Nicolai Maass

Zielsetzung: Eine moderate körperliche Aktivität wirkt sich über eine Veränderung der humoralen und zellulären Anteile des Immunsystems in verschiedener Weise positiv auf das Immunsystem aus. Ziel der Untersuchung war die Überprüfung einer Möglichkeit der Immunstimulierung durch eine körperliche Aktivität von Brustkrebspatientinnen unter Chemotherapie. Als Endpunkte wurden die Veränderungen der Zellen CD3, CD4, CD8, CD19, CD19/56 sowie der Rezeptoren γδ, Vδ2, Vδ1 und αβ festgelegt. Material und Methoden: In der prospektiv randomisierten, kontrollierten Studie wurde eine zweimal wöchentlich supervidierte Sportintervention bestehend aus einem Kraft- oder einem Ausdauertraining mit einer Kontrollgruppe ohne supervidierte Sportintervention bei 66 Brustkrebspatientinnen unter Chemotherapie verglichen. Zu Beginn und nach 12 Wochen Intervention wurden die immunologischen Parameter durch eine Blutentnahme mit einer FACS-Analyse bestimmt. Ergebnisse: In allen Gruppen zeigte sich zu T2 eine Immunsupprimierung bei allen erfassten Immunparametern. Im Vergleich von Interventionsgruppen und Kontrollgruppe konnte die geringste Immunsupprimierung im Bereich der CD3-Zellen (p: 0,46) sowie der Vδ2- (p: 0,82) und der Vδ1-Rezeptoren (p: 0,43) zum Zeitpunkt T2 in der Kraftgruppe festgestellt werden, bei einer gleichzeitigen Erhöhung der γδ-Zellen (p: 0,95). Die Ausdauergruppe zeigte die geringste Supprimierung der CD19-Zellen (p: 0,00). Die Differenzen der Immunparameter zwischen den Gruppen waren weder zu T1 noch zu T2 signifikant. Zusammenfassung: Während vor einiger Zeit die Sorge bestand durch eine körperliche Aktivität unter einer Chemotherapie eine weitere Immunsupprimierung zu erzeugen, werden mit dieser Studie die Möglichkeiten einer verminderten Immunsupprimierung verbunden mit einer Immunstimulierung durch eine Sportintervention markiert.

Zielsetzung: Als lipidbindendes Protein transportiert cellular-retinoid-acid-binding-protein 2 (CRABP2) Liganden wie zum Beispiel Retinsäure in den Zellkern und kann somit direkten Einfluss auf die Genexpression nehmen. Ziel dieser Arbeit war es, die klinische Relevanz einer CRABP2 Expression beim Ovarialkarzinom zu untersuchen. Material und Methoden: Retrospektiv wurden Tissue-Micro-Arrays von 178 Ovarialtumoren, aufgeteilt in 21 benigne und 19 Boderlinetumoren sowie 138 Ovarialkarzinome, mittels immunhistochemischer Färbungen von CRABP2 und des Östrogen-und Progesteronrezeptors (ER und PgR) untersucht. Die CRABP2 Expression wurde mithilfe des semiquantititativen Histo-Scores bewertet. Zusätzlich war die Expression des Proliferationsmarkers Ki67 zuvor untersucht worden. Ergebnisse: Im Gegensatz zu benignen und Borderlinetumoren zeigten invasive Karzinome eine signifikant erhöhte Expression von CRABP2. Diese war insbesondere in fortgeschrittenen Tumorstadien sowie serös-papillären Karzinomen signifikant vermehrt. Eine erhöhte CRABP2 Expression war ebenfalls signifikant mit höhergradigen, schlecht differenzierten Karzinomen assoziiert. Parallel dazu zeigte sich eine positive Korrelation zwischen CRABP2 und Ki67 (p < 0,001) sowie CA125 (p = 0,01). Patientinnen mit CRABP2 vermehrt exprimierenden Karzinomen litten bereits zum Zeitpunkt der Diagnose signifikant häufiger an Aszites und wiesen eine peritoneale Metastasierung auf. Eine hohe CRABP2 Expression war in der Kohorte prädiktiv bezüglich eines verminderten krankheitsfreien Überlebens (p = 0,002) sowie Gesamtüberlebens (p = 0,003). Ebenso war eine positive PgR Expression, jedoch nicht ER Expression, von prognostischer Relevanz. Zusammenfassung: CRABP2 wurde insbesondere in schlecht differenzierten, serös-papillären und zum Diagnosezeitpunkt bereits fortgeschrittenen Ovarialkarzinomen erhöht exprimiert und dies war mit einer schlechten Prognose assoziiert. Daher gilt es die Relevanz von CRABP2 als Biomarker beim Ovarialkarzinom zukünftig weiter zu evaluieren.

