Urologische Klinik und Poliklinik
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Die Arbeit befasst sich mit der experimentellen Untersuchung der MicroRNA-Expression in klarzelligen Nierenzellkarzinomen. Dabei konnte gezeigt werden, dass Tumoren gegenüber normalem Nierengewebe über ein spezifisches Expressionsprofil verfügt. Unter den differententiell exprimierten MicroRNAs fand sich auch miR-21. Aufgrund der durch sie regulierten Gene konnte gezeigt werden, dass ein möglicher Zusammenhang zwischen der Expression von miR-21 und der Genese der klarzelligen Nierenzellkarzinoms besteht.
Prostate-specific membrane antigen (PSMA) ligand PET/CT enables the localization of tumor lesions in patients with recurrent prostate cancer, but it is unclear whether androgen deprivation therapy (ADT) influences diagnostic accuracy. The aim of this study was to evaluate the effect of ADT on the detection rate of \(^{68}\)Ga-PSMA ligand PET/CT. Thus, 399 patients with initial radical prostatectomy and 68Ga-PSMA ligand PET/CT during PSA relapse were retrospectively evaluated. Propensity score matching was used to create two balanced groups of 62 subjects who either did or did not receive ADT within six months before imaging. All \(^{68}\)Ga-PSMA ligand PET/CT were evaluated visually and with semiquantitative measures. The detection rate of tumor recurrence was significantly higher in the group with ADT (88.7% vs. 72.6%, p = 0.02) and improved with increasing PSA-levels in both groups. In subjects with pathological PET/CT and ADT, whole-body total lesion PSMA (p < 0.01) and PSMA-derived tumor volume (p < 0.01) were significantly higher than in those without ADT. More PSMA-positive lesions and higher PSMA-derived volumetric parameters in patients with ADT suggest that a better detection rate is related to a (biologically) more advanced disease stage. Due to high detection rates in patients with PSA-levels < 2 ng/mL, the withdrawal of ADT before PSMA ligand PET/CT cannot be recommended.
(1) Background: Prostate-specific membrane antigen (PSMA)-derived tumour volume (PSMA-TV) and total lesion PSMA (TL-PSMA) from PSMA PET/CT scans are promising biomarkers for assessing treatment response in prostate cancer (PCa). Currently, it is unclear whether different software tools for assessing PSMA-TV and TL-PSMA produce comparable results. (2) Methods: \(^{68}\)Ga-PSMA PET/CT scans from n = 21 patients with castration-resistant PCa (CRPC) receiving chemotherapy were identified from our single-centre database. PSMA-TV and TL-PSMA were calculated with Syngo.via (Siemens) as well as the freely available Beth Israel plugin for FIJI (Fiji Is Just ImageJ) before and after chemotherapy. While statistical comparability was illustrated and quantified via Bland-Altman diagrams, the clinical agreement was estimated by matching PSMA-TV, TL-PSMA and relative changes of both variables during chemotherapy with changes in serum PSA (ΔPSA) and PERCIST (Positron Emission Response Criteria in Solid Tumors). (3) Results: Comparing absolute PSMA-TV and TL-PSMA as well as Bland–Altman plotting revealed a good statistical comparability of both software algorithms. For clinical agreement, classifying therapy response did not differ between PSMA-TV and TL-PSMA for both software solutions and showed highly positive correlations with BR. (4) Conclusions: due to the high levels of statistical and clinical agreement in our CRPC patient cohort undergoing taxane chemotherapy, comparing PSMA-TV and TL-PSMA determined by Syngo.via and FIJI appears feasible.
