Refine
Document Type
- Article (3)
- Doctoral Thesis (1)
- Preprint (1)
Has Fulltext
- yes (5)
Is part of the Bibliography
- no (5)
Keywords
- glioblastoma (2)
- BMP4 (1)
- CHRDL1 (1)
- DNA damage (1)
- Glioblastom (1)
- Hedgehog (1)
- Lemperle (1)
- Notch (1)
- antihelix shaping (1)
- cancer stem cells (1)
Institute
Glioblastoma is one of the deadliest malignancies and is virtually incurable. Accumulating evidence indicates that a small population of cells with a stem-like phenotype is the major culprit of tumor recurrence. Enhanced DNA repair capacity and expression of stemness marker genes are the main characteristics of these cells. Elimination of this population might delay or prevent tumor recurrence following radiochemotherapy. The aim of this study was to analyze whether interference with the Hedgehog signaling (Hh) pathway or combined Hh/Notch blockade using small-molecule inhibitors can efficiently target these cancer stem cells and sensitize them to therapy. Using tumor sphere lines and primary patient-derived glioma cultures we demonstrate that the Hh pathway inhibitor GANT61 (GANT) and the arsenic trioxide (ATO)-mediated Hh/Notch inhibition are capable to synergistically induce cell death in combination with the natural anticancer agent (−)-Gossypol (Gos). Only ATO in combination with Gos also strongly decreased stemness marker expression and prevented sphere formation and recovery. These synergistic effects were associated with distinct proteomic changes indicating diminished DNA repair and markedly reduced stemness. Finally, using an organotypic brain slice transplantation model, we show that combined ATO/Gos treatment elicits strong growth inhibition or even complete elimination of tumors. Collectively, our data show for the first time that ATO and Gos, two drugs that can be used in the clinic, represent a promising targeted therapy approach for the synergistic elimination of glioma stem-like cells.
(1) Background: Protruding ears are the most common auricular malformation affecting approximately 5% of the population. One common factor leading to auricular protrusion is a deficiency or total absence of the antihelix. A technique first described by Gottfried Lemperle in 2003 attempts cartilage thinning, folding, and fixation by non-absorbable mattress sutures after ventral skin incision along the ventral helical rim. (2) Methods: Retrospective analysis of patient records was performed for otoplasties according to this technique, performed between 1985 and 2014 at Agaplesion Markus Hospital in Frankfurt, Germany. All recorded complications were examined. (3) Results: A total of 912 single otoplasties were performed according to this technique from 1985 to 2014. Overall complications included 26% minor complications not requiring further surgery and 11% major complications leading to revision surgery. Within those requiring revision surgery, the most common reason was recurrence of auricular protrusion (5%), followed by suture granulomas (5%) and hematomas (2%). (4) Conclusions: Lemperle’s otoplasty technique addresses the open thinning and shaping of the antihelix through a ventral incision along the helix to prevent irregularities and possible ridges. Results show a low complication rate comparable to data found in published studies. This technique is easy to perform, safe, and avoids often seen contour irregularities of the antihelix compared to techniques with a posterior approach.
Das Glioblastom ist eine tödliche maligne Erkrankung des zentralen Nervensystems. Etablierte Therapiekonzepte resultieren in einer Fünfjahresüberlebensrate von fünf Prozent. Die derart infauste Prognose wird unter anderem bedingt durch die Heterogenität des Tumors. Insbesondere einer Population stammzellartiger Zellen wird die Verantwortung für Resistenz und Rekurrenz des Glioblastoms zugesprochen. Die genuine Plastizität des Glioblastoms mit entsprechender Fähigkeit zur Änderungen tumorweiter Expressionsprofile und Ausbildung einzigartiger funktioneller Fähigkeiten kann ohne gezielte Beeinträchtigung von stammzellartigen Zellen womöglich nicht ausreichend überwunden werden. Als Urheber kritischer Eigenschaften erscheint die erfolgreiche Elimination dieser Population innerhalb des Glioblastoms notwendig um nachhaltige Therapieerfolge zu erzielen. Mögliche Strategien der Elimination stammzellartiger Zellen setzen an Differenzierung und Ausbeutung stammzelltypischer Signalwege zur Modulation dieser Zellen an. Hierdurch sollen zentrale Fähigkeiten der Population stammzellartiger Zellen, wie Selbsterneuerung, Resistenz gegenüber Strahlen- und Chemotherapie und erneute Formation heterogener Tumore, überwunden werden.
