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Simple Summary
This German multicenter study investigated the importance of different supportive measures offered to patients with prostate cancer who undergo surgery (radical prostatectomy). A number of these supportive measures are required during the certification of a urologic hospital as prostate cancer center. However, a broad scientific basis evaluating these measures from the patient’s perspective is still lacking. In this study, patients were asked to rate the relevance of several supportive measures and to estimate the effective availability of these different supportive measures at their urologic clinic about 15 months after surgery. Our study highlights that only six of fifteen different supportive measures were rated as very relevant by patients. None of these six supportive measures were offered more intensively at the certified clinics compared to the non-certified clinics according to the patients. Our study helps to identify those supportive measures with the highest subjective impact on patients in this setting.
Abstract
Certification as a prostate cancer center requires the offer of several supportive measures to patients undergoing radical prostatectomy (RP). However, it remains unclear how patients estimate the relevance of these measures and whether the availability of these measures differs between certified prostate cancer centers (CERTs) and non-certified centers (NCERTs). In 20 German urologic centers, a survey comprising questions on the relevance of 15 supportive measures was sent to 1000 patients at a median of 15 months after RP. Additionally, patients were asked to rate the availability of these measures using a four-item Likert scale. The aim of this study was to compare these ratings between CERTs and NCERTs. The response rate was 75.0%. In total, 480 patients underwent surgery in CERTs, and 270 in NCERTs. Patients rated 6/15 supportive measures as very relevant: preoperative medical counselling concerning treatment options, a preoperative briefing answering last questions, preoperative pelvic floor exercises (PFEs), postoperative PFEs, postoperative social support, and postoperative rehabilitation addressing physical fitness recovery. These ratings showed no significant difference between CERTs and NCERTs (p = 0.133–0.676). In addition, 4/9 of the remaining criteria were rated as more detailed by patients in CERTs. IMPROVE represents the first study worldwide to evaluate a patient-reported assessment of the supportive measures accompanying RP. Pertinent offers vary marginally between CERTs and NCERTs.
Simple Summary
This multicenter study investigated the extent of patient’s decision regret (PatR) in patients with prostate cancer comparing different surgical modalities. Robot-assisted radical prostatectomy has replaced open radical prostatectomy as the surgical standard of care in many countries worldwide. However, a broad scientific basis evaluating the difference in patient-relevant outcomes between both approaches is still lacking. In this context, PatR is increasingly moving into the scientific focus. Our study shows a critical PatR in slightly more than one third of patients about 15 months after surgery. Patients who underwent robot-assisted surgery, and also patients without postoperative urinary stress incontinence, report significantly lower PatR. Likewise, this difference was also demonstrated for patients who decided together with their treating physician on the specific surgical procedure (consensual decision making). Our study helps to further establish PatR as an important endpoint in the setting of radical prostatectomy and identifies criteria which may be addressed to reduce PatR.
Abstract
Patient’s regret (PatR) concerning the choice of therapy represents a crucial endpoint for treatment evaluation after radical prostatectomy (RP) for prostate cancer (PCA). This study aims to compare PatR following robot-assisted (RARP) and open surgical approach (ORP). A survey comprising perioperative-functional criteria was sent to 1000 patients in 20 German centers at a median of 15 months after RP. Surgery-related items were collected from participating centers. To calculate PatR differences between approaches, a multivariate regressive base model (MVBM) was established incorporating surgical approach and demographic, center-specific, and tumor-specific criteria not primarily affected by surgical approach. An extended model (MVEM) was further adjusted by variables potentially affected by surgical approach. PatR was based on five validated questions ranging 0–100 (cutoff >15 defined as critical PatR). The response rate was 75.0%. After exclusion of patients with laparoscopic RP or stage M1b/c, the study cohort comprised 277/365 ORP/RARP patients. ORP/RARP patients had a median PatR of 15/10 (p < 0.001) and 46.2%/28.1% had a PatR >15, respectively (p < 0.001). Based on the MVBM, RARP patients showed PatR >15 relative 46.8% less frequently (p < 0.001). Consensual decision making regarding surgical approach independently reduced PatR. With the MVEM, the independent impact of both surgical approach and of consensual decision making was confirmed. This study involving centers of different care levels showed significantly lower PatR following RARP.
Die zytostatische Behandlung mit Docetaxel ist die leitliniengerechte Therapie des fortgeschrittenen, kastrationsresistenten Prostatakarzinoms (PCa). Die Entwicklung von Resistenzen gegenüber Docetaxel bedeutet auf Grund fehlender Therapiealternativen häufig eine deutlich verschlechterte Prognose für den Patienten. In dieser Arbeit wurde das Hitzeschockprotein 27 (HSP27) als bedeutsamer Faktor für erhöhte Docetaxelresistenz in PCa-Zellen identifiziert. Eine hohe Expression von HSP27 korrelierte während der Docetaxelbehandlung mit einer geringeren Docetaxel-Sensitivität der Tumorzellen. Für die Vermittlung dieser Zytoprotektion war die dephosphorylierte Form des Proteins verantwortlich, während die Expression von phosphomimetischem HSP27 eine deutliche Reduktion des Zellwachstums zur Folge hatte. Die Inkubation mit Docetaxel resultierte in einer verstärkten Expression von HSP27 und einer raschen Phosphorylierung des Proteins. Auf die erhöhte HSP27-Phosphorylierung folgte anschließend eine stete Abnahme des phosphorylierten HSP27-Anteils an der weiterhin steigenden HSP27-Gesamtproteinmenge. HSP27 wird stimulusabhängig hauptsächlich von zwei Kinasen an drei für die Funktion ausschlaggebenden Serin-Resten phosphoryliert. Die Modulation der HSP27-Phosphorylierung durch Inhibition und Aktivierung weder von Proteinkinase D1 (PKD1), noch von Mitogen-aktivierter Proteinkinase (MAPK) p38 allein führte zu signifikant verändertem Tumorzellwachstum. Die simultane Aktivierung beider Kinasen jedoch resultierte in einer erheblich verringerten Zellzahl. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit demonstrieren, dass als Antwort auf Docetaxel-Exposition vermehrt HSP27 exprimiert wird, welches in seiner dephosphorylierten Form die Resistenz gegenüber der zytostatischen Wirkung von Docetaxel erhöht. Somit könnte die Aktivierung der für die HSP27-Phosphorylierung verantwortlichen Kinasen möglicherweise zur Sensibilisierung von Tumorzellen gegenüber dem Zytostatikum Docetaxel führen. Dies würde eine zusätzliche Therapieoption für die Behandlung des fortgeschrittenen, kastrationsresistenten PCa eröffnen.
