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Das Neuroblastom ist der häufigste extrakranielle solide Tumor des Kindesalters. Bei Diagnosestellung befinden sich die meisten Patienten bereits in fortgeschrittenen Tumorstadien; trotz intensiver multimodaler Therapie überleben nur 30-40% der Hochrisikopatienten die Erkrankung. Zum Therapieversagen führt in den meisten Fällen eine Resistenzentwicklung des Tumors gegenüber den Chemotherapeutika. Die Entdeckung neuer effektiver Therapieansätze und Überwindung der Chemoresistenz durch Resensibilisierung der Tumorzellen ist daher ein dringendes Forschungsanliegen.
Zur Charakterisierung der Zelllinien im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Zellmorphologie, die Gen- und Proteinexpression verschiedener Differenzierungs- bzw. Krebsstammzell-Marker und das Anoikis-Verhalten der Neuroblastomzellen UKF-NB-2, UKF-NB-3 und UKF-NB-6 sowie ihrer Cisplatin- und Carboplatin-resistenten Sublinien untersucht. Der zytomorphologischen Phänotyp der untersuchten Zellen ließ keine eindeutigen Schlüsse auf eine neuronale, indifferente oder nicht-neuronale Differenzierung der Zellen zu. Gemessen an der Expression der neuronalen Marker NCAM, TH und der Neurofilamente L, M und H zeigte jedoch die Mehrzahl der untersuchten Cisplatin- und Carboplatin-resistenten Sublinien einen signifikanten Verlust der neuronalen Differenzierung im Vergleich zu ihren parentalen Zellen. Dieser Effekt war auch durch eine temporäre Platinkarenz nicht vollständig reversibel.
Der EGF-Rezeptor, dessen Überexpression als negativer prognostischer Marker für den Therapieerfolg gilt, wurde von allen untersuchten Zelllinien exprimiert, es ließ sich jedoch keine signifikant verstärkte Expression in den resistenten Sublinien nachweisen.
Eine Krebsstammzelle ließ sich in den untersuchten Zelllinien bei schwacher bis fehlender Stammzellmarkerexpression von CD133 und c-Kit nicht eindeutig identifizieren.
Die Resistenz gegenüber Anoikis ist eine Grundvoraussetzung für die Metastasierung von Tumorzellen. Bei den in dieser Arbeit untersuchten Neuroblastomzelllinien zeigten 3 von 8 Zelllinien, UKF-NB-2, UKF-NB-2rCDDP500 und UKF-NB-6, eine Anoikis-Resistenz. UKF-NB-3 sowie ihre beiden Sublinien waren Anoikis-sensibel, sie zeigten alle einen signifikanten Viabilitätsverlust durch Kultivierung auf Poly-HEMA-Beschichtung und daraus resultierendem Adhärenzverlust. Bei UKF-NB-6 nahm durch den Erwerb der Platinresistenz die Toleranz gegenüber Anoikis ab, wie man an dem signifikanten Viabilitätsverlust der Sublinien UKF-NB-6rCDDP1000 und UKF-NB6rCarbo1000 unter nicht-adhärenten Bedingungen sieht. Die Ausbildung der Cisplatin- und insbesondere der Carboplatinresistenz geht hier mit einer signifikant verstärkten Sensitivität der Zellen gegenüber Anoikis einher. Ein synergistischer Effekt auf die Zellviabilität durch Anoikis-induzierende PolyHEMA-Beschichtung und simultane Cisplatin- oder Carboplatin-Exposition ließ sich jedoch nicht beobachten.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden die durch die Connectivity Map ermittelten potentiellen Resensitizer für Cisplatin (Pararosanilin, Tolbutamid, Fludrocortison, 12,13-EODE und Topiramat) und deren Wirkung auf die Viabilität der Neuroblastomzelllinien (IMR-5, NGP, SK-N-AS, UKF-NB-2, UKF-NB-3 und UKF-NB-6) sowie ihrer Cisplatin-resistenten Sublinien untersucht.
