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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.
G-protein-coupled receptors (GPCRs) comprise the largest transmembrane receptor family encoded in the human genome. GPCRs mediate the effect of a wide diversity of stimuli including light, odorants, ions, lipids, small peptides, and hormones. GPR182 is a GPCR for which no endogenous ligand has been identified yet. In the absence of an identified ligand, GPR182 remained poorly understood, and its biological functions had remained elusive. The presented work shows that GPR182 is highly and specifically expressed in microvascular endothelial cells. Phylogenetically, GPR182 is closely related to the atypical chemokine receptor 3 (ACKR3). Here, I show that GPR182 binds the chemokines CXCL10, -12 and -13. Similarly to other so-called atypical chemokine receptors, GPR182 is not coupled to G-proteins but is rather constitutively internalized following β-arrestin 2 recruitment. Consistent with potential scavenger functions, we detected increased concentration of the chemokines which bind the receptor in the plasma of Gpr182 deficient mice. Finally, we show that GPR182 plays an essential role in maintaining hematopoietic stem cells within the bone marrow niche. In summary, the data indicate that GPR182 is a novel member of the group of atypical chemokine receptors, which plays an important role in the chemokine/chemokine receptor network.
In dieser retrospektiven Studie wurden 47 Patienten mit einem histologisch nachgewiesenen Analkarzinom und im Anschluss aufgetretenen Rezidiv nach Beendigung der Radiochemotherapie und hinsichtlich der Risikofaktoren für das tumorfreie, sowie das Gesamtüberleben ausgewertet.
Auffällig in dieser Patientenkohorte war der hohe Anteil an männlichen Patienten (68,1 %), an HIV-positiven (36,2 %) sowie an Patienten mit nachgewiesenem Lymphknotenbefall bei Erstdiagnose (72,3 %).
Als signifikante Risikofaktoren für das tumorfreie Überleben wurden ein Primärtumor ab ≥ T3-Kategorie (Hazard-Ratio 1,87), ein Karnofsky-Performance-Status ≤ 80 % vor Beginn der Radiochemotherapie (Hazard-Ratio 3,25), sowie das initiale fehlende therapeutische Ansprechen der Radiochemotherapie (Hazard-Ratio 5,9) festgestellt. Auffällig war, dass kein signifikanter Einfluss bzgl. des biologischen Geschlechts, des Gradings, der N Kategorie oder des Alters ermittelt werden konnte.
In Bezug auf das Gesamtüberleben der Patienten ergaben sich folgende signifikante Risikofaktoren: eine T-Kategorie ≥ T3 (Hazard-Ratio 4,091), ein hohes UICC-Stadium (Hazard Ratio 2,89 für Stadium IIIC), das fehlende initiale therapeutische Ansprechen der Radiochemotherapie (Hazard-Ratio 9,59), ein Karnofsky-Performance-Status ≤ 80 % (Hazard-Ratio 12,23). Ein protektiver Faktor stellte ein längeres tumorfreies Überleben (Hazard-Ratio 0,935) dar.
Die Auswertung des gesamten und des tumorfreien Überlebens hinsichtlich des Befallsmusters der Rezidive ergab, dass mit zusätzlich zum lokalen Rezidiv nachgewiesenem lokoregionären Rezidiv und Fernmetastasen sich sowohl das tumorfreie Überleben (Ein-Jahres-tumorfreies Überleben 52,9 ± 12,1 % vs. 15,0 ± 8,0 %) als auch das Gesamtüberleben (5-Jahres-Gesamtüberleben 75,0 ± 12,5 % vs. 0,0 %) signifikant verringerten.
Im Vergleich der Merkmale der Patienten mit und ohne nachgewiesenen Fernmetastasen ergab sich ein signifikanter Unterschied in Bezug auf den Anteil der Tumore ≥ T3 (75 %).