Downregulation of miR-221-3p expression in prostate cancer (PCa) predicted overall and cancer-specific survival of high-risk PCa patients. Apart from PCa, miR-221-3p expression levels predicted a response to tyrosine kinase inhibitors (TKI) in clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) patients. Since this role of miR-221-3p was explained with a specific targeting of VEGFR2, we examined whether miR-221-3p regulated VEGFR2 in PCa. First, we confirmed VEGFR2/KDR as a target gene of miR-221-3p in PCa cells by applying Luciferase reporter assays and Western blotting experiments. Although VEGFR2 was mainly downregulated in the PCa cohort of the TCGA (The Cancer Genome Atlas) database, VEGFR2 was upregulated in our high-risk PCa cohort (n = 142) and predicted clinical progression. In vitro miR-221-3p acted as an escape mechanism from TKI in PC3 cells, as displayed by proliferation and apoptosis assays. Moreover, we confirmed that Sunitinib induced an interferon-related gene signature in PC3 cells by analyzing external microarray data and by demonstrating a significant upregulation of miR-221-3p/miR-222-3p after Sunitinib exposure. Our findings bear a clinical perspective for high-risk PCa patients with low miR-221-3p levels since this could predict a favorable TKI response. Apart from this therapeutic niche, we identified a partially oncogenic function of miR-221-3p as an escape mechanism from VEGFR2 inhibition.
Livin/BIRC7 is a member of the inhibitors of apoptosis proteins family, which are involved in tumor development through the inhibition of caspases. Aim was to investigate the expression of livin and other members of its pathway in adrenocortical tumors and in the adrenocortical carcinoma (ACC) cell line NCI-H295R.
The mRNA expression of livin, its isoforms α and β, XIAP, CASP3 and DIABLO was evaluated by qRT-PCR in 82 fresh-frozen adrenal tissues (34 ACC, 25 adenomas = ACA, 23 normal adrenal glands = NAG). Livin protein expression was assessed by immunohistochemistry in 270 paraffin-embedded tissues (192 ACC, 58 ACA, 20 NAG). Livin, CASP3 and cleaved caspase-3 were evaluated in NCI-H295R after induction of livin overexpression.
Relative livin mRNA expression was significantly higher in ACC than in ACA and NAG (0.060 ± 0.116 vs 0.004 ± 0.014 and 0.002 ± 0.009, respectively, p < 0.01), being consistently higher in tumors than in adjacent NAG and isoform β more expressed than α. No significant differences in CASP3, XIAP and DIABLO levels were found among these groups. In immunohistochemistry, livin was localized in both cytoplasm and nuclei. The ratio between cytoplasmic and nuclear staining was significantly higher in ACC (1.51 ± 0.66) than in ACA (0.80 ± 0.35) and NAG (0.88 ± 0.27; p < 0.0001). No significant correlations were observed between livin expression and histopathological parameters or clinical outcome. In NCI-H295R cells, the livin overexpression slightly reduced the activation of CASP3, but did not correlate with cell viability.
In conclusion, livin is specifically over-expressed in ACC, suggesting that it might be involved in adrenocortical tumorigenesis and represent a new molecular marker of malignancy.
Das Biguanid Metformin besitzt in Prostatakarzinomzellen eine proliferationsinhibierende Wirkung unter anderem über die Aktivierung von p53, die eine Überexpression von microRNA-205 über einen direkten Induktionsmechanismus bewirkt. Somit konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit microRNA-205 als Effektor der proliferationsinhibierenden Wirkung von Metformin im Prostatakarzinom identifiziert werden.
Aim
To determine the impact of the extent of lymph node invasion (LNI) on long-term oncological outcomes after radical prostatectomy (RP).
Material and methods
In this retrospective study, we examined the data of 1,249 high-risk, non-metastatic PCa patients treated with RP and pelvic lymph node dissection (PLND) between 1989 and 2011 at eight different tertiary institutions. We fitted univariate and multivariate Cox models to assess independent predictors of cancer-specific survival (CSS) and overall survival (OS). The number of positive lymph node (LN) was dichotomized according to the most informative cutoff predicting CSS. Kaplan–Meier curves assessed CSS and OS rates. Only patients with at least 10 LNs removed at PLND were included. This cutoff was chosen as a surrogate for a well performed PNLD.