Hierbei zeigte die Kombinationstherapie von Cisplatin mit 12,13-EODE, Topiramat oder Fludrocortison keine signifikante Reduktion der Zellviabilität im Vergleich zur Therapie mit Cisplatin alleine. Ein z. T. signifikanter Anstieg des IC50-Werts von Cisplatin in den getesteten parentalen Zellen und resistenten Sublinien ließ eher einen desensibilisierenden Effekt dieser Stoffe gegenüber Cisplatin vermuten.
Die Kombination von Cisplatin mit Pararosanilin oder Tolbutamid hingegen hatte einen deutlich wachstumshemmenden Effekt auf alle untersuchten resistenten Sublinien. Die IC50-Werte von Cisplatin wurden hier in fast allen Zelllinien signifikant reduziert, z. T. bis um den Faktor 2,45, was einer Halbierung der Cisplatindosis entspricht. Pararosanilin und Tolbutamid erwiesen sich somit als mögliche Resensitizer für Cisplatin in Cisplatin-resistenten Neuroblastomzellen.
Diese Daten lassen erkennen, dass die Connectivity Map ein vielversprechendes Werkzeug in der gezielten Therapie von chemoresistenten Neuroblastomen sein kann. In Kombination mit bisher gängigen Therapieschemata könnten Resensitizer den Erfolg der Behandlung möglicherweise deutlich verbessern. Die mögliche Toxizität der identifizierten Resensitizer, insbesondere Pararosanilin, und damit den tatsächlichen Stellenwert dieses Therapieansatzes wird man jedoch zunächst in vivo noch weiter untersuchen müssen.
Obstructive Sleep Apnea is emerging as a global health epidemic, particularly due to the obesity pandemic. However, comprehensive prevalence data are still lacking and global OSA research has not yet been structurally evaluated. Using the latest comprehensive age/gender-specific BMI and obesity data, a global landscape estimating the risk/burden of OSA was created. Results were presented in relation to an in-depth analysis of OSA research and countries’ socioeconomic/scientific background. While the USA, Canada, and Japan are the highest publishing countries on OSA, Iceland, Greece, and Israel appeared at the forefront when relating the scientific output to socioeconomic parameters. Conversely, China, India, and Russia showed relatively low performances in these relations. Analysis of the estimated population at risk (EPR) of OSA showed the USA, China, India, and Brazil as the leading countries. Although the EPR and OSA research correlated strongly, major regional discrepancies between the estimated demand and actual research performances were identified, mainly in, but not limited to, developing nations. Our study highlights regional challenges/imbalances in the global activity on OSA and allows targeted measures to mitigate the burden of undiagnosed/untreated OSA. Furthermore, the inclusion of disadvantaged countries in international collaborations could stimulate local research efforts and provide valuable insights into the regional epidemiology of OSA.
Die CT-Diagnostik gewinnt auch über 100 Jahre nach der Entdeckung der Röntgenstrahlung noch immer weiter an Bedeutung im klinischen Alltag. Insbesondere im Bereich des Stagings und der onkologischen Follow-Up-Untersuchungen zählt die Ganzkörper-CT derzeit vielerorts als diagnostischer Goldstandard. Dabei muss jedoch in Kauf genommen werden, dass es zur Applikation nicht unerheblicher Dosiswerte kommt. Das Risiko von Folgeschäden ist dabei nicht von der Hand zu weisen, wobei das Folgemalignom als besonders gefürchtete Komplikation gilt. Die Optimierung der Computertomographie und die Minimierung möglicher Folgeschäden ist daher Gegenstand konstanter klinischer Forschung. Dennoch muss eine Reduktion der Strahlendosis nur äußerst feinfühlig erfolgen, da sie auf technischer Ebene eng mit der realisierbaren Bildqualität korreliert.