In der Untergruppe, die mittels abdominoperinealer Rektumexstirpation therapiert wurde, konnte kein signifikanter Unterschied in Bezug auf die rpT-Kategorie, R-Klassikfikation, Pn-, V- und L-Klassifikation festgestellt werden.
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.
Hintergrund: Die kardiale Magnetresonanztomographie (CMR) gilt als Referenzstandard für die Beurteilung der linksventrikulären Funktion und des Volumens des linken Ventrikels (LV). Neuartige Echtzeittechniken versprechen eine schnelle Bildgebung bei freier Atmung mit ähnlicher Qualität. Ziel dieser Studie war es, die Genauigkeit der standardmäßigen Steady-State-Free-Precession (SSFP)-Cine-Bildgebung bei angehaltenem Atem mit der gleichen Sequenz unter Verwendung von drei Signalmittelungen, während freier Atmung sowie mit einer Compressed-Sensing (Cs)- Echtzeittechnik während der freien Atmung zur Beurteilung von LV-Volumen und Masse zu vergleichen.
Methoden: 24 Probanden wurden mit einer Standard-SSFP-Technik bei angehaltenem Atem (BH), mit derselben Technik bei freier Atmung unter Verwendung von drei durchschnittlichen Herzzyklen (SA-FB) sowie mit einem CS-Echtzeitprotokoll bei freier Atmung (CS-FB) untersucht. Verglichen wurden die Erfassungsdauer, die Genauigkeit sowie die Inter- und Intraobserver-Variabilität von LV-Funktion, Volumen und Masse.
Ergebnisse: Die Echtzeit-Bildgebung war erheblich schneller als die freie Atmung mit drei Signalmittelwerten (p<0.001). Die Korrelation zwischen dem Referenzstandard (BH) und den beiden anderen Techniken war ausgezeichnet mit einem r2 für SA-FB vs. BH zwischen 0.74 - 0.89 und einem r2 für CS-FB vs. BH zwischen 0.81 und 0.94. SA-FB ergab mittlere Fehler zwischen 5.9% und 15% für verschiedene LV-Parameter, während CS-FB zu mittleren Fehlern von 6.5%bis 13% führte. Die Inter- und Intraobserver-Variabilität war bei der Echtzeit-Bildgebung ausgezeichnet und bei der SSFP-Bildgebung (SA-FB und BH) gut.
Schlussfolgerung: Sowohl ein Standardprotokoll mit 3 Signalmittelungen, während der freien Atmung als auch die Compressed Sensing liefern genaue und reproduzierbare Messungen des LV, während die Echtzeit-Bildgebung wesentlich schneller ist.
Adaptive threshold estimation procedures sample close to a subject’s perceptual threshold by dynamically adapting the stimulation based on the subject’s performance. Yet, perceptual thresholds not only depend on the observers’ sensory capabilities but also on any bias in terms of their expectations and response preferences, thus distorting the precision of the threshold estimates. Using the framework of signal detection theory (SDT), independent estimates of both, an observer’s sensitivity and internal processing bias can be delineated from threshold estimates. While this approach is commonly available for estimation procedures engaging the method of constant stimuli (MCS), correction procedures for adaptive methods (AM) are only scarcely applied. In this article, we introduce a new AM that takes individual biases into account, and that allows for a bias-corrected assessment of subjects’ sensitivity. This novel AM is validated with simulations and compared to a typical MCS-procedure, for which the implementation of bias correction has been previously demonstrated.
Comparing AM and MCS demonstrates the viability of the presented AM. Besides its feasibility, the results of the simulation reveal both, advantages, and limitations of the proposed AM. The procedure has considerable practical implications, in particular for the design of shaping procedures in sensory training experiments, in which task difficulty has to be constantly adapted to an observer’s performance, to improve training efficiency.