Results
Mean age was 65 years (median: 66, IQR 60–70). Positive surgical margins were present in 53.7% (n = 671). Final Gleason score (GS) was 2–6 in 12.7% (n = 158), 7 in 52% (n = 649), and 8–10 in 35.4% (n = 442). The median number of LNs removed during PLND was 15 (IQR 12–17). Of all patients, 1,128 (90.3%) had 0–3 positive LNs, while 126 (9.7%) had ≥4 positive LNs. Patients with 0–3 positive LNs had significantly better CSS outcome at 10-year follow-up compared to patients with ≥4 positive LNs (87 vs. 50%; p < 0.0001). Similar results were obtained for OS, with a 72 vs. 37% (p < 0.0001) survival at 10 years for patients with 0–3 vs. ≥4 positive LNs, respectively. At multivariate analysis, final GS of 8–10, salvage ADT therapy, and ≥4 (vs. <4) positive LNs were predictors of worse CSS and OS. Pathological stage pT4 was an additional predictor of worse CSS.
Conclusion
Four or more positive LNs, pathological stage pT4, and final GS of 8–10 represent independent predictors for worse CSS in patients with high-risk PCa. Primary tumor biology remains a strong driver of tumor progression and patients having ≥4 positive LNs could be considered an enriched patient group in which novel treatment strategies should be studied.
miR-221 is regarded as an oncogene in many malignancies, and miR-221-mediated resistance towards TRAIL was one of the first oncogenic roles shown for this small noncoding RNA. In contrast, miR-221 is downregulated in prostate cancer (PCa), thereby implying a tumour suppressive function. By using proliferation and apoptosis assays, we show a novel feature of miR-221 in PCa cells: instead of inducing TRAIL resistance, miR-221 sensitized cells towards TRAIL-induced proliferation inhibition and apoptosis induction. Partially responsible for this effect was the interferon-mediated gene signature, which among other things contained an endogenous overexpression of the TRAIL encoding gene TNFSF10. This TRAIL-friendly environment was provoked by downregulation of the established miR-221 target gene SOCS3. Moreover, we introduced PIK3R1 as a target gene of miR-221 in PCa cells. Proliferation assays showed that siRNA-mediated downregulation of SOCS3 and PIK3R1 mimicked the effect of miR-221 on TRAIL sensitivity. Finally, Western blotting experiments confirmed lower amounts of phospho-Akt after siRNA-mediated downregulation of PIK3R1 in PC3 cells. Our results further support the tumour suppressing role of miR-221 in PCa, since it sensitises PCa cells towards TRAIL by regulating the expression of the oncogenes SOCS3 and PIK3R1. Given the TRAIL-inhibiting effect of miR-221 in various cancer entities, our results suggest that the influence of miR-221 on TRAIL-mediated apoptosis is highly context- and entity-dependent.
MicroRNA-221 (miR-221) führt in Prostatakarzinomzellen zu einer Induktion einer TRAIL-supprotiven Signatur als Folge einer Interferonaktivierung mit Heraufregulation von STAT-1 und den TRAIL-relevanten, interferonsensitiven Genen TNFSF-10 und XAF-1. Ferner führt die Inhibierung des bekannten Zielgenes SOCS-3 sowie die Inhibierung des neu beschriebenen Zielgenens PIK3R1 zu einer TRAIL-Sensitivierung in den untersuchten Prostatakarzinomzellen.
Das Prostatakarzinom (PCa) stellt die zweithäufigste krebsbedingte Todesursache bei Männern in Deutschland dar. Seine heterogenen Verlaufsformen erschweren es, eine optimale Therapieentscheidung zu treffen, denn die derzeit bekannten klinischen und molekularen Prognosemarker sind trotz intensiver Forschungsbemühungen nicht ausreichend in der Lage den Krankheitsverlauf vorherzusagen. Große Hoffnungen auf brauchbare prognostische Marker werden seit ihrer Entdeckung in miRNAs gesetzt, kleine genregulatorische, nicht-kodierende RNAs. MiRNAs regulieren im Rahmen einer posttranskriptionellen Inhibierung die Expression einer Vielzahl relevanter Zielgene. Für einige miRNAs ist bereits belegt, dass ihre differentielle Expression in verschiedenen Tumorentitäten mit der Genese und in einzelnen Fällen auch mit der Prognose assoziiert ist.