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Nutzen eines 150 kV + Sn Zinnfilter- Protokolls am Gerät Siemens Somatom Force zu untersuchen. Hierbei sollte vor allem darauf eingegangen werden, wie viel Strahlendosis durch die Implementierung eines solchen Protokolls eingespart werden kann, wie sich das Protokoll auf die subjektive und objektive Bildqualität auswirkt, sowie welcher weitere klinische Nutzen zu erwarten ist. Bisher konnten sich ähnliche Protokolle bereits im Rahmen anderer Fragestellungen als nützlich beweisen.
Insgesamt 40 Patienten mit Ganzkörper-Staging im Rahmen eines Multiplen Myeloms wurden in die Studie inkludiert (28 Frauen, 12 Männer). Diese wurden im vereinbarten Untersuchungszeitraum mit dem durch die Ethikkomission genehmigten Studienprotokoll (150 kV + Sn Force) untersucht und waren jeweils retrospektiv auch Teil der anderen Gruppen gewesen (120 KV Definition AS, 120 KV Flash, 120 kV Force).
Auch wenn der intraindividuelle Vergleich inhärent mit einer höheren statistischen Power einhergeht, wurden sicherheitshalber an vordefinierten Stellen Querdurchmesser der Patienten erhoben, um biometrische Gleichheit zu beweisen.
Hier ließen sich keine signifikanten Unterschiede messen. Die Bilddaten der Patienten wurden randomisiert und doppelt verblindet von zwei dem Projekt fremden und berufserfahrenen Radiologen hinsichtlich der subjektiven Bildqualität ausgewertet. Ein Bezug zu den technischen Hintergrundinformationen der Aufnahme war zu keinem Zeitpunkt möglich.
Anschließend erfolgte die statistische Auswertung objektiver Daten. Zum Vergleich der Bildqualität wurden jeweils gemittelte Schwächungswerte aus Muskeln aus artefaktfreien und aus von Artefakten beladenen Arealen erhoben. Aufgrund des homogenen Charakters der Muskeln wurde die ebenso jeweils gemittelte Standardabweichung dieser Strukturen als Hintergrundrauschen definiert. Hieraus wurde eine SNR errechnet.
Der Vergleich von Dosiswerten erfolgte über die aus dem Patientenprotokoll entnehmbaren Angaben, insbesondere des CTDI. Gemeinsam mit den erhobenen Querdurchmessern wurde hieraus eine SSDE gebildet.
Bei allen subjektiven Vergleichen der Studiengruppe (150 kV + Sn Force) wurde bei jeweils starker Korrelation nach Spearman und starker bis sehr starker Übereinstimmung nach Cohen eine gute bis sehr gute Bildqualität attestiert. Damit stellt das Untersuchungsprotokoll Bilder durchweg besser als das Referenzprotokoll auf den Geräten Somatom Definition AS und Somatom Definition Flash dar. Im Direktvergleich zum Referenzprotokoll auf dem Somatom Force ist das Studienprotokoll jeweils mindestens gleichwertig.
Im objektiven Vergleich der Bildqualität zeigte sich als Gütekriterium zunächst, dass Muskeln artefaktfreier Areale in allen vier Gruppen gleich gut dargestellt werden. Bereits bei der Betrachtung der Schwächungswerte artefaktbeladener Muskeln wurde deutlich, dass die anderen Protokolle mit signifikant höherem Signalverlust zu kämpfen haben. Auch das Bildpunktrauschen war in der Studiengruppe (150 kV + Sn Force) überwiegend signifikant niedriger, als das der anderen Gruppen. Lediglich in Artefaktarealen des Untersuchungsabschnitts cCT/HWS konnte die Gruppe 120 kV Force vergleichbar niedrige Rauschwerte aufweisen (p = 1), der Vergleich der SNR wiederholte dieses Ergebnis.
CTDI und SSDE der Gruppe
150 kV Force zeigten im Untersuchungsabschnitt cCT/HWS insbesondere der Gruppe 120 kV Force gegenüber signifikante Dosiseinsparungen von ca. 42 %, im Abschnitt Tho-Knie sogar 64%.
Zusammenfassend zeigte sich durch die Implementierung des Studienprotokolls also mehrheitlich eine Verbesserung sowohl der subjektiven, als auch der objektiven Bildqualität. Bei einer durchschnittlichen Reduktion der applizierten Strahlendosis von ca. 40-60 % (gegenüber dem Referenzprotokoll am Somatom Force) ist der Einsatz des Studienprotokolls für die hier untersuchte Fragestellung im klinischen Alltag also uneingeschränkt zu empfehlen.
Reduced external knee adduction moments in the second half of stance after total hip replacement have been reported in hip osteoarthritis patients. This reduction is thought to shift the load from the medial to the lateral knee compartment and as such increase the risk for knee osteoarthritis. The knee adduction moment is a surrogate for the load distribution between the medial and lateral compartments of the knee and not a valid measure for the tibiofemoral contact forces which are the result of externally applied forces and muscle forces. The purpose of this study was to investigate whether the distribution of the tibiofemoral contact forces over the knee compartments in unilateral hip osteoarthritis patients 1 year after receiving a primary total hip replacement differs from healthy controls. Musculoskeletal modeling on gait was performed in OpenSim using the detailed knee model of Lerner et al. (2015) for 19 patients as well as for 15 healthy controls of similar age. Knee adduction moments were calculated by the inverse dynamics analysis, medial and lateral tibiofemoral contact forces with the joint reaction force analysis. Moments and contact forces of patients and controls were compared using Statistical Parametric Mapping two-sample t-tests. Knee adduction moments and medial tibiofemoral contact forces of both the ipsi- and contralateral leg were not significantly different compared to healthy controls. The contralateral leg showed 14% higher medial tibiofemoral contact forces compared to the ipsilateral (operated) leg during the second half of stance. During the first half of stance, the lateral tibiofemoral contact force of the contralateral leg was 39% lower and the ratio 32% lower compared to healthy controls. In contrast, during the second half of stance the forces were significantly higher (39 and 26%, respectively) compared to healthy controls. The higher ratio indicates a changed distribution whereas the increased lateral tibiofemoral contact forces indicate a higher lateral knee joint loading in the contralateral leg in OA patients after total hip replacement (THR). Musculoskeletal modeling using a detailed knee model can be useful to detect differences in the load distribution between the medial and lateral knee compartment which cannot be verified with the knee adduction moment.
Objective: Many patients with localized prostate cancer (PCa) do not immediately undergo radical prostatectomy (RP) after biopsy confirmation. The aim of this study was to investigate the influence of “time-from-biopsy-to- prostatectomy” on adverse pathological outcomes.
Materials and Methods: Between January 2014 and December 2019, 437 patients with intermediate- and high risk PCa who underwent RP were retrospectively identified within our prospective institutional database. For the aim of our study, we focused on patients with intermediate- (n = 285) and high-risk (n = 151) PCa using D'Amico risk stratification. Endpoints were adverse pathological outcomes and proportion of nerve-sparing procedures after RP stratified by “time-from-biopsy-to-prostatectomy”: ≤3 months vs. >3 and < 6 months. Medians and interquartile ranges (IQR) were reported for continuously coded variables. The chi-square test examined the statistical significance of the differences in proportions while the Kruskal-Wallis test was used to examine differences in medians. Multivariable (ordered) logistic regressions, analyzing the impact of time between diagnosis and prostatectomy, were separately run for all relevant outcome variables (ISUP specimen, margin status, pathological stage, pathological nodal status, LVI, perineural invasion, nerve-sparing).
