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Bei einem Hydrozephalus handelt es sich um eine mitunter folgenschwere Erkrankung, die, wird sie nicht rechtzeitig behandelt, zu schwersten neurologischen Schäden oder sogar zum Tod des Patienten führen kann. Gegenwärtig stehen zwei Behandlungsstrategien
des Hydrozephalus zur Verfügung: Die Implantation eines CSF-Shuntsystems oder
die Durchführung einer endoskopischen Drittventrikulostomie (ETV). Insbesondere bei Patienten mit einer obstruktiven Form des Hydrozephalus, beispielsweise infolge einer idiopathischen Aquäduktstenose oder eines obstruktiv-tumorösen Prozesses, erwies sich die ETV als ausgesprochen erfolgreich. Vergleichbare Ergebnisse für einen kommunizierenden Hydrozephalus wurden hingegen bisher nicht erhalten. Zusätzlich werden Patientenmerkmale wie Alter und Vorhandensein eines vorherigen Shuntsystems
als weitere Einflussfaktoren auf den Operationserfolg diskutiert. Um bestehenden
Unsicherheiten bezüglich der Indikationsstellung für eine ETV beizukommen, entwickelten
Kulkarni et al. den ETV Success Score (ETVSS), zur Anwendung in einer pädiatrischen
Studienpopulation. [3, 11, 13, 24, 34, 35, 38, 39, 49, 61, 62, 73, 75, 82, 100, 116, 123]
Ziel dieser Arbeit war neben der Validierung des ETVSS in einer gemischten
Studienpopulation die Entwicklung eines Vorhersagemodells für die 6-Monats-Erfolgsrate
der ETV bei pädiatrischen und adulten Patienten, wobei insbesondere eine mögliche
positive Prädiktion von Liquorbefunden auf den Operationserfolg untersucht wurde.
Die vorliegende Arbeit umfasst 408 ETV bei insgesamt 378 Patienten, mit einer
Erfolgsrate von 76,9 % nach sechs und 63,6 % nach durchschnittlich 50 Monaten. Als statistisch signifikante Einflussfaktoren auf den Erfolg wurden das Patientenalter, die
Ätiologie des Hydrozephalus, das Vorhandensein eines vorherigen Shuntsystems sowie die Zusammensetzung des Liquor erfasst. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurden drei
logistische Regressionsmodelle entwickelt, welche neben grundlegenden demografischen
sowie klinischen Merkmalen auch Bildgebungs- und Liquorparameter berücksichtigen.
Für alle drei Modelle wurde eine zuverlässige Abbildung der Erfolgsunterschiede erreicht, jedoch ergab sich kein signifikanter Mehrwert für die Bildgebungs- und Liquorbefunde. Eine adäquate Prädiktionsfähigkeit des ETVSS in einer gemischten Studienpopulation konnte auch nach Ausgleich des altersbedingten Variabilitätsverlusts nicht gezeigt werden.
Das Krankheitsbild des Hydrozephalus stellt mit seiner komplexen Pathophysiologie eine Herausforderung in der Neurochirurgie dar. Die Folgen dieser Erkrankung können von leichten Beschwerden, über schwere demenzielle Symptome bis hin zum vorzeitigen Tod reichen. [7] Durch eine frühzeitige Behandlung können dessen Symptome und das Risiko für krankheits-bedingte Komplikationen reduziert werden. Als Therapieformen stehen verschiedene Shuntsysteme und die endoskopische Drittventrikulostomie (ETV) zur Verfügung, wobei sich letztere insbesondere bei obstruktivem Hydrozephalus als bevorzugte Therapieoption etablierte [14, 68, 92, 107]. In der bisherigen Literatur wurden die Erfolgsraten bei einem kommunizierenden Hydrozephalus zwischen 21 % und 75 % angegeben [14, 43, 54, 58-61, 64]. Zudem können bei bestimmter Indikation mehrere ETV durchgeführt werden. Bislang wurden diese sogenannten Rezidiv-ETV in 15 Studien analysiert, wobei die Erfolgsrate zwischen 37,1 % und 100% lag [25, 33, 34, 53, 55, 73-82].