Diese Arbeit sollte untersuchen, welches globale miRNA-Expressionsprofil in einem Kollektiv von Hochrisiko-Prostatakarzinomen (HR-PCa) vorliegt und welche miRNAs im HR-PCa aberrant exprimiert sind. Zudem sollte sie klären, ob Assoziationen der so identifizierten miRNAs mit Prognosegruppen des PCa vorliegen. Somit sollten erste Hinweise auf prognostisch relevante miRNAs und deren mögliche Bedeutung für die Tumorgenese aber auch für die Progression des PCa erbracht werden. Hierzu wurde die Expression von 640 miRNAs mittels Microarray-Analysen in Proben eines HR-PCa-Kollektivs (n=14) bestimmt und anschließend die Expression von acht tumorassoziierten miRNAs mittels qRT-PCR in einem erweiterten HR-PCa-Kollektiv (n=23) evaluiert. Um eine Grundlage für weitere molekulare Analysen vorzubereiten, wurde eine Zielgensuche in drei verschiedenen Datenbanken für elf potentielle Onkomirs durchgeführt.
Im Vergleich zum nicht-tumorös veränderten Referenzgewebe wurden mittels Microarray-Analyse im HR-PCa 52 miRNAs als signifikant unterschiedlich exprimiert detektiert und es zeigte sich eine ausgeprägte Herunterregulation der globalen miRNA-Expression im HR-PCa. Mit diesen 52 miRNAs konnte in einer Clusteranalyse das Referenzgewebe von HR-PCa unterschieden werden. Bei 21 tumorspezifischen miRNAs zeigte sich eine Überlappung mit Daten bereits publizierter Studien. Hierunter fanden sich die als Onkomirs beschriebenen miRNAs miR-let-7a, miR-126 und miR-16 mit jeweils möglichen Zielgenen wie z.B. MAP4K3, EGFR und ESSRA. 15 miRNAs waren – im Gegensatz zur Expression in Kollektiven mit konventionellem Risikoprofil – im HR-PCa gegenüber nicht-malignem Referenzgewebe signifikant unterschiedlich exprimiert, darunter miR-515-5p mit den vorhergesagten Zielgenen C13orf34 und CDCA7. Die vorliegenden qRT-PCR-Analysen zeigten eine deutliche und häufige Herunterregulation von miR-221, -125b und -29a im HR-PCa. Als mögliche Zielgene wurden z.B. FOS und IRF2 für miR-221, EIF2C2 für miR-125b sowie MYBL2 und TRAF4 für miR-29a vorhergesagt. Mit den genannten drei miRNAs konnte das HR-PCa vom nicht-malignen Referenzgewebe unterschieden werden.
Anhand eines Expressionsprofiles von 24 miRNAs war eine partielle Trennung der Kollektive nach Gleason-Score möglich. Die miRNAs miR-147 und miR-515-3p waren in den Microarray-Analysen in Prognosegruppen nach dem Gleason-Score signifikant unterschiedlich exprimiert. Eine mittels qRT-PCR determinierte niedrige Expression von miR-221 konnte mit hohem Gleason-Score assoziiert werden. Die signifikant unterschiedliche Expression von miR-422a in Prognosegruppen des PCa konnte in den Validierungsexperimenten nicht bestätigt werden.
Die miRNAs miR-147, miR-515-3p bzw. miR-221 sind mit Blick auf ihr Potential als Prognosefaktoren Kandidaten für weitere Untersuchungen. Als potentielle Zielgene wurden z.B. RGS3, CDKN1B bzw. FOS/IRF2 vorhergesagt.
Die Bedeutung einzelner miRNAs als mögliche prognostische Marker sollte in größeren Kollektiven und anhand von funktionellen Untersuchungen weiter geklärt werden. Die vorliegende Arbeit stellt eine Grundlage dar, um in weiterführenden Untersuchungen die hier im HR-PCa aberrant exprimierten miRNAs als brauchbare prognostische Marker für das PCa zu bestätigen und deren molekulare Funktionen im Rahmen der Genese des HR-PCa zu definieren.