Zentrale zelluläre Prozesse, welche zum Erhalt des stammzellartigen Zustandes dieser Zellen beitragen, sind unter anderem der Hedgehog- und Notch-Signalweg. Einer Beeinträchtigung dieser Signalwege wohnt womöglich die Fähigkeit der effektiven Modulation zentraler Eigenschaften stammzellartiger Zellen inne. Neben diesen Signalwegen gibt es eine Reihe weiterer Prozesse, welchen eine Urheberschaft an der Resistenz der Zellen zugesprochen wird. Hierzu zählt beispielweise der Prozess der Autophagie. Die Autophagie ist ein hochkonservierter zellulärer Mechanismus zur Selbsterneuerung durch Selbstdegradation fehlerhafter zellulärer Komponenten. Gleichzeitig kann die Autophagie durch eine Überaktivität zu einem spezifischen, autophagischen Zelltod beitragen. Die Modulation dieses Dualismus kann in einer Vielzahl von Tumoren, so auch im Glioblastom, das Schicksal einer tumorfördernden Autophagie in eine antitumorale Autophagie ändern.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmalig eine Modulation zentraler Eigenschaften stammzellartiger Zellen durch die Beeinflussung ihrer zellulären Prozesse mittels kombinierter Therapie durch Arsentrioxid oder GANT und (-)-Gossypol gezeigt. Arsentrioxid wirkt unspezifisch unter anderem als Inhibitor von Notch- und Hedgehog-Signalweg. Diese Inhibition wurde auch in den untersuchten Zellen nachgewiesen und führte zu einer Reduktion von stammzelltypischen Markerproteinen und Fähigkeiten der Tumorgenese in -vitro und ex -vivo, sowie zur Sensitivierung gegenüber strahleninduzierten Schäden. Gegenüber einer spezifischen Hedgehog-Inhibition durch eine GANT-vermittelte Bindung an Gli-Transkriptionsfaktoren zeigten sich deutliche Vorteile der dualen Inhibition durch Arsentrioxid hinsichtlich der genannten Eigenschaften. Die Kombination der Substanzen mit dem pan-Bcl-Inhibitor (-)-Gossypol führte zu einer synergistischen Steigerung der antitumoralen Effekte. (-)-Gossypol wird in Gliomzellen insbesondere mit der Modulation der autophagischen Maschinerie und Auslösung eines autophagischen Zelltodes in Verbindung gebracht. Die Ergebnisse weisen parallele Signalweginteraktionen mit effektiver Modulation des DNA-Damage-Response-Systems durch die Reduktion des Proteins CHEK als kausalen Mechanismus des Synergismus der Substanzen aus.
Die beobachteten Änderungen der typischen Eigenschaften stammzellartiger Zellen durch die Therapie mit Arsentrioxid und (-)-Gossypol implizieren lohnende Folgeuntersuchungen zur weiteren Evaluation dieser Effekte in -vivo, um zukünftig translationale Ableitungen zu erlauben. Die Heterogenität des Glioblastoms und seine genuine Plastizität lassen sich womöglich erfolgreich durch multiple Eingriffe in unterschiedliche zelluläre Prozesse, hierunter Notch- und Hedgehog-Signaling, modulieren. Hierdurch könnten zentrale Eigenschaften des Glioblastoms eventuell effektiv verändert und Resistenz sowie Rekurrenz überwunden werden.
Glioblastoma (GBM) still presents as one of the most aggressive tumours in the brain, which despite enormous research efforts, remains incurable today. As many theories evolve around the persistent recurrence of this malignancy, the assumption of a small population of cells with a stem-like phenotype remains a key driver of its infiltrative nature. In this article, we research Chordin-like 1 (CHRDL1), a secreted protein, as a potential key regulator of the glioma stem-like cell (GSC) phenotype. It has been shown that CHRDL1 antagonizes the function of bone morphogenic protein 4 (BMP4), which induces GSC differentiation and, hence, reduces tumorigenicity. We, therefore, employed two previously described GSCs spheroid cultures and depleted them of CHRDL1 using the stable transduction of a CHRDL1-targeting shRNA. We show with in vitro cell-based assays (MTT, limiting dilution, and sphere formation assays), Western blots, irradiation procedures, and quantitative real-time PCR that the depletion of the secreted BMP4 antagonist CHRDL1 prominently decreases functional and molecular stemness traits resulting in enhanced radiation sensitivity. As a result, we postulate CHRDL1 as an enforcer of stemness in GSCs and find additional evidence that high CHRDL1 expression might also serve as a marker protein to determine BMP4 susceptibility.
Glioblastoma is a very aggressive tumor and represents the most common primary brain malignancy. Key characteristics include its high resistance against conventional treatments, such as radio- and chemotherapy and its diffuse tissue infiltration, preventing complete surgical resection. The analysis of migration and invasion processes in a physiological microenvironment allows for enhanced understanding of these processes and can lead to improved therapeutic approaches. Here, we combine two state-of-the-art techniques, adult organotypic brain tissue slice culture (OTC) and light sheet fluorescence microscopy (LSFM) of cleared tissues in a combined method termed OTCxLSFM. Using this methodology, we can show that glioblastoma tissue infiltration can be effectively blocked through treatment with arsenic trioxide, as well as genetic depletion of the tetraspanin, transmembrane receptor CD9. With our analysis-pipeline we gain single-cell level, three-dimensional information, as well as insights into the morphological appearance of the tumor cells.