Aims: The development of skeletal breast cancer metastases depends on tumor cell Src-kinase activity. We were recently able to show that knockdown of TRAIL (TNF related apoptosis inducing ligand)-R2 in an osteotropic clone of MDA-MB-231 cells results in a diminished frequency of bone metastases by an impairment of homing mechanisms after intracardiac injection in a xenograft-mouse model. In vitro we also found a downregulation of Src kinase levels in these cells. We therefore aimed to examine a conceivably synergistic effect on the development of breast cancer bone metastases after treatment with Dasatinib, a tyrosine kinase inhibitor of Src family and Abl kinases, which has been shown to favor osteogenesis and inhibit growth of breast cancer metastases in patients. Material and methods: MDA-MB-231 cells were treated with Dasatinib in vitro for functional analyses. In vivo, bone homing breast cancer cells were intracardially injected in mice (n = 30) and development of metastatic tumors was monitored by bioluminescence. Tumor associated bone loss was measured by µ-computed tomography. The treatment group (n = 15) received daily gavages of Dasatinib intraperitoneally. Results: Surprisingly, we found a dose dependent induction of TRAIL-R2 expression after Dasatinib treatment in vitro. In vivo treatment of mice with Dasatinib resulted in a marked reduction of A) mice with metastases (- 34%) and B) mice with tibial metastases (-66%). Underlying mechanisms are now being explored. Summary: Despite an overexpression of TRAIL-R2 in vitro treatment of mice with Dasatinib efficiently prevents skeletal metastasis after intracardiac injection of osteotropic MDA-MB-231 breast cancer cells.

Zielsetzung: Das Ovarialkarzinom besitzt die höchste Letalität unter den gynäkologischen Tumoren. Ursächlich hierfür sind insbesondere die späte Diagnose sowie das ausgeprägte Auftreten von Chemotherapeutika-Resistenzen. Um die Früherkennung sowie Therapieprädiktion zu verbessern, ist es daher unabdingbar zuverlässige Marker zu evaluieren. Ein aussichtsreicher Marker könnte die Metalloprotease ADAM17 darstellen. Diese wird in vielen soliden Tumoren, unter anderem dem Ovarialkarzinom und dem Mammakarzinom erhöht exprimiert. Durch Freisetzung zahlreicher Wachstumsfaktoren und der engen Verknüpfung mit dem EGFR-Signaling beeinflusst ADAM17 die Tumorinitiation sowie Metastasierungsprozesse. Ziel dieser Arbeit ist es, ADAM17 in Seren von Ovarialkarzinompatientinnen zu detektieren und mit klinischen Parametern zu korrelieren. Material und Methoden: In Seren von 60 Ovarialkarzinomfällen mit je durchschnittlich 4 Abnahmepunkten im Krankheitsverlauf soll mittels spezifischem ELISA, der ADAM17-Gehalt ermittelt werden. Verglichen wird die ADAM17-Expression mit Seren von gesunden Probanden. Geprüft wird, ob eine Korrelation der bereits erhobenen klinischen Parameter, wie Tumorstadium, Tumorrest nach Initial-OP und Verlauf der Erkrankung unter besonderer Berücksichtigung der möglichen Resistenz gegenüber der Chemotherapie besteht. Ergebnisse: ADAM17 konnte mittels ELISA in Zelllysaten von Krebszellen detektiert werden. Initiale Experimente zur Detektion von ADAM17 in Patientenserum zeigten eine durchschnittlich dreifach erhöhte Expression von ADAM17 im Vergleich zu Kontrollseren gesunder Spender. In einem Testkollektiv an Seren von Ovarialkarzinomen wurde eine differentielle Expression von ADAM17 festgestellt. Eine Korrelation der Ergebnisse mit den klinischen Parametern ist in Arbeit. Zusammenfassung: In dieser Studie wird die Metalloprotease ADAM17, die mit ursächlich für die Freisetzung tumorformierender Faktoren ist, mittels ELISA in Seren von Ovarialkarzinompatientinnen nachgewiesen und mit klinischen Daten korreliert.