Leukocyte telomere length (TL) has been suggested as a marker of biological age in healthy
individuals, but can also reflect inherited and acquired hematopoietic dysfunctions or indicate an
increased turnover of the hematopoietic stem and progenitor cell compartment. In addition, TL is able
to predict the response rate of tyrosine kinase inhibitor therapy in chronic myeloid leukemia (CML),
indicates clinical outcomes in chronic lymphocytic leukemia (CLL), and can be used as screening tool
for genetic sequencing of selected genes in patients with inherited bone marrow failure syndromes
(BMFS). In tumor cells and clonal hematopoietic disorders, telomeres are continuously stabilized by
reactivation of telomerase, which can selectively be targeted by telomerase-specific therapy. The use of
the telomerase inhibitor Imetelstat in patients with essential thrombocythmia or myelofibrosis as well
as the use of dendritic cell-based telomerase vaccination in AML patients with complete remissions are
promising examples for anti-telomerase targeted strategies in hematologic malignancies. In contrast,
the elevation in telomerase levels through treatment with androgens has become an exciting clinical
intervention for patients with BMFS. Here, we review recent developments, which highlight the
impact of telomeres and telomerase targeted therapies in hematologic dysfunctions.
Fragestellung: Die organerhaltende Nierentumorchirurgie des nicht metastasierten Nierenzellkarzinoms wird der radikalen Tumornephrektomie insbesondere bei elektiver Indikation, d. h. bei intakter kontralateraler Niere, kontrovers gegenüber gestellt. Diese retrospektiv angefertigte Langzeitstudie soll die Effektivität und Sicherheit der Nierenteilresektion anhand von tumorspezifischem Überleben und Lokalrezidivrate sowie die postoperative Entwicklung der Nierenfunktion unter Berücksichtigung einer elektiven oder imperativen Operationsindikation untersuchen. Gleichzeitig dienen die Ergebnisse der Qualitätskontrolle für die Klinik für Urologie der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald. Patienten und Methode: Von 134 Patienten, die zwischen 1983 und 2003 organerhaltend wegen eines Nierenzellkarzinoms operiert worden sind (101 elektiv, 33 imperativ bei Einzelniere, bilateralen Tumoren oder Niereninsuffizienz) werden 115 Patienten nachbeobachtet (mittlere Nachbeobachtungszeit 69 Monate). Neben tumor- und patientenbezogenen Daten werden das postoperative Überleben, Tumorrezidive und die Gasamtnierenfunktion erfasst. Ergebnisse: Die tumorspezifische 5-Jahres-Überlebensrate beträgt für die elektive Indikation 94,3% und für die imperative Indikation 86,3%. Bei 5,6% der Patienten der elektiven Gruppe wird ein Lokalrezidiv diagnostiziert, während 20% der imperativen Gruppe von einem solchen betroffen sind. Für das papilläre Nierenzellkarzinom ergibt sich keine signifikante Häufung von Lokalrezidiven oder eine schlechtere Prognose. Die präoperative Nierenfunktion unterscheidet sich selektionsbedingt bei beiden Indikationen. In der elektiven Gruppe ist zwar 5 Jahre postoperativ ein signifikanter Anstieg des Serumkreatinins zu verzeichnen, jedoch bleiben die Werte innerhalb des Normbereiches. Die Nierenfunktion der imperativen Gruppe ist bereits präoperativ vermindert und zeigt im Verlauf keine signifikante Verschlechterung. Schlussfolgerung: Das Langzeitüberleben nach organerhaltender Nierentumorchirurgie entspricht dem nach radikaler Tumornephrektomie. Zum Schutz des Nierenparenchyms und somit zum Erhalt von Lebensqualität für den Patienten muss die Nierenteilresektion bei resezierbarem Tumor als Standardtherapie angesehen werden.
Tumorbiologie und molekulare Mechanismen der Progression des Prostatakarzinoms (PCa) sind komplex und bisher nur unzureichend verstanden. Trotz einiger medikamentöser Ansätze zur Therapie des PCa mit teilweise neuartigen Wirkstoffen spielen primäre und sekundäre Therapie-Resistenzen bei der Behandlung eine große Rolle. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des apoptotischen Faktors Hitzeschockprotein HSP60 in PCa-Zellen, um potentielle Signalkaskaden und Effektormoleküle einer HSP60-abhängigen PCa-Progression aufzudecken. Durch massenspektrometrische Analysen von potentiellen HSP60-Bindungspartnern wurden mit den Proteinen Peroxiredoxin-1 (Prx-1), Peroxiredoxin-2 (Prx-2), Hitzeschockprotein HSP70, Poly(ADP-ribose)-Polymerase (PARP) sowie Prohibitin (PHB) Kandidaten identifiziert, die bei Chemoresistenz wie auch bei proliferativen und apoptotischen Prozessen eine Rolle spielen können. Jedoch konnten durch Western Blot Analysen der Bindungs-Experimente nur Prx-1 und PHB als HSP60-Bindungspartner bestätigt werden. Die Modulation der HSP60-Expression mittels klonierter Überexpressions- und Knock-Down-Vektoren schlug aufgrund einer mutmaßlichen starken und sehr raschen zellulären Gegenregulation fehl. Dies kann als Hinweis darauf gedeutet werden, dass es sich bei HSP60 um einen essentiellen zellulären Faktor mit einer sehr stringenten Expressions-Kontrolle handeln könnte. Analysen der HSP60-Expression nach Modulation der Syntheseraten von miR-1 zeigten eine deutliche Induktion des Hitzeschockproteins durch die MikroRNA. Die Frage, ob HSP60 in PCa-Zellen pro- oder anti-apoptotisch wirkt, konnte mangels effizienter Modulation der HSP60-Expression nicht ausführlicher untersucht werden. Da der positive HSP60-Regulatior miR-1 jedoch als Tumorsuppressor beschrieben wird und eine Protein-Protein-Interaktion von HSP60 mit den pro-apoptotischen Proteinen Prx-1 und PHB nachgewiesen werden konnte, kann man die begründete Annahme formulieren, dass HSP60 in PCa-Zellen pro-apoptotische Funktionen ausführt.