Results: We observed no difference between patients undergoing RP ≤3 months vs. >3 and <6 months after diagnosis for the following oncological endpoints: pT-stage, ISUP grading, probability of a positive surgical margin, probability of lymph node invasion (LNI), lymphovascular invasion (LVI), and perineural invasion (pn) in patients with intermediate- and high-risk PCa. Likewise, the rates of nerve sparing procedures were 84.3 vs. 87.4% (p = 0.778) and 61.0% vs. 78.8% (p = 0.211), for intermediate- and high-risk PCa patients undergoing surgery after ≤3 months vs. >3 and <6 months, respectively. In multivariable adjusted analyses, a time to surgery >3 months did not significantly worsen any of the outcome variables in patients with intermediate- or high-risk PCa (all p > 0.05).
Conclusion: A “time-from-biopsy-to-prostatectomy” of >3 and <6 months is neither associated with adverse pathological outcomes nor poorer chances of nerve sparing RP in intermediate- and high-risk PCa patients.
MicroRNAs (miRNAs) have emerged as critical posttranscriptional regulators of the immune system, including function and development of regulatory T (Treg) cells. Although this critical role has been firmly demonstrated through genetic models, key mechanisms of miRNA function in vivo remain elusive. Here, we review the role of miRNAs in Treg cell development and function. In particular, we focus on the question what the study of miRNAs in this context reveals about miRNA biology in general, including context-dependent function and the role of individual targets vs. complex co-targeting networks. In addition, we highlight potential technical pitfalls and state-of-the-art approaches to improve the mechanistic understanding of miRNA biology in a physiological context.
Despite the success of immune checkpoint blockade in cancer, the number of patients that benefit from this revolutionary treatment option remains low. Therefore, efforts are being undertaken to sensitize tumors for immune checkpoint blockade, which includes combining immune checkpoint blocking agents such as anti-PD-1 antibodies with standard of care treatments. Here we report that a combination of chemotherapy (doxorubicin) and immune checkpoint blockade (anti-PD-1 antibodies) induces superior tumor control compared to chemotherapy and immune checkpoint blockade alone in the murine autochthonous polyoma middle T oncogene-driven (PyMT) mammary tumor model. Using whole transcriptome analysis, we identified a set of genes that were upregulated specifically upon chemoimmunotherapy. This gene signature and, more specifically, a condensed four-gene signature predicted favorable survival of human mammary carcinoma patients in the METABRIC cohort. Moreover, PyMT tumors treated with chemoimmunotherapy contained higher levels of cytotoxic lymphocytes, particularly natural killer cells (NK cells). Gene set enrichment analysis and bead-based ELISA measurements revealed increased IL-27 production and signaling in PyMT tumors upon chemoimmunotherapy. Moreover, IL-27 signaling improved NK cell cytotoxicity against PyMT cells in vitro. Taken together, our data support recent clinical observations indicating a benefit of chemoimmunotherapy compared to monotherapy in breast cancer and suggest potential underlying mechanisms.
Background: The currently prevailing global threat of COVID-19 caused the publication numbers on coronaviruses to explode. The awareness of the scientific and public community is enormous. But what about the sense of all these undertakings and what can be learned about the future for a better understanding? These questions were answered with established bibliometric analyses of the time until the avalanche of publications unfolded.
Methods: Chronological, geographical aspects of publication output on coronavirus were also evaluated under the influence of epidemiological and socio-economic parameters.
Results: The trend in publication and citation numbers shows the strong influence of the past pandemics SARS and MERS with an untypical decline afterward. Research is becoming increasingly multidisciplinary over time. The USA and China, as the countries with the highest number of publications, are being displaced by other countries in the consideration of socio-economic and epidemiological aspects, which shows the effect of regional interest in corona research. A significant correlation was found between the number of SARS cases per country and related publications, while no correlation was found for MERS cases and articles.
Conclusions: The results underline the need for sustainable and forward-looking approaches that should not end with the containment of COVID-19.