Purpose: The deregulation of cell cycle kinases plays a crucial role in carcinogenesis and the expression of various kinases has been attributed to aggressive tumor growth and unfavourable prognoses in oncological patients. We therefore aimed to evaluate the expression of Ki67 among 5 additional cell cycle kinases in mammary and ovarian tumor specimens and to find a correlation with clinicopathological parameters. Methods: 76 mammary and 93 ovarian benign and malignant tumor samples were immunohistochemically stained and evaluated for the expression of Aurora A and B, Repp86, CDK1 and 2 (only breast specimens) and Ki67. The expression patterns of these cell cycle kinases were matched with retrospectively collected clinicopathological parameters. Results: All examined cell cycle kinases accurately discriminated benign from malignant breast and ovarian tissues. In breast cancer Aurora A and B-, Repp86-, CDK2- and Ki67-expression was inversely associated with ER expression. No correlation with the HER2-status was found in our collective. Importantly, we found a significant correlation between the expression of Aurora A and CDK1 and axillary lymph node metastasis in breast cancer. Furthermore a shortened disease free survival (DFS) upon expression of Aurora B and CDK2 was shown in breast cancer patients. None of the cell cycle kinases was associated with predictive or prognostic factors in epithelial ovarian cancer. Conclusion: The prognostic value of the expression of Ki67 is overtrumped by alternative cell cycle kinases when it comes to prediction of axillary tumor spread and a shortened DFS, which might allow a further risk stratification in breast cancer patients.

Brustkrebs ist der häufigste diagnostizierte Krebs und führende Ursache der Krebstodesfälle bei Frauen [1]. Bildgebende Verfahren wie die Mammografie werden für die Brustkrebs-Früherkennung verwendet, wobei diese Technologie klare Einschränkungen zeigt [2]. Dahingegen bieten Blut-basierte Methoden ein innovatives, minimal-invasives Screening-Werkzeug zur Charakterisierung epigenetischer Veränderungen von Tumorsuppressorgenen [3]. Der Nachweis hypermethylierter zellfreier zirkulierender DNA (cfDNA) könnte ergänzend zur Mammografie als eine „Liquid Biopsy“ dienen [4]. Potenzielle Biomarker mit maximal diskriminatorischen CpG-Dinukleotiden zwischen Tumor- und Normalgeweben wurden anhand einer Datenbank-Analyse des „The Cancer Genome Atlas“ (TCGA) identifiziert [5]. Die CpG-Hypermethylierung der Kandidatengene wurde qualitativ und quantitativ in Brustkrebs-Zelllinien evaluiert. Nachfolgend wurde die Methylierungsfrequenz der Kandidaten in einem Gewebe- (n = 45) und Serum-Kollektiv (n = 135) untersucht. Basierend auf einer TCGA-Datenanalyse wurden erstmalig SPAG6, NKX2–6 und PER1 als Kandidatengene mit einer hohen Methylierungsfrequenz in Brustkrebs- im Vergleich zu normalem Gewebe identifiziert. Diese Ergebnisse konnten durch Untersuchung eines eigenen Gewebe-Kollektivs bestätigt werden. Die Analyse der Serum-cfDNA von Brustkrebs-Patientinnen zeigte eine deutliche höhere Methylierungsfrequenz aller 3 potenziellen Biomarker im Vergleich zu gesunden Frauen. Bereits bei Patientinnen mit nicht-invasiven duktalen Karzinomen in situ (DCIS) ist die CpG-Hypermethylierung dieser Gene mit einer höheren Frequenz in der cfDNA nachzuweisen. Das 3-Gen-Panel SPAG6–NKX2-6–PER1 zeigte in DCIS-Patientinnen eine Detektionsrate (Sensitivität) von 51 % (AUC 0,81; p < 0,0001) bei 92 % Spezifität. Bei Patientinnen mit invasiven Tumoren betrug die Sensitivität bei gleicher Spezifität 49 % (AUC 0,74; p < 0,0001) (Abb. 1, [Tab. 1]). Zusammengefasst bietet die tumorspezifische Hypermethylierung von SPAG6, NKX2–6 und PER1 ein vielversprechendes Werkzeug für die Blut-basierte Brustkrebs-Früherkennung. Im nächsten Schritt wird die Validierung des SNP-Panels mit einem unabhängigen Serum-Kollektiv durchgeführt, um mittelfristig ein hochspezifisches und sensitives System für die Brustkrebs-Früherkennung zu entwickeln.