Targeted delivery of nucleic acids is gaining momentum due to improved efficacy, selectivity, increased circulation time and enhanced tissue retention in target cells. Using nucleic acid-based therapies previously undruggable targets have proven now to be amenable for treatment. Currently, several methods for preparing targeted or labelled delivery vehicles for nucleic acids are based on liposomal formulations. Lipid nanoparticles (LNPs) are structurally different from liposomes and these methods should therefore be evaluated before being translated to siRNA LNPs preparation protocols. Here, we describe a robust and facile method for the preparation of targeted or fluorescently labelled siRNA LNPs. Using a copper free strain-promoted azide-alkyne cycloaddition (SPAAC) we demonstrate that post-insertion of ligand-lipid conjugates into preformed LNPs is superior to direct-surface modification because it preserves the physicochemical parameters of the LNPs. We found that the time point of solvent removal by dialysis is critical and affects the hydrodynamic diameter of the LNPs; post-insertion after dialysis shows the smallest increase in hydrodynamic diameter and polydispersity index (PDI). The post-insertion of ligand-lipid conjugates also proceeded with rapid kinetics and high efficacy over a wide temperature range. Using this optimised protocol, we generated siRNA LNPs containing both targeting and fluorescent tracking ligands allowing us to monitor siRNA LNP uptake kinetics in dependence of the targeting ligand. In aggregate, we describe a robust approach for the generation of targeted and labelled siRNA LNPs that allows their controlled and facile decoration with ligand combinations.
The relationship between achievement of a pathologic complete response (pCR) and favorable long-term outcome varies among breast cancer subtypes. We aimed to highlight which neoadjuvant treatment strategy could be most successful in each breast cancer subtype. A recent FDA meta-analysis on randomized neoadjuvant breast cancer trials suggests that the survival differences of patients with or without a pCR were less pronounced in luminal A-like tumors, despite the overall favorable prognosis of these patients. Moreover, even though the strong prognostic effect of pCR in HER2 positive and TNBC, the NOAH study was the only trial which showed a trend in surrogacy of pCR for long-term outcome in HER2-positive subtype. Results from GeparTrio study suggest that patients with hormone-positive tumors might need a response-guided approach, with either an intensification of treatment in case of an early response or a change to other chemotherapy in case of no early response. Furthermore, data from German neoadjuvant trials confirm that an increasing number of chemotherapy cycles is associated with a higher pCR rate, especially in patients with HER2-positive/hormone-positive tumors. In line with these suggestions, Tryphaena study showed a pCR rate that exceeding the 60% threshold, the highest pCR results presented in a large multicenter study. In TNBC, the highest pCR rate in the German neoadjuvant studies was obtained with the simultaneous application of docetaxel, doxorubicin and cyclophosphamide for 6 cycles. However, as shown in GaparQuinto and NSABP 40 trials, treatment effect in TNBC might be further maximized by adding bevacizumab, and two randomized neoadjuvant trials are expected this year to report data on the efficacy of carboplatin.
Nitric oxide causes ADP-ribosylation and inhibition of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase
(1992)
Nitric oxide and nitric oxide-generating agents like 3-morpholinosydnonimine (SIN-1) stimulate the mono-ADP-ribosylation of a cytosolic, 39-kDa protein in various tissues. This protein was purified from human platelet cytosol by conventional and fast protein liquid chromatography techniques. N-terminal sequence analysis identified the isolated protein as the glycolytic enzyme glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH). Nitric oxide stimulates the auto-ADP-ribosylation of GAPDH in a time and concentration-dependent manner with maximal effects after about 60 min. Associated with ADP-ribosylation is a loss of enzymatic activity. NAD(+)-free enzyme is not inhibited by SIN-1, indicating the absolute requirement of NAD+ as the substrate of the ADP-ribosylation reaction. Inhibition of the glycolytic enzyme GAPDH may be relevant as a cytotoxic effect of NO complementary to its inhibitory actions on iron-sulfur enzymes like aconitase and electron transport proteins of the respiratory chain.
Hepatology highlights
(2013)