mikroRNAs (miRNAs oder miRs) sind kurze nicht-kodierende RNA-Moleküle, welche die Expression einer Vielzahl von Genen regulieren können. Das versetzt sie in die Lage, onkogene Zellsignalwege auf mehreren Ebenen fördern oder hemmen zu können. Die Rolle von miRNAs im Prostatakarzinom (PCa) wird zurzeit intensiv untersucht. Einen Beitrag dazu liefert diese Arbeit, welche die Rolle der miRNA miR-1 in PCa-Zellen charakterisiert. Untersucht wurde das Expressionsverhalten von Hitzeschock-Proteinen (HSPs) und Androgenrezeptor (AR) in PCa-spezifischen Zelllinien nach Überexpression bzw. Inhibition von miR-1. Des Weiteren wurde mit Hilfe einer Microarray-Untersuchung nach weiteren Zielen von miR-1-Regulation gesucht. Dabei erwies sich miR-1 als zentraler Faktor in einem regulatorischen Netzwerk, in dem sich HSP70, HSP90α, AR und TGF-β als Ziele miR-1-gesteuerter Suppression darstellten. miR-1 selbst unterliegt dabei ihrerseits der Regulation durch HSP27. Die Suppression von AR und HSPs hat letztlich anti-proliferative zelluläre Effekte zur Folge. Zum einen, weil HSP70 und AR pro-proliferativ wirken, zum anderen, da HSP70 und HSP90α den AR stabilisieren und dadurch seine pro-proliferative Funktion vermitteln. Auch das im Zuge einer Mircoarray-Untersuchung identifizierte miR-1-Ziel TGF-β wird durch diese miRNA negativ reguliert, was ebenfalls anti-proliferative Wirkung auf PCa-Zellen hat. Zudem wird TGF-β mit Metastasierungs-Prozessen in Verbindung gebracht, auf die miR-1, über die Suppression von TGF-β, möglicherweise regulatorisch einwirken kann. Die in dieser Arbeit gezeigte Herabregulation von miR-1 in menschlichem PCa-Gewebe bestätigt die in vitro Ergebnisse und lässt die Schlussfolgerung zu, dass miR-1 die Funktion eines Tumorsuppressors im PCa besitzt, welcher im Zuge der Malignisierung des Karzinoms, im Sinne eines Resistenz-Mechanismus, herunterreguliert wird. Damit stellt die miR-1 ein mögliches Ziel zukünftiger pharmakologischer Intervention bei der Therapie des PCa dar.
Heat Shock Protein 27 Affects Myeloid Cell Activation and Interaction with Prostate Cancer Cells
(2022)
Heat shock proteins are cytoprotective molecules induced by environmental stresses. The small heat shock protein 27 (Hsp27) is highly expressed under oxidative stress conditions, mediating anti-oxidative effects and blocking apoptosis. Since medical gas plasma treatment subjects cancer cells to a multitude of reactive oxygen species (ROS), inducing apoptosis and immunomodulation, probable effects of Hsp27 should be investigated. To this end, we quantified the extracellular Hsp27 in two prostate cancer cell lines (LNCaP, PC-3) after gas plasma-induced oxidative stress, showing a significantly enhanced release. To investigate immunomodulatory effects, two myeloid cell lines (THP-1 and HL-60) were also exposed to Hsp27. Only negligible effects on viability, intracellular oxidative milieu, and secretion profiles of the myeloid cells were found when cultured alone. Interestingly, prostate cancer-myeloid cell co-cultures showed altered secretion profiles with a significant decrease in vascular endothelial growth factor (VEGF) release. Furthermore, the myeloid surface marker profiles were changed, indicating an enhanced differentiation in co-culture upon Hsp27 treatment. Finally, we investigated morphological changes, proliferation, and interaction with prostate cancer cells, and found significant alterations in the myeloid cells, supporting the tendency to differentiate. Collectively, our results suggest an ambiguous effect of Hsp27 on myeloid cells in the presence of prostate cancer cells which needs to be further investigated.
An Serin139 phosphoryliertes gamma Histon H2A.X (γH2A.X) hat sich über die Jahrzehnte als sensitiver Surrogat-Endpunkt Strahlen-induzierter DNA-Schäden, insbesondere von DNA-Doppelstrangbrüchen (DSBs) etabliert. Daher wurde γH2A.X in seiner biomedizinischen Anwendung als geeigneter Marker und genereller Indikator direkter DNA-Schäden anderer Agenzien, beispielsweise niedrig konzentrierter primär exogener reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), deren intrazelluläre Effekte weniger direkt auf eine DNA-Oxidation oder das Einfügen von Strangbrüchen abzielen, angesehen. Nicht-thermisches physikalisches Plasma (NTPP), ein teilweise ionisiertes Gas, dessen biochemische Wirkung in vitro hauptsächlich über Freisetzung reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffspezies (RONS) in der flüssigen Phase der Zellumgebung vermittelt wird, setzt lebende Systeme dosisabhängig oxidativem Stress aus und wird therapeutisch in der Wundbehandlung sowie Krebsbehandlung angewendet. Die γH2A.X Quantifizierung wurde häufig zur Beurteilung der Genotoxizität in Plasma-behandelten Zellen verwendet, wobei die NTPP-Exposition in vitro bereits häufig einen γH2A.X Anstieg zeigte, was zu der Hypothese führte, dass ein (oxidativer) DNA-Schaden die direkte Konsequenz Plasma-generierter ROS sei. Darüber hinaus tritt γH2A.X auch während der Apoptose auf, die wiederum selbst mit der NTPP- und ROS-Exposition assoziiert ist. Die vorliegende Arbeit untersuchte die γH2A.X-Induktion in einer Lymphoblasten-Zelllinie bei ROS-Exposition (NTPP, H2O2 oder HOCl) bzw. Behandlung mit UVB-Licht. Durch Verwendung von Antioxidantien wurden sowohl die Zytotoxizität als auch die γH2A.X-Induktion bei allen Arten der ROS-Quellen außer bei UVB-Strahlung aufgehoben. Inhibition der Signalwege für oxidativen Stress (p38-MAPK) und Apoptose (Pan-Caspase) hemmten signifikant die γH2A.X-Induktion bei ROS, jedoch nicht bei UVB-Licht. Letztlich und trotz H2A.X Phosphorylierung führte die UVB-Licht- und eben nicht die NTPP-Exposition zu einer signifikanten Bildung von Mikronuklei (MN), die einen funktionellen Endpunkt genotoxischer DSBs darstellen, sodass trotz der γH2A.X Präsenz kein nachhaltiges mutagenes Potential der medizinischen Plasmabehandlung identifiziert werden konnte. Im Gegensatz zu Strahlen- oder Chemotherapeutika- induziertem und somit DNA-Schaden-assoziiertem γH2A.X zeigen die Daten dieser Arbeit die H2A.X Phosphorylierung weniger als Folge eines ROS-vermittelten primären DNA-Schadens, sondern vielmehr im Licht redox-sensitiver Signalwege der Apoptose, sodass künftige γH2A.X Messungen im medizinischen Bereich, insbesondere in der Plasmamedizin und Redoxbiologie einer sorgfältigen Interpretation bedürfen.
Der Androgen-Rezeptor ist zentraler Regulator der PCa-Zelle und maßgeblich an der Entwicklung eines kastrationsresistenten Tumorstadiums beteiligt. Daher sollten mögliche Interaktionspartner der Androgen-Rezeptor-Achse identifiziert und deren regulatorischer Einfluss untersucht werden. Im ersten Teil dieser Arbeit konnte einerseits eine positive Korrelation zwischen dem AR und dem HSP27 in PCa-Zellen als auch eine direkte Beeinflussbarkeit des AR durch das HSP27 gezeigt werden. In den Androgen-abhängigen LNCaP-Zellen war ein höheres endogenes HSP27-Level als in den Androgen-unabhängigen PC3-Zellen nachweisbar. Ein gezielter HSP27-Knock-Down in LNCaP-Zellen führte zu einer signifikanten Reduktion der AR-mRNA als auch des AR-Proteins. Darüber hinaus zeigte sich eine Reduktion der transkiptionellen Aktivität des AR in Form einer verringerten Anzahl an PSA-Transkripten. In Übereinstimmung damit führte eine HSP27-Überexpression in PC3-Zellen zu einer Re-Expression der AR-mRNA, obgleich kein funktionelles AR-Protein nachweisbar war. Auch die transkriptionelle Aktivität blieb unbeeinflusst. Als potentieller Modulator dieser AR-HSP27-Interaktion konnte die MikroRNA miR-1 identifiziert werden. Diese stand in negativer Korrelation zum AR und dem HSP27 in den verwendeten PCa-Zelllinien. So konnte in LNCaP-Zellen mit hohem endogenen HSP27-Level eine niedrigere miR-1-Nachweisrate als in den weniger HSP27 exprimierenden PC3-Zellen nachgewiesen werden. Ein Beleg für die direkte Interaktion des HSP27 mit der miR-1 ist die Tatsache, dass in PC3-HSP27-Zellen eine deutlich niedrige miR-1-Expression als in PC3-Zellen nachweisbar war. Abschließend bestätigen diese Daten die direkte Beteiligung des HSP27 und der miR-1 an der AR-Signalkaskade und die direkte Beeinflussbarkeit des AR durch HSP27. Dies unterstreicht die potentielle pharmakologische Einsatzfähigkeit beider Targets in der Therapie des Prostatakarzinoms.
Urological Complications and BK Virus-Associated Diseases Under Allogenic Stem Cell Transplantation
(2016)
Every year 50,000 patients receive a stem cell transplantation worldwide, but there is lack of data pertaining to urological complications. Methods: We performed a retrospective analysis of all adult patients undergoing their first allogenic stem cell transplantation from January 2011 to June 2013 in our institution. Statistical tests performed were Pearson's correlation, chi-square testing and logistic regression using SPSS 22.0. Results: We identified 39 patients (22 males, 17 females). Twenty four patients (61.5%) had a urological complication. Most frequent urologic complications were bacterial urinary tract infection (n = 13; 33.3%), acute renal failure (n = 6; 15.4%) and BK virus-associated haemorrhagic cystitis (n = 5; 12.8%). BK viruria was detected in 12 patients (30.8%). We observed an association of creatinine increase (about 20 µmol/l at time of onset of BK viruria) with BK viruria (Pearson's correlation 0.64; p = 0.01), and BK viruria is significantly linked to acute renal failure (Pearson's correlation 0.35; p = 0.029). In univariate regression, BK viruria is significantly linked to urological complication (p = 0.025). Conclusions: We suggest that BK virus infection during stem cell transplantation can lead to BK virus associated nephropathy, which is so far only known from patients after kidney transplantation.
Introduction: Multiparametric MRI (mpMRI) and MRI targeted biopsies (MRtb) are a new standard in prostate cancer (PCa) screening and diagnosis. Guidelines already include this approach for patients at risk. We aimed to gather information from German urologists about their knowledge, routine use, and attitude toward mpMRI and consecutive biopsy methods. Materials and Methods: An anonymous online questionnaire was sent via Survey Monkey to the members of the German Society of Urology (DGU). Statistical analyses were performed using SPSS version 25.0. Results: 496 members with a median age of 48.6 years (±11.7) participated in the survey. The majority rated mpMRI of the prostate as a very useful diagnostic tool (72.7%). MRtb of the prostate was considered as very advantageous (71.5%). MpMRI was used by 95.9%, and 83.2% also recommended MRtb predominantly in clinical institutions. For targeted biopsy, MRI-ultrasound fusion biopsy was clearly favored (75.8%). MpMRI was mostly used in patients with previously negative biopsy (90.9%) and in patients under active surveillance (60.9%). Arguments against the use of prostate mpMRI are costs (84.9%) and/or lack of sufficient radiological infrastructure (17.4%). Conclusion: Our data illustrate the meanwhile high acceptance and clinical use of the prostate mpMRI and MRtb in Germany.
Cabazitaxel zählt zur Familie der Taxane und wird seit seiner Zulassung 2010 für das fortgeschrittene CRPC als second-line Medikament eingesetzt. Es zeigte eine antiproliferative Wirkung nach der first-line Docetaxel-Behandlung. In dieser Arbeit wurde die Wirkung von Cabazitaxel auf zellulärer und molekularer Ebene in unterschiedlichen PCa-Zellen charakterisiert. Hierfür wurden verschiedene PCa Zellstadien als Zellmodell eingesetzt. Zu Beginn wurde die IC50 für die hormonrefraktären PC3-, LNCaP- und 22Rv1 Zellen bestimmt. Eine antiproliferative Wirkung von Cabazitaxel konnte für alle drei Zelllinien bestätigt werden. Die Untersuchung des proliferativ wirkenden Faktors AR, welcher für die Progression des PCa verantwortlich gemacht wird, ergab eine Repression der AR-Protein Expression unter Cabazitaxel-Behandlung in AR-positiven LNCaP-Zellen. Darüber hinaus wurde auch die PSA-mRNA in LNCaP-Zellen nach kurzer Induktion weniger exprimiert. Von Bedeutung war jedoch, dass auch in den AR-negativen PC3-Zellen eine Hemmung der Proliferation zu zeigen war. Somit wurden in weiteren Westernblot-Analysen die AR-assoziierten Proteine HSP27, HSP70, HSP90alpha und beta und Co-Chaperone HSP40 und HOP sowie der AR-Corepressor PHB hinsichtlich ihrer Expression in beiden Zelllinien untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass HSP27 auf mRNA- und Protein-Ebene in beiden Zelllinien reprimiert wurde. Ein zytoprotektiver Effekt des HSP27 beim Vergleich von PC3 und PC3-HSP27 Zellen lag nicht vor. Des Weiteren konnte keine signifikante Beeinflussung der Protein-Expression der bereits genannten HSPs sowie des pro-apoptotisch wirkenden HSP60 in beiden Zelllinien nach Cabazitaxel-Inkubation gezeigt werden. Die Auswirkung von Cabazitaxel auf den Apoptoseweg konnte mit einer signifikanten Induktion der p53 Expression gezeigt werden. PARP wurde unter Cabazitaxel-Behandlung nicht gespalten. Schlussendlich muss man sagen, dass die Behandlung mit Cabazitaxel über die Repression des HSP27-Proteins einen zytostatischen Effekt bewirkt, was einen Unterschied zur Docetaxel-Behandlung von PCa-Zellen darstellt. Hierdurch kann eine Docetaxel induzierte und HSP27-vermittelte Resistenz überwunden werden, was die Wirkung des second-line Medikaments auf molekularer Ebene erklären kann.
Thema: Es wurden 35 Patienten mit einem Peniskarzinom hinsichtlich der immunhistochemischen Lokalisation der Annexine I, II und IV untersucht. Material und Methoden: Histologische Schnittpräparate von 35 Patienten mit einem Peniskarzinom (3 Carcinomata in situ, 3 verruköse Karzinome, 12 T 1 -, 7 T 2 -, 9 T 3 -, 1 T 4 - Karzinome) wurden mittels Antikörpern gegen ANX I, II und IV gefärbt und mikroskopisch untersucht. Unterschieden wurden Invasionsfront der Karzinome und auf zellulärer Ebene Zellkern, Zytoplasma und Zellmembran. Neben der Annexinexpressionstärke (sehr stark, stark, mäßig, schwach/nicht vorhanden) wurden mittels Annexinscore (ANX score I - Zellmembran schwach, ANX score II - Zellmembran stark, Zytoplasma schwach, ANX schore III - Zellmembran und Zytoplasma stark) die Annexinexpressionen verglichen. Ergebnisse: Die Annexine I und II waren sowohl im Peniskarzinom insgesamt als auch im gesunden Gewebe stark exprimiert. Annexin IV zeigte sich im gesunden Gewebe kaum und bei den Karzinomen lediglich bei drei basaloiden Karzinomen stark exprimiert. Statistische Signifikanz zeigte sich zwischen dem Annexin I score und den Tumorstadien sowie zwischen T - Stadium und der Annexin I Expression im Bereich der Zellmembran. Höheres Grading der Karzinome war mit höherer Annexin I Expression in den Zellmembranen assoziiert. Lymphogen metastasierte Peniskarzinome wiesen eine stärkere Annexin I Expression in der Invasionsfront der Tumoren auf. Bei lokal fortgeschrittenen Tumorstadien lagen eine höhere Annexin II Expression und ein höherer Annexin II score vor. Keine Signifikanz zeigte sich zwischen der Überlebensrate der Patienten und der Expression der Annexine I, II und IV. Diskussion: Die Annexine I und II waren bei höherem Grading, höherem Tumorstadium und Annexin I und IV in der Invasionsfront der lymphogen metastasierten Peniskarzinome statistisch signifikant exprimiert. Dies könnte im Zusammenhang stehen mit der physiologischerweise vorhandenen Rolle der Annexine bei Zellmigration, Zell - Zell- Interaktion und im Rahmen der Karzinogenes mit Metastasierung und Tumorprogression.