Die Entwicklung ossärer Knochenmetastasen von Mammakarzinomzellen wurde mit einer erhöhten Aktivität der Src-Kinase in Verbindung gebracht [1]. Wir konnten zeigen, dass der Knockdown des onkogenen TRAIL(TNF related apoptosis inducing ligand)-Rezeptors 2 in einer osteotropen Subpopulation von MDA-MB-231-Zellen durch eine Modulation von „homing“-Mechanismen zu einer verminderten ossären Metastasierungsfrequenz nach intrakardialer Tumorzellinjektion im Mausmodell führt [2–4]. In vitro wurde zudem eine Verminderung der Src-Aktivität beobachtet. Um einen möglichen synergistischen Effekt auf die Prävention bzw. das Auswachsen von Knochenmetastasen von Mammakarzinomzellen durch eine zusätzliche Src-Inhibition zu untersuchen, fanden nun Untersuchungen unter Verwendung von Dasatinib statt, einem klinisch etablierten Multi-Tyrosinkinaseinhibitor v. a. der Src- und Abl-Kinasen mit osteoprotektivem Wirkmechanismus [5].

Objectives: To explore the addition of fetal fat layer as a soft tissue marker to the biometric values (biparietal diamter, abdomen circumference and femur length) with close monitoring of the blood sugar level of the pregnant women with GDM and BMI changes during the 31, 34 and 37 gestational weeks to improve the detection of macrosomia. Methods: We conducted a prospective observational study at the Department of Obstetrics, University Hospitals – Campus Kiel, Germany in collaboration with diabetic clinic staff. The examinations were performed at 31, 34 and 37 week of gestation. The clinical outcomes of pregnancy and birth weight were collected from the obstetric record. All the women enrolled had an early pregnancy ultrasound scan previously to confirm gestational age. Participants underwent a third-trimester scan and an extra measurement fetal fat layer was added. Results: In total, 71 women were initially enrolled into the study. The mean age of the study population was 32.26 (SD 5.06) years with 60% primigravidas. In terms of predication of macrosomia, 10 babies with birth weight > 4000 kg, 8 babies had at the 34 weeks of gestation with a fetal fat layer more than or equal to 0.4 cm and at 37 week of gestation it was documented by 7 babies more than 0.5 cm recording the maximum of 0.8 cm by a macrosomic newborn with 4850 gram, which was born by caesarean section. Only two women in the macrosomic group were treated with insulin, and 7 women had a vaginal delivery. The measurement of fetal fat layer with a cutoff 0.5 cm at the 37 weeks of gestation was strongly useful. Conclusion: We conclude that the measurement of the fetal fat layer in addition to the standard measurement might be useful for predication of macrosomia and is worthy further evaluation.