Ziel dieser Arbeit war es die Effektivität und Sinnhaftigkeit einer ETV bei kommunizierendem Hydrozephalus und einer Rezidiv-ETV zu überprüfen und im Hinblick auf Alternativtherapien kritisch zu analysieren sowie mögliche Prädiktoren für einen Erfolg statistisch auszuwerten.
Für die vorliegende Dissertation wurden Daten von 378 Patienten mit insgesamt 408 ETV über einen Langzeitverlauf von 294 Monaten ausgewertet, von denen jeweils 29 Patienten eine ETV bei kommunizierendem Hydrozephalus oder mindestens eine Rezidiv-ETV erhielten. Dabei konnten keine Erfolge bei kommunizierendem Hydrocephalus verzeichnet werden, weshalb dieser keine geeignete ETV-Indikation darstellt und somit zukünftig eine Shunt-Implantation sinnhafter ist. Die Gesamterfolgsrate bei Patienten mit Rezidiv-ETV betrug 31%. In der statistischen Analyse fiel auf, dass tendenziell mehr pädiatrische Patienten in der Misserfolgsgruppe der Rezidiv-ETV vorkamen und die Erfolgsgruppe ausschließlich aus männlichen Patienten bestand. Trotzdessen zeigte sich kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Patienten mit Erfolg und Misserfolg der Rezidiv-ETV in Bezug auf Ätiologie, den Misserfolgsgrund der initialen ETV und das Lebensalter. Die statistische Signifikanz hinsichtlich des Geschlechtes sollte kritisch hinterfragt werden. Eine VP-Shunt-Implantation vor initialer ETV zeigte eine leichte, jedoch nicht signifikante, Reduktion der Erfolgsrate einer Rezidiv-ETV. Der umfangreiche Langzeitverlaufs dieser Arbeit erlaubte einen Vergleich zwischen frühem und spätem Versagen einer Rezidiv-ETV, wobei die Erfolgsrate bei frühen Rezidiv-ETV tendenziell geringer, jedoch ohne statistische Signifikanz, ausfiel.
BACKGROUND
Eosinophilic granuloma (EG) belongs to the family of Langerhans cell histiocytosis (LCH) and is considered to be a benign disease typically found in children younger than 15 years of age. Here, the authors describe an EG of unusual localization and clinical presentation.
OBSERVATIONS
The authors report a 9-year-old girl with an EG presenting as an osteolytic lesion of the clivus. After transsphenoidal resection and histological confirmation, adjuvant chemotherapy was initiated. Presenting signs and symptoms were weight loss, episodic grimacing, and moderate ballism-like movements. After a follow-up-period of 32 months, the patient presented with a total resolution of initial symptoms and no further tumor growth.
LESSONS
Although these lesions are rare, one should consider EG as a differential diagnosis when confronted with osteolytic lesions of the clivus.
Das Glioblastom ist ein WHO Grad 4-Tumor und einer der häufigsten und zugleich agressivsten Hirntumoren im Erwachsenenalter. Trotz multimodaler Therapie, die eine neurochirurgische Resektion sowie eine adjuvante Radiochemotherapie und als neuen Therapieansatz eine Kombination aus Temozolomid und tumor treating fields umfasst, ist die Prognose weiterhin schlecht, sodass der Suche nach neuen therapeutischen Zielstrukturen eine maßgebliche Bedeutung zukommt. Für verschiedene Tumorentitiäten konnte gezeigt werden, dass die Überexpression einzelner onkogener Kinasen die Tumorprogression vorantreibt, wobei bei Glioblastomen gezeigt werden konnte, dass die Serin-Threonin-Kinase Pim1 eine wichtige Rolle in der Pathogenese einnimmt.
In den Fokus rücken zunehmend auch stammzellähnliche Tumorzellen, die eine Subpopulation innerhalb von Glioblastomen darstellen und das aggressive biologische Verhalten sowie die Resistenz gegenüber der Standardtherapie und eine hohe Rezidivrate vermitteln können.
In dieser Arbeit sollte dementsprechend basierend auf den bisherigen Erkenntnissen zu Pim1 sowie zur Bedeutung von Tumorstammzellen im malignen Geschehen der Einfluss der Serin-Threonin-Kinase Pim1 auf das Stammzellverhalten von Glioblastomzellen näher untersucht werden.
Durch den Vergleich von adhärent wachsenden Tumorzellen der Glioblastomzelllinie LN-18 mit stammzellähnlichen LN-18 Neurosphären konnte eine erhöhte relative mRNA-Expression von Pim1 und EGFR sowie der potentiellen Stammzellmarker Nestin, CD44, CD133 und Musashi-1 nachgewiesen werden. Die relative Proteinexpression von Pim1 sowie der Stammzellmarker Nestin, CD44, CD133 und Sox2 war in den Neurosphären im Vergleich zu den adhärent wachsenden LN-18 Zellen ebenfalls gesteigert. Diese Daten konnten durch die Immunfluoreszenz-Färbungen bestätigt werden.
Ein effizienter siRNA-vermittelter knockdown von Pim1 auf Proteinebene konnte in dieser Arbeit nicht erzielt werden, sodass keine Aussagen zu einer Regulation von Stammzell- und Differenzierungsmarker nach zielgerichteter genetischer Abschaltung von Pim1 getroffen werden konnten. Hier sind weiterführend Optimierungen notwendig oder der Einsatz spezieller CRISPR-Cas9-Verfahren zur genetischen Ausschaltung sinnvoll.
Die pharmakologische Inhibition von Pim1 mit LY294002 und TCS Pim1-1 führte zu einer signifikanten Reduktion der Neurosphärenformation sowie der Zellviabilität bei LN-18 Zellen, wodurch die in Vorarbeiten an adhärenten Glioblastomzellen gewonnenen Daten um Untersuchungen an stammzellartigen Glioblastomzellen erweitert wurden.
Zusammenfassend legen die in dieser Arbeit erhobenen Daten nahe, dass Pim1 das Stammzellverhalten von Glioblastomzellen beeinflusst, indem Pim1 Einfluss auf die Expression von Stammzellmarkern nimmt und seine Inhibition die Aufrechterhaltung einer Glioblastomstammzellpopulation beeinträchtigt, indem die Neurosphärenformation und die Viabilität der Zellen stark reduziert werden. Somit stellt Pim1 eine geeignete Zielstruktur für eine zielgerichtete Therapieoption beim Glioblastom dar, beispielsweise in Kombination mit der klassischen Radiochemotherapie. Zukünftige Studien müssen zeigen, inwieweit eine selektive Pim1-Inhibition tatsächlich Einfluss auf die Prognose von Patienten mit Glioblastom nimmt.
In der Zeit vom 01.01.1993 bis zum 30.05.2016 wurden 119 ETVs an 107 pädiatrischen Patienten der Universitätsmedizin in Greifswald durchgeführt. 33% der Patienten stellen sich mit einer akut bestehenden Symptomatik vor, welche vor allem aus Erbrechen, Übelkeit sowie Kopfschmerzen besteht. Bei 67% der Patienten bestand die Symptomatik bereits länger als 2 Wochen. Bei 57/107 (53%) Patienten wurde im Langzeitverlauf mit einem durchschnittlichen Beobachtungszeitraum von 9,9 Jahren ein ETV-Erfolg beobachtet. Insbesondere an jungen Patienten ist die ETV in nur 40% mit einem dauerhaften ETV-Erfolg assoziiert. Bei den 10-18jährigen Patienten lag der ETV-Erfolg bei 64,5%. Die Ursachen für den Hydrozephalus sind sehr heterogen und unterschiedlich stark mit einem dauerhaften ETV-Erfolg assoziiert. Patienten mit einem posthämorrhagischen Hydrozephalus oder einem postentzündlichen Hydrozephalus zeigen im Langzeitverlauf einen Erfolg von 36% bzw. 27%. Tumorpatienten zeigen je nach Tumorentität hohe Erfolgsraten bzgl. einer ETV (70% Erfolg). Patienten mit einer Aquäduktstenose zeigten in 69% der Eingriffe einen Erfolg. Des Weiteren liegt bei Patienten nach einer vorherigen VP-Shuntimplantation in nur 26% einen ETV-Erfolg vor und das Vorliegen einer Frühgeburtlichkeit ist ebenfalls mit einem niedrigen Erfolg von 29% assoziiert. Die Komplikationsrate liegt bei 18%. Liquorfisteln, Meningitiden und Liquorpolster sind dabei die häufigsten transienten postoperativen Komplikationen.
Die Lebensqualität wurde bei 49 Patienten der Kohorte untersucht. Bei den Patienten jünger als 14 Jahre wurden signifikante Defizite im Bereich „Freunde“ detektiert.
Die Ergebnisse der gesundheitsbezogenen Lebensqualität von Patienten über 14 Jahren liegen im jeweiligen Normbereich. Außerdem unterscheidet sich die Lebensqualität der untersuchten Kohorte nicht in Bezug auf einen ETV-Erfolg oder ETV-Misserfolg. Patienten einzelner Subgruppen zeigen ein geringeres körperliches Wohlbefinden: Patienten mit einem posthämorrhagischen Hydrozephalus sowie Patienten, die jünger als 6 Monate alt waren zum Zeitpunkt der ETV.
Das untersuchte Patientenkollektiv erreichte in Bezug auf die Schulabschlüsse insgesamt niedrigere Qualifikationen verglichen mit den bundesweiten Angaben.
Das Glioblastom (WHO Grad IV) ist der häufigste und aggressivste hirneigene Tumor des erwachsenen Menschen. Trotz Standardtherapie, bestehend aus neurochirurgischer Resektion aller im MRT kontrastmittelaufnehmenden Tumoranteile, Radiotherapie und Chemotherapie mit Temozolomid, liegt das mittlere Überleben der Patienten bei nur knapp über einem Jahr.
In früheren Arbeiten unserer Gruppe wurde die PSGL-1-Expression auf Tumor-assoziierten Makrophagen (TAM) mittels FACS und Immunhistochemie (IHC) untersucht. Die FACS- und IHC-Ergebnisse korrelierten nicht miteinander, da die Proben für beide Methoden aus unterschiedlichen Regionen im Tumor stammten. Die vorliegende Studie zielte darauf ab, die intratumorale Heterogenität sowie Phänotypen von TAM und Zytokinen beim GBM mit besonderem Fokus auf der PSGL-1-Expression zu untersuchen. Tumorproben von elf GBM-Patienten wurden zum Zeitpunkt der Erstdiagnose unter neuronavigatorischer Anleitung aus bis zu sechs verschiedenen definierten Regionen pro Tumor des kontrastverstärkten Tumorrandes gewonnen. Anschließend wurden die Proben sofort eingefroren. Insgesamt 12 Antigene wurden mittels Immunfluoreszenzfärbung (IF) als Komplett-Aufnahmen von Gewebeschnitten mikroskopiert und digital zusammengefügt. Die IF-Analyse erfolgte ausschließlich Algorithmus-basiert. Die Flüssigkeitsüberstände der 24-stündig inkubierten Tumorproben wurden durchflusszytometrisch gemessen. Die Gesamtexpressionsintensitäten sowie die Heterogenität der Expressionen zwischen verschiedenen Regionen eines Tumors wurde formelbasiert quantifiziert. Erwartungsgemäß zeigte sich GFAP als Tumorzellmarker mit dem höchsten Expressionsniveau über alle Patienten und Probenorte hinweg. Ein mittleres Expressionsniveau zeigte sich für CCR7, CD204, Arg1, iNOS, CD163 und CSF1R. MHC-II, CD206, CD16 und CD68 gehörten zu den niedrig exprimierten Antigenen. Interessanterweise zeigten diese niedrig exprimierten Antigene den höchsten Score bei der Bewertung der intratumoralen Heterogenität. Die geringste intratumorale Heterogenität wurde bei der GFAP-Expression gesehen (Score 5,5).
Die vorliegende Studie zeigt eine ausgeprägte intratumorale Heterogenität der gemeinsamen Oberflächenexpressionsmarker von TAM sowie der Zytokine im GBM. Insbesondere niedrig exprimierte Antigene, wie PSGL-1, weisen eine hohe intratumorale Heterogenität auf. Dennoch haben die TAM einen überwiegend antiinflammatorischen Phänotyp. Dies zeigt, dass immunologische Studien mit einer Probe pro Tumor in ihrer Aussagekraft eher begrenzt sind.
Gas Plasma Exposure of Glioblastoma Is Cytotoxic and Immunomodulatory in Patient-Derived GBM Tissue
(2022)
Simple Summary
Despite treatment advances, glioblastoma multiforme (GBM) remains an often-fatal disease, motivating novel therapeutic avenues. Gas plasma is a technology that has been recently employed in preclinical oncology research and acts primarily via reactive oxygen-species-induced cell death. In addition, the modulation of immune processes and inflammation have been ascribed to gas plasma exposure. This is the first study that extends those observations from in vitro investigations to a set of 16 patient-derived GBM tumor biopsies analyzed after gas plasma treatment ex vivo. Besides cell culture results showing cell cycle arrest and apoptosis induction, an immunomodulatory potential was identified for gas plasma exposure in vitro and cultured GBM tissues. The proapoptotic action shown in this study might be an important step forward to the first clinical observational studies on the future discovery of gas plasma technology’s potential in neurosurgery and neuro-oncology.
Abstract
Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common primary malignant adult brain tumor. Therapeutic options for glioblastoma are maximal surgical resection, chemotherapy, and radiotherapy. Therapy resistance and tumor recurrence demand, however, new strategies. Several experimental studies have suggested gas plasma technology, a partially ionized gas that generates a potent mixture of reactive oxygen species (ROS), as a future complement to the existing treatment arsenal. However, aspects such as immunomodulation, inflammatory consequences, and feasibility studies using GBM tissue have not been addressed so far. In vitro, gas plasma generated ROS that oxidized cells and led to a treatment time-dependent metabolic activity decline and G2 cell cycle arrest. In addition, peripheral blood-derived monocytes were co-cultured with glioblastoma cells, and immunomodulatory surface expression markers and cytokine release were screened. Gas plasma treatment of either cell type, for instance, decreased the expression of the M2-macrophage marker CD163 and the tolerogenic molecule SIGLEC1 (CD169). In patient-derived GBM tissue samples exposed to the plasma jet kINPen ex vivo, apoptosis was significantly increased. Quantitative chemokine/cytokine release screening revealed gas plasma exposure to significantly decrease 5 out of 11 tested chemokines and cytokines, namely IL-6, TGF-β, sTREM-2, b-NGF, and TNF-α involved in GBM apoptosis and immunomodulation. In summary, the immuno-modulatory and proapoptotic action shown in this study might be an important step forward to first clinical observational studies on the future discovery of gas plasma technology’s potential in neurosurgery and neuro-oncology especially in putative adjuvant or combinatory GBM treatment settings.
Purpose
Endoscopic third ventriculostomy (ETV) and ventriculoperitoneal shunting are well-established treatments of obstructive hydrocephalus (HCP) in adult and pediatric patients. However, there is a lack of data with regard to the quality of life (QoL) of these patients during long-term follow-up
Methods
Inclusion criteria were pediatric patients with endoscopic treatment of hydrocephalus at the University Medicine Greifswald between 1993 and 2016. Patients older than 14 years at present were assessed with the Short Form-12 (SF-12) questionnaire. Patients younger than 14 years of age were assessed with the KINDL-R questionnaire that was completed by their parents. Patients’ values were compared with the scores of a corresponding age-matched group of the healthy population and with patients who received later shunt treatment. Information about comorbidities, current symptoms, and educational level were gained by an additional part. Comparative analysis between patients with ETV success and failure (defined as shunt implantation after ETV) was performed.
Results
A total of 107 patients (53 m, 54f) were included. Fifty-seven/107 patients (53.3%) were considered as ETV success. Mean age at ETV was 6.9 ± 5.9 years. Fifty-four statements of 89 patients that are still alive were gained (response rate 63%). Of these, 49 questionnaires were complete and evaluable (23 m, 26f; mean age 19.8 ± 10.0 years with an average follow-up period of 13.7 ± 7.2 years). Twenty-six/49 patients (53.1%) are considered ETV success. No statistically significant differences could be obtained between patients with ETV success and ETV failure. Patients older 14 years show QoL within normal range, patients younger than 14 years show significantly lower result regarding their environment of peers and social contacts. Patients younger than 6 months at the time of ETV and patients with posthemorrhagic HCP show significantly lower physical QoL. Gait disturbance, fatigue, and seizures are associated with a lower QoL, and educational level is lower than in the normal population.
Conclusions
Patients who underwent ETV in childhood do not have a lower health-related QoL in general. Subsequent insertions of ventriculoperitoneal (vp) shunts do not lower QoL. Certain subgroups of the patients show lower results compared to the healthy population.
Purpose
Despite being rarely reported, ischemic insults resulting from compromising small brainstem perforators following microvascular decompression (MVD) remain a potential devastating complication. To avoid this complication, we have been using indocyanine green (ICG) angiography intraoperatively to check the flow within the small brainstem perforators. We aim to evaluate the safety and usefulness of ICG videoangiography in MVD.
Methods
We extracted retrospective data of patients who received ICG videoangiography from our prospectively maintained database for microvascular decompression. We noted relevant data including demographics, offending vessels, operative technique, outcome, and complications.
Results
Out of the 438 patients, 15 patients with a mean age (SD) of 53 ± 10.5 years underwent intraoperative ICG angiography. Male:female was 1:1.14. The mean disease duration prior to surgery was 7.7 ± 5.3 years. The mean follow-up (SD) was 50.7 ± 42.0 months. In 14 patients, the offending vessel was an artery, and in one patient, a vein. Intraoperative readjustment of the Teflon pledget or sling was required in 20% (3/15) of the cases. No patient had any sort of brainstem ischemia. Eighty percent of the patients (12/15) experienced complete resolution of the spasms. 86.7% (13/15) of the patients reported a satisfactory outcome with marked improvement of the spasms. Three patients experienced slight hearing affection after surgery, which improved in two patients later. There was no facial or lower cranial nerve affection.
Conclusion
Intraoperative ICG is a safe tool for evaluating the flow within the brain stem perforators and avoiding brainstem ischemia in MVD for hemifacial spasm.
Indications for surgery of pineal cysts without ventriculomegaly are still under debate. In view of the limited data for pineal cyst resection in the absence of hydrocephalus, and the potential risk of this approach, we have analyzed our patient cohort focusing on strategies to avoid complications according to our experience in a series of 73 pineal cyst patients. From 2003 to 2015, we reviewed our database retrospectively for all patients operated on a pineal cyst. Furthermore, we prospectively collected patients from 2016 to 2020. In summary, 73 patients with a pineal cyst were treated surgically between 2003 and 2020. All patients were operated on via a microscopic supracerebellar-infratentorial (SCIT) approach. The mean follow-up period was 26.6 months (range: 6–139 months). Seventy-three patients underwent surgery for a pineal cyst. An absence of enlarged ventricles was documented in 62 patients (51 female, 11 male, mean age 28.1 (range 4–59) years). Main presenting symptoms included headache, visual disturbances, dizziness/vertigo, nausea/emesis, and sleep disturbances. Complete cyst resection was achieved in 59/62 patients. Fifty-five of 62 (89%) patients improved after surgery with good or even excellent results according to the Chicago Chiari Outcome Scale, with complete or partial resolution of the leading symptoms. Pineal cysts resection might be an indication in certain patients for surgery even in the absence of ventriculomegaly. The high percentage of postoperative resolution of quality-of-life impairing symptoms in our series seems to justify surgery. Preoperatively, other causes of the leading symptoms have to be excluded.