Tumorbiologische Charakterisierung der Tumorprogressionsfaktoren miR-1 und HSP27 im CAM-Modell
(2021)
Der HET-CAM-Assay kombiniert die Vorteile von Zellkultursystemen und Tiermodellen, indem er leicht und rasch durchzuführende, vergleichsweise kostengünstige Untersuchungen in einem physiologischen Umfeld gestattet, ohne zu den Tierversuchen zu zählen. Das schwach ausgebildete Immunsystem des Hühnerembryos und die starke Vaskularisierung der CAM ermöglichen es, onkologische Prozesse wie das Tumorwachstum und die Angiogenese zu analysieren. In dieser Arbeit wurden verschiedene Durchführungen des Assays getestet und schließlich eine Methode entwickelt, mit der sowohl maternale als auch gentechnisch veränderte Varianten der PC-Zelllinien LNCaP und PC-3 auf der CAM inokuliert und das Tumorwachstum induziert werden konnten. Nach der Etablierung dieses Modell-Systems wurden die tumorprogressiven Effekte der Mikro-RNA miR-1 und des Hitzeschockproteins HSP27 in ovo evaluiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass beide Faktoren Einfluss auf die Progression der PC-Tumoren auf der CAM hatten. Für miR-1 konnte erstmals die in der Literatur beschriebene tumorsuppressive Wirkung durch die Inhibition der Angiogenese in einem in vivo-Modell für das PC nachgewiesen werden. Zudem schien ihre Überexpression einen anti-proliferativen Effekt zu haben. Hinsichtlich der Funktionen von HSP27 deuteten sich Tendenzen an. Auch hier wurden erstmals angiogene Prozesse in einem in vivo Modell für das PC analysiert. Diese Untersuchungen bestätigten die postulierten tumorbiologischen Eigenschaften von HSP27 als Onkogen durch die Förderung der Angiogenese, aber auch der Proliferation.
Collapsin response mediator protein 2 (CRMP2) ist ein gut erforschtes Molekül,
welches in verschiedenen Geweben, wie z.B. dem zentralen Nervensystem (ZNS),
vorkommt. Es wurde bereits gezeigt, dass CRMP2 in den Semaphorin3A-Weg involviert
ist. In diesem Signalweg legen wir den Schwerpunkt auf den Redoxstatus von
CRMP2. Es bewirkt im reduzierten Zustand eine Aktivierung von Aktinpolymerisation
und -quervernetzung, mittels dem Aktin-related-Protein-Komplex (ARP 2/3-Komplex).
Diese Regulation des Zytoskeletts ermöglicht das Ausbilden von Axonen und Quervernetzungen und spielt somit eine entscheidende Rolle in der neuronalen Differenzierung.
In dieser Arbeit sollte die Rolle des CRMP2 in einem Zellmodell für neuronale
Differenzierung näher charakterisiert werden. Als Zellmodell wurden SH-SY5Y-Zellen
gewählt, eine dedifferenzierte Neuroblastomazelllinie, die sich zur Untersuchung neuronaler
Entwicklungsprozesse eignet.
Zunächst wurden initial Versuche zur Validierung einer geeigneten siRNA, für die
posttranskriptionelle Genausschaltung von CRMP2 in HeLa-Zellen, durchgeführt.
Als Kontrolle diente dabei eine unspezifische Kontroll-siRNA. Nach Validierung
wurden die Kontroll-siRNA und die CRMP2-siRNA zur Transfektion von SH-SY5Y-Zellen
eingesetzt. Zur Induktion der Differenzierung in einen Neuronen-ähnlichen Phänotyp
wurden SH-SY5Y-Zellen mit all-trans Retinsäure (RS) oder Dimethylsulfoxid
(DMSO), als Kontrolle, behandelt. Die morphologischen und biochemischen Veränderungen
auf Proteinebene zeigten, dass eine Transfektion der SH-SY5Y-Zellen mit
siCRMP2 zu einem verlängerten Phänotyp mit stärkerer Quervernetzung führt. Die
Analyse der Veränderungen auf Proteinebene mittels Westernblot ergab, dass die
Transfektion von SH-SY5Y-Zellen mit siCRMP2, im Vergleich zu Kontrolle-
siRNA-transfizierten Zellen, zu einer Zunahme von Molecules interacting with
CasL (MICAL1), sowie zu einer Abnahme von cytoplasmic FMR1-interacting protein1
(CyFip1) führte. Beide Proteine sind Bestandteil des Semaphorin3A-Signalweges und
somit ebenfalls an der neuronalen Differenzierung beteiligt. Auch eine Beeinflussung
der Proteine Aktin und Tubulin, zwei Komponenten des Zytoskeletts, konnte nachgewiesen.
Die Transfektion von siCRMP2 führte zu einer Zunahme der Aktin- und Tubulinproteinmengen,
im Vergleich zu den siKontrolle-transfizierten Zellen, auch wenn
diese nicht mit RS behandelt wurden.
Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war die Herstellung eines Plasmides zur Expression
eines Proteins mit Redoxsensorfunktion in eukarytotischen Zellen. Mit diesem lässt
sich in vivo die Verteilung von Glutathion ermitteln. Hierfür wurde die Sequenz, welche
das Grx1-roGFP2-Protein kodiert in den Expressionsvektor pExpress eingebracht.
Die Sequenzierung der Basenabfolge im Abgleich mit der Referenzsequenz
von Tobias Dick, zeigte eine 100%ige Übereinstimmung. Die Transfektion dieses
Sensors im Zellmodell war im zeitlichen Rahmen dieser Arbeit nicht mehr möglich und
wird Bestandteil zukünftiger Forschungsarbeiten sein.
Die Umgestaltung der Tumor-Mikroumgebung, die Modulation nicht-maligner Zellen sowie die Induktion des metastatischen Potentials sind essentielle Vorgänge im Rahmen der Tumorprogression. Exosomen sind extrazelluläre Vesikel eines Durchmessers von 50-150 nm, welche im Rahmen des interzellulären Informationsaustauschs eine möglicherweise maßgebliche Rolle in Tumorwachstum und Malignitätssteigerung innehaben. Ein genaueres Verständnis ihrer Funktion könnte zu neuen diagnostischen und therapeutischen Möglichkeiten in der Onkologie verhelfen. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgte die Charakterisierung von Exosomen aus Prostatakarzinom (PCa)-Zellen auf molekularer und funktioneller Ebene. Exosomen aus den PCa-Zelllinien LNCaP, PC-3 und PC3-HSP27 wurden anhand Ultrazentrifugation angereichert. Es erfolgte eine Validierung der Präparationsmethode mittels dynamischer Lichtstreuung und Transmissionselektronenmikroskopie. Das exosomale Transkriptom wurde anhand DNA-Microarray, das exosomale Proteom anhand Massenspektrometrie analysiert. Der Auswirkung von PCa-Exosomen auf ihre Umgebung wurde mittels MTT-Vitalitätstest und LDH-Zytotoxizitätstest nachgegangen. Anhand der SILAC-Methodik erfolgte der Nachweis einer Aufnahme exosomaler Proteine in canine Zellen. Die Analyse der exosomalen Nukleinsäuren- und Protein-Zusammensetzung zeigte, dass Exosomen einerseits einen Fingerabdruck des Zytoplasmas der Ursprungszelle darstellen und, dass andererseits eine spezifische Anreicherung von Membranproteinen stattfindet. Dabei erschien vor allem die Inkorporation kleiner Proteine keinem bestimmten Sortierungsmechanismus zu unterliegen. Die Zellkultur-Experimente ließen auf einen Wachstums-inhibierenden Effekt der Exosomen kanzerösen Ursprungs auf nicht-maligne Zellen schließen. Des Weiteren konnte eine Aufnahme exosomaler, humaner Proteine in canine Zellen nach einer Inkubationszeit von 6 h nachgewiesen werden. In der Zusammenschau weisen die Ergebnisse auf eine bedeutende Funktion der Exosomen im Rahmen der Modulation der PCa-Mikroumgebung hin. Exosomen ist die Induktion multipler Effekte in Tumor-assoziierten Zielzellen zuzuschreiben, unter anderem die Regulation des Zellwachstums.
Docetaxel ist ein halbsynthetisches Zytostatikum aus der Klasse der Taxane, welches den intrazellulären Mikrotubulusapparat stabilisiert und so den gezielten Zelltod einleitet. Dieser Mechanismus wird zur Behandlung von schnell proliferierenden Tumorzellen genutzt, weshalb Docetaxel bis dato als eine First-line Medikation des kastrationsresisten Prostatakarzinoms (CRPC) gilt. Sowohl ein negatives Ansprechen der Therapie als auch die Entstehung zahlreicher Resistenzmechanismen können zur Verzögerung einer adäquaten Behandlung der malignen Erkrankung führen. Besonders Expressionänderungen von HSP27 werden in diesem Zusammenhang als Ursache für Zytostatikaresistenzen in diversen Tumorarten angegeben. In dieser Arbeit sollten die zellulären sowie molekularen Wirkungsweisen von Docetaxel auf PCa-Zellen verschiedener Dignität charakterisiert werden. Dabei wurde gezeigt, dass Docetaxel in allen Zelllinien einen negativen Einfluss auf die Vitalität und Zellzahl ausübt. Über die Aktivierung des Tumorsuppressors p53 führt Docetaxel in LNCaP-Zellen zur Fragmentierung der Poly-(ADP-Ribose)-Polymerase, was den Eintritt in die Apoptose charakterisiert. Wir demonstrierten, dass unter Docetaxel-Behandlung die Expression von HSP27 in LNCaP-, PC-3-Zellen sowie in PC-3-Zellen mit überexprimiertem HSP27 sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene steigt. Weiterhin wurde bewiesen, dass eine erhöhte HSP27-Expression mit einer intrazellulären Chemoresistenz einhergeht und dies sowohl in hormonsensitiven als auch in hormoninsensitiven PCa-Zellen den vitalitäts- und proliferationshemmenden Effekt von Docetaxel verringert. Die Blockierung von HSP27, wie es derzeit mit dem HSP27-Inhibitor OGX-427 in Phase II-Studien getestet wird, könnte somit einen geeigneten Angriffspunkt zur Verhinderung einer Resistenzentwicklung im CRPC darstellen und eine adäquate Therapie ermöglichen.
Zusammenfassung Die Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch entzündliche Erkrankung des Zentralnervensystems mit unterschiedlicher Ausprägung von Demyelinisierung und axonalem Schaden. Eine disseminierte Verteilung der Entmarkungsherde im zentralen Nervensystem führt zu einer Vielzahl von Symptomen. Die Häufigkeit der Blasenfunktionsstörungen bei MS-Patienten wird mit einer Prävalenz von 33 bis 97% beschrieben. Ziel dieser Arbeit war, eine Empfehlung für ein neurourologisches Management für MS-Patienten mit Blasenfunktionsstörungen zu erarbeiten. Dafür wurden prä- und posttherapeutisch die urologischen Symptome und die Ergebnisse der Videourodynamik von 182 MS-Patienten (Gruppe I) unserer Klinik retrospektiv ausgewertet. Aus der Gruppe I konnten die Daten von 65 Patienten (Gruppe II) über einen Zeitraum von 5 bis 17 Jahren hinsichtlich der Änderung der urodynamischen Klassifikation und der primären Therapie prospektiv analysiert werden. Die häufigsten Leitsymptome waren bei unseren Patienten nach anamnestischen Angaben Nykturie mit 80%, Pollakisurie mit 74% und Harninkontinenz mit 46 %. Die deutliche Mehrheit der Befragten (73%) klagte über Symptome der Speicherstörung. Eine Blasenentleerungsstörung wurde bei 12 % der Patienten registriert. Etwas häufiger war eine, sonst selten beschrieben, kombinierte Störung (15%). Die anamnestischen Angaben über die urologischen Symptome waren deutlich different zu den objektiven Befunden. Von unseren 182 Patienten klagten 7 über eine erschwerte Miktion mit Restharngefühl. Die sonographische Kontrolle dagegen ergab bei 65 Patienten einen Restharn. Unabhängig von den klinischen Symptomen sollte bei MS-Patienten immer eine Restharnkontrolle erfolgen. Weitere Differenzen ergaben sich zwischen den anamnestischen Angaben und urodynamischen Befunden. Symptome einer Blasenentleerungsstörung und eine kombinierte Symptomatik benannten 27 % der Patienten. Urodynamisch dagegen fanden wir bei 57% einen mit einer Entleerungsstörung assoziierten Befund. Bei der Analyse der Speicherfunktion ist das Ausmaß der Störung (Druckschädigung des unteren Harntraktes, Höhe des intravesikalen Druckes, Gefährdung der Nierenfunktion) ohne Videourodynamik nicht zu erkennen. Allein nach der Anamnese ergeben sich ohne urodynamische Untersuchung falsche therapeutische Schlussfolgerungen. Unsere Ergebnisse der Urodynamik bei MS-Patienten ergaben folgende isolierte Funktionsstörungen des Detrusors und des Blasenauslasses: Detrusorüberaktivität, Detrusorhypoaktivität, überaktive Harnblase ohne Detrusorüberaktivität, Detrusor-Sphinkter-Dyssynergie, Detrusor-Blasenhals-Dyssynergie. Im Gegensatz zu bisherigen Erkenntnissen stellten wir fest, dass sowohl eine Detrusorüberaktivität als auch eine Detrusorhypoaktivität häufiger im Rahmen kombinierter Störungen als isoliert vorkommen. Zusätzlich zu den bekannten fanden wir 5 bisher nicht beschriebene Befundkombinationen: Detrusorüberaktivität / Detrusor-Blasenhals-Dyssynergie, Detrusorüberaktivität / Detrusor-Blasenhals-Dyssynergie /Detrusorhypoaktivität, Detrusorüberaktivität / Detrusor-Sphinkter-Dyssynergie / Detrusorhypoaktivität, Detrusorhypoaktivität / Detrusor-Blasenhals-Dyssynergie, Detrusorhypoaktivität / überaktive Harnblase ohne Detrusorüberaktivität. Trotz geringer Häufigkeit dieser Befunde sind diese Ergebnisse für die individuelle Therapieentscheidung unverzichtbar. Insgesamt konnten 10 Befundkonstellationen der urodynamischen Klassifikation nachgewiesen werden. Einen Wechsel der Klassifikation der Harnblasenfunktionsstörung bei MS-Patienten stellten wir bei 8% (5 Patienten der Gruppe II) fest. In unseren Untersuchungen dominierten dagegen quantitative Veränderungen der Symptomatik und der urodynamischen Parameter, die eine Änderung bzw. Anpassung der Therapie bei 47 von 65 Patienten (72%) erforderlich machten. Durch regelmäßige klinische und urodynamische Kontrolle und auf diesen basierende Therapieanpassungen konnten bei unseren Patienten die MS-bedingten urologischen Symptome und die urodynamischen Parameter nachweislich verbessert und die Gefährdung der Patienten durch sekundäre Nierenschäden gesenkt werden. Aus diesen Erkenntnissen entstand ein Algorithmus für die neurourologische Betreuung von MS-Patienten mit Blasenfunktionsstörungen.
Bei individueller Tumorprogression und Kastrationsresistenz des Prostatakarzinoms (PCa) sind der Wachstumsfaktor „Transforming growth factor-beta“ (TGF-beta), die TGF-beta-Rezeptoruntereinheiten 1 & 2 (TGF-betaR1 & TGF-betaR2) und die Homologe der Proteine SMA und MAD (Smad-Proteine) wesentliche molekulare Schalter. Ihrem Wirken werden sowohl pro- als auch antionkogene Eigenschaften zugeschrieben. Leitliniengerecht kommen beim kastrationsresistenten PCa u.a. das antiandrogene Therapeutikum Abirateron sowie die Zytostatika Cabazitaxel und Docetaxel zum Einsatz. Ein Versagen der Wirkstoffe in diesem Stadium reduziert die Überlebenswahrscheinlichkeit des Patienten drastisch. Einen möglichen Anhaltspunkt für ein Versagen der Chemotherapie liefert die vorliegende Arbeit.Untersucht wurde, inwiefern eine Inkubation mit o.g. Wirkstoffen Einfluss auf TGF-beta und Smad-Signalkaskade, und somit auf Proliferation und Progression beim kastrationsresistenten Prostatakarzinom einnimmt.