Fragestellung: Wir konnten kürzlich zeigen, dass der Knockdown des onkogenen TRAIL (TNF related apoptosis inducing ligand)- Rezeptors 2 in einer osteotropen Subpopulation von MDA-MB-231-Mammakarzinomzellen zu einer verminderten Metastasierungsfrequenz nach intrakardialer Injektion im Mausmodell führt. Wir vermuten, dass eine Modulation von homing-Mechanismen (durch eine Herabregulation von CXCR4 auf der Zelloberfläche) und ein eher epithelialer Phänotyp der Zellen nach TRAIL-R2-Knockdown diesen Effekt erklären. Um diese Hypothese weiter zu stützen und um Faktoren, die durch homing-Effekte zu erklären sind, weitestgehend auszuschließen, haben wir im Rahmen eines ergänzenden Tierversuches die Entstehung und das Wachstum von Knochenmetastasen nach intratibialer Injektion von Mammakarzinomzellen mit differenzieller TRAIL-R2-Expression untersucht. Methodik: Nach Knockdown von TRAIL-R2 in vitro wurden die Tumorzellen in einem Xenograft-Mausmodell mittels einer Spritze in die Tibia der Versuchstiere implantiert. Die Entstehung der intraossären Metastasen wurde mittels Biolumineszenz über 9 Wochen verfolgt. Der tumorassoziierte Knochenverlust der Tibia wurde mittels einer speziellen micro-Computertomografie erfasst. HE-Färbungen an den tumortragenden Knochenabschnitten ermöglichen eine Histomorphometrie und die Untersuchung weiterführender biologischer Eigenschaften der Tumoren, welche derzeit stattfinden. Ergebnis: Die Entstehung von 5 Tumoren in der TRAIL-R2-Knockdowngruppe und 3 Tumoren in der Kontrollgruppe wurden beobachtet. Die Auswertung der Biolumineszenzsignale sowie die Bestimmung des tumorassoziierten Knochenverlustes sprechen für ein Tumorwachstum zu Gunsten der TRAIL-R2-Knockdown-Zellen. Die histologische Aufarbeitung der Tumoren konnte keinen signifikanten Größenunterschied zwischen den Gruppen zeigen. Schlussfolgerung: Der epitheliale Phänotyp von MDA-MB-231-Mammakarzinomzellen nach Knockdown von TRAIL-R2 begünstigt das intraossäre Auswachsen von Metastasen nach intratibialer Tumorzellinjektion im Xenograft-Mausmodell.

Fragestellung: Die Entwicklung ossärer Knochenmetastasen von Mammakarzinomzellen wurde mit einer erhöhten Aktivität der Src-Kinase in Verbindung gebracht. Wir konnten zeigen, dass der Knockdown des onkogenen TRAIL-(TNF related apoptosis inducing ligand)-Rezeptors 2 in einer osteotropen Subpopulation von MDA-MB-231-Zellen durch eine Modulation von homing-Mechanismen zu einer verminderten ossären Metastasierungsfrequenz nach intrakardialer Tumorzellinjektion im Mausmodell führt. In vitro wurde zudem eine Verminderung der Src-Aktivität beobachtet. Um einen möglichen synergistischen, präventiven Effekt auf die Entstehung von Knochenmetastasen von Mammakarzinomzellen durch eine zusätzliche Src-Inhibition zu untersuchen, fanden nun Untersuchungen unter Verwendung von Dasatinib statt, einem klinisch etablierten Multi-Tyrosinkinaseinhibitor v.a. der Src- und Abl-Kinasen mit osteoprotektivem Wirkmechanismus. Methodik: Zwecks funktioneller Analysen wurden MDA-MB-231-Zellen in vitro mit Dasatinib behandelt. In vivo wurden diese osteotropen Zellen intrakardial in 30 Versuchstiere injiziert und die Tumorentstehung bzw. das Tumorwachstum mittels Biolumineszenztracking verfolgt. Die Behandlungsgruppe (n = 15) erhielt eine wöchentägliche, intraperitoneale Gabe von Dasatinib. Der tumorassoziierte Knochenverlust wurde mittels micro-CT ausgewertet, eine histologische Aufarbeitung tumortragender Knochenabschnitte ermöglicht immunhistochemische Untersuchungsschritte. Ergebnis: Widererwartend fand sich in vitro eine konzentrationsabhängige Induktion der TRAIL-R2-Expression nach Dasatinib-Behandlung. In vivo führte die Behandlung mit Dasatinib jedoch zu einer deutlichen Reduktion der A) Mäuse mit Metastasen (-34%) und B) Metastasen im Zielbereich der Tibia (-66%). Zugrundeliegende biologische Zusammenhänge werden derzeit untersucht. Schlussfolgerung: Trotz der Induktion von TRAIL-R2 in vitro stellt die Behandlung mit Dasatinib einen effektiven Ansatz zur Prävention ossärer Metastasen durch osteotrope MDA-MB-231-Brustkrebszellen im Xenograft-Mausmodell dar.