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Mutationen des Epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptors (EGFR) im nichtkleinzelligen Lungenkarzinom bedeuten für die Patienten im Vergleich zum Wildtyp ein ca. 6 Monate längeres Gesamtüberleben und sind die Grundvoraussetzung für das Therapieansprechen auf Tyrosinkinase-Inhibitoren (TKI). Im Verlauf erwerben die Tumorzellen eine TKI-Resistenz, wobei in bis zu 30% das Protoonkogen c-Met aktiviert wird. C-Met-Aktivierung im NSCLC ist mit einer schlechten Prognose assoziiert, jedoch ist die Bedeutung in der EGFR-mutierten Subgruppe unklar. Hier untersuchten wir den Einfluss des c-Met-Status im TKI-behandelten, EGFR-mutierten NSCLC auf das Gesamtüberleben. Die retrospektive Studie von Januar 2009 bis Mai 2012 hatte folgende Einschlusskriterien: TKI-sensitive EGFR-Mutation, NSCLC im Stadium IIIB/IV, klinisches Follow-up, TKI-Therapie für mindestens 4 Wochen und ausreichend Material für eine immunhistochemische c-Met-Färbung. Endpunkt war das Gesamtüberleben, ein p

eingereicht von Matthias Wielscher Zsfassung in dt. Sprache Wien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2015 OeBB

17β-HSD2 is a new promising target for the treatment of osteoporosis. In the first part of this thesis, a rational approach to overcome metabolic instability of the 2,5-thiophene amide class of 17β-HSD2 inhibitors is described, as well as a general overview of the occurring biotransformation in this series of molecules (Chapter 2.I). This information was then used to design and synthesize a new class of compounds, bearing a 1,4-phenyl amide core, which proved to be metabolically stable, potent inhibitors of both human and mouse 17β-HSD2 and selective over human and mouse 17β-HSD1 and ERs. The best compound in the series, II.17a is therefore a potential candidate for pre-clinical animal studies, prior to human studies (Chapter 2.II). Cell viability experiments, using an MTT assay, indicated that cell toxicity might constitute a drawback for II.17a. A preliminary study to address cell toxicity and maintain good inhibitory activity is also presented (Chapter 2.III). In the second part of this thesis (Chapter 2.IV) the theoretical basis for the treatment of NSCLC, through inhibition of 17β-HSD1, is given. The knowledge gained about metabolic stability of 2,5-thiophene amides is exploited to design and synthesize new potent, selective and metabolically stable 17β-HSD1 inhibitors. Compound IV.15 completely inhibits the growth of NSCLC Calu-1 cell at low nanomolar concentration, suggesting new treatment option for patients affected with NSCLC. 17β-HSD2 ist ein neues vielversprechendes Target für die Behandlung von Osteoporose. Im ersten Teil dieser Arbeit wird ein rationaler Ansatz, die metabolische Instabilität der 2,5-Thiophenamid Klasse zu überwinden, beschrieben (Kapitel 2.I). Die erlangten Erkenntnisse wurden genutzt um eine neue Verbindungklasse mit 1,4-Phenylamid Core zu entwerfen und zu synthetisieren. Diese Verbindungen sind metabolisch stabile potente Hemmstoffe von humanem und murinem 17β-HSD2 und selektiv gegenüber den entsprechenden 17β-HSD1 Isoformen und ERs. Mit der besten Verbindung dieser Serie II.17a ist es gelungen einen potentiellen Kandidaten für präklinische Tierstudien zu synthetisieren (Kapitel 2.II).Toxizitätsstudien an menschlichen Zellen zeigten jedoch, dass diese Verbindung nicht frei von toxischen Effekten ist. Eine vorläufige Studie mit dem Ziel dieses Handikap zu überwinden und gleichzeitig die Hemmaktivität zu erhalten, wird in Kapitel 2.III vorgestellt.Im zweiten Teil dieser Arbeit (Kapitel 2.IV) wird die theoretische Basis für die Behandlungvon NSCLC durch Hemmung von 17β-HSD1 vorgestellt. Das in dieser Arbeit erlangte Wissen über die metabