zugabe des korrespondierenden Gegenstranges sollte zu einer lokalen Induktion eines β-Faltblattes führen und strukturelle Veränderungen im Gesamtpeptid hervorrufen. Es kann dann von einem molekularen Schalter gesprochen werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine vom cyclischen Peptidantibiotikum Gramicidin S abgeleitete 18mer-Peptid-Alanyl-PNA-Chimäre 20 mit eingebautem Alanyl-PNA-Pentamer dargestellt. Es konnte mittels temperaturabhängiger UV-Spektroskopie gezeigt werden, dass sich bei Zugabe des komplementären Gegenstranges nichtkovalente Duplexe bilden. CD-spektroskopische Untersuchungen dieses Dimers lieferten keine eindeutigen Beweise für das vorliegen eines β-Faltblattes. Es konnte anhand des humanen Interleukins 8 gezeigt werden, dass der Einbau von Alanyl-PNA durch die Technik der native chemical ligation in größere Peptide möglich ist. Hierfür wurde der N-terminale Thioester 31 des humanen Interleukins hIL8(1-55) durch Expression des Fusionsproteines in E.coli und Expressed Protein Ligation dargestellt. Nach Umsetzung des Thioesters 31 mit einem Alanyl-PNA-Peptid-Hybrid 29, das N-terminal mit einem freien Cystein substituiert ist, wurde durch native chemical ligation ein von dem humanen Interleukin 8 abgeleitetes 77 Aminosäuren enthaltendes Peptid 30 mit eingebauter Alanyl-PNA erhalten. Darüber hinaus wurden mit keinem, einem oder zwei Lysinen substituierte Alanyl-PNA-Hexamere dargestellt und Strukturuntersuchungen unterworfen. Es konnte mittels temperaturabhängiger UV-Spektroskopie gezeigt werden, dass der Einbau zweier Lysine sowohl die Löslichkeit als auch die Bildungskinetik verändert, die Stabilität (Tm-Wert) der Duplexe jedoch unverändert lässt. Diese Hexamere wurden Kristallisationsversuchen unterworfen, bisher konnten noch keine Kristalle erhalten werden. Basierend auf den im Rahmen dieser Arbeit erhaltenen Ergebnissen sollte es in Zukunft darüber hinaus möglich sein, genaueren Aufschluss über die Struktur von Alanyl-PNA zu erhalten. Die Erhöhung der Löslichkeit von Alanyl-PNA durch Einbau zweier Lysine ermöglicht nicht nur weitere Kristallisationsversuche, sondern man gelangt auch in Konzentrationsbereiche, in denen NMR-Untersuchungen an Alanyl-PNA möglich werden, die bisher aufgrund zu schlechter Löslichkeit zu keinen zufrieden stellenden Ergebnissen geführt haben. Durch weitere Optimierung der native chemical ligation und Bereitstellung größerer Mengen von Interleukin 8 Derivaten mit eingebauter Alanyl-PNA sollte es in Zukunft möglich sein, den Einfluss des komplementären Alanyl-PNA-Stranges auf die Struktur des Gesamtsystems und dessen biologischer Aktivität zu untersuchen. Durch Variation und Optimierung der Sequenz und des örtlichen Einbaus der Alanyl-PNA kann so vielleicht das Fernziel eines molekularen strukturellen Schalters für Peptide bzw. Proteine erreicht werden. Ebenso ist es denkbar, dass durch den Einbau von Alanyl-PNA in zwei verschiedene Peptide bzw. Proteine nichtkovalente Protein-Protein-Komplexe erhalten werden können.
Disclosing the CXCR4 expression in lymphoproliferative diseases by targeted molecular imaging
(2015)
Chemokine ligand-receptor interactions play a pivotal role in cell attraction and cellular trafficking, both in normal tissue homeostasis and in disease. In cancer, chemokine receptor-4 (CXCR4) expression is an adverse prognostic factor. Early clinical studies suggest that targeting CXCR4 with suitable high-affinity antagonists might be a novel means for therapy. In addition to the preclinical evaluation of [\(^{68}\)Ga]Pentixafor in mice bearing human lymphoma xenografts as an exemplary CXCR4-expressing tumor entity, we report on the first clinical applications of [\(^{68}\)Ga]Pentixafor-Positron Emission Tomography as a powerful method for CXCR4 imaging in cancer patients. [\(^{68}\)Ga]Pentixafor binds with high affinity and selectivity to human CXCR4 and exhibits a favorable dosimetry. [\(^{68}\)Ga]Pentixafor-PET provides images with excellent specificity and contrast. This non-invasive imaging technology for quantitative assessment of CXCR4 expression allows to further elucidate the role of CXCR4/CXCL12 ligand interaction in the pathogenesis and treatment of cancer, cardiovascular diseases and autoimmune and inflammatory disorders.
Investigating diversity gradients helps to understand biodiversity drivers and threats. However, one diversity gradient is rarely assessed, namely how plant species distribute along the depth gradient of lakes. Here, we provide the first comprehensive characterization of depth diversity gradient (DDG) of alpha, beta, and gamma species richness of submerged macrophytes across multiple lakes. We characterize the DDG for additive richness components (alpha, beta, gamma), assess environmental drivers, and address temporal change over recent years. We take advantage of yet the largest dataset of macrophyte occurrence along lake depth (274 depth transects across 28 deep lakes) as well as of physiochemical measurements (12 deep lakes from 2006 to 2017 across Bavaria), provided publicly online by the Bavarian State Office for the Environment. We found a high variability in DDG shapes across the study lakes. The DDGs for alpha and gamma richness are predominantly hump-shaped, while beta richness shows a decreasing DDG. Generalized additive mixed-effect models indicate that the depth of the maximum richness (Dmax) is influenced by light quality, light quantity, and layering depth, whereas the respective maximum alpha richness within the depth gradient (Rmax) is significantly influenced by lake area only. Most observed DDGs seem generally stable over recent years. However, for single lakes we found significant linear trends for Rmax and Dmax going into different directions. The observed hump-shaped DDGs agree with three competing hypotheses: the mid-domain effect, the mean–disturbance hypothesis, and the mean–productivity hypothesis. The DDG amplitude seems driven by lake area (thus following known species–area relationships), whereas skewness depends on physiochemical factors, mainly water transparency and layering depth. Our results provide insights for conservation strategies and for mechanistic frameworks to disentangle competing explanatory hypotheses for the DDG.
Hintergrund
Die Versorgung von Patellafrakturen ist technisch anspruchsvoll. Auch wenn die radiologischen Ergebnisse zumeist zufriedenstellend sind, deckt sich dies häufig nicht mit der subjektiven Einschätzung der Patienten. Die klassische Versorgung mittels Drahtzuggurtung weist einige Komplikationen auf. Die winkelstabile Plattenosteosynthese hat sich in den letzten Jahren biomechanisch als vorteilhaft erwiesen.
Fragestellung
Von wem werden Patellafrakturen in Deutschland versorgt? Wie sieht der aktuelle Versorgungsstandard aus? Haben sich „moderne“ Osteosyntheseformen durchgesetzt? Was sind die häufigsten Komplikationen?
Material und Methoden
Die Mitglieder der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Unfallchirurgie sowie der Deutschen Kniegesellschaft wurden aufgefordert, an einer Onlinebefragung teilzunehmen.
Ergebnisse
Insgesamt wurden 511 komplett ausgefüllte Fragebogen ausgewertet. Die Befragten sind zum größten Teil auf Unfallchirurgie spezialisiert (51,5 %) und verfügen über langjährige Berufserfahrung in Traumazentren. Die Hälfte der Operateure versorgt ≤5 Patellafrakturen jährlich. In knapp 40 % der Fälle wird die präoperative Bildgebung um eine Computertomographie ergänzt. Die klassische Zuggurtung ist noch die bevorzugte Osteosyntheseform bei allen Frakturtypen (Querfraktur 52 %, Mehrfragmentfrakturen 40 %). Bei Mehrfragmentfrakturen entscheiden sich 30 % der Operateure für eine winkelstabile Plattenosteosynthese. Bei Beteiligung des kaudalen Pols dient als zusätzliche Sicherung die McLaughlin-Schlinge (60 %).
Diskussion
Der Versorgungsstandard von Patellafrakturen in Deutschland entspricht weitgehend der aktualisierten S2e-Leitlinie. Nach wie vor wird die klassische Zuggurtungsosteosynthese als Verfahren der Wahl genutzt. Weitere klinische (Langzeit‑)Studien werden benötigt, um die Vorteile der winkelstabilen Plattenosteosynthese zu verifizieren.
Emerging evidence emphasizes the strong impact of regulatory genomic elements in neurodevelopmental processes and the complex pathways of brain disorders. The present genome-wide quantitative trait loci analyses explore the \(cis\)-regulatory effects of single-nucleotide polymorphisms (SNPs) on DNA methylation (meQTL) and gene expression (eQTL) in 110 human hippocampal biopsies. We identify \(cis\)-meQTLs at 14,118 CpG methylation sites and \(cis\)-eQTLs for 302 3′-mRNA transcripts of 288 genes. Hippocampal \(cis\)-meQTL-CpGs are enriched in flanking regions of active promoters, CpG island shores, binding sites of the transcription factor CTCF and brain eQTLs. \(Cis\)-acting SNPs of hippocampal meQTLs and eQTLs significantly overlap schizophrenia-associated SNPs. Correlations of CpG methylation and RNA expression are found for 34 genes. Our comprehensive maps of \(cis\)-acting hippocampal meQTLs and eQTLs provide a link between disease-associated SNPs and the regulatory genome that will improve the functional interpretation of non-coding genetic variants in the molecular genetic dissection of brain disorders.
Despite successful recanalization of large-vessel occlusions in acute ischemic stroke, individual patients profit to a varying degree. Dynamic susceptibility-weighted perfusion and dynamic T1-weighted contrast-enhanced blood-brain barrier permeability imaging may help to determine secondary stroke injury and predict clinical outcome. We prospectively performed perfusion and permeability imaging in 38 patients within 24 h after successful mechanical thrombectomy of an occlusion of the middle cerebral artery M1 segment. Perfusion alterations were evaluated on cerebral blood flow maps, blood-brain barrier disruption (BBBD) visually and quantitatively on ktrans maps and hemorrhagic transformation on susceptibility-weighted images. Visual BBBD within the DWI lesion corresponded to a median ktrans elevation (IQR) of 0.77 (0.41–1.4) min−1 and was found in all 7 cases of hypoperfusion (100%), in 10 of 16 cases of hyperperfusion (63%), and in only three of 13 cases with unaffected perfusion (23%). BBBD was significantly associated with hemorrhagic transformation (p < 0.001). While BBBD alone was not a predictor of clinical outcome at 3 months (positive predictive value (PPV) = 0.8 [0.56–0.94]), hypoperfusion occurred more often in patients with unfavorable clinical outcome (PPV = 0.43 [0.10–0.82]) compared to hyperperfusion (PPV = 0.93 [0.68–1.0]) or unaffected perfusion (PPV = 1.0 [0.75–1.0]). We show that combined perfusion and permeability imaging reveals distinct infarct signatures after recanalization, indicating the severity of prior ischemic damage. It assists in predicting clinical outcome and may identify patients at risk of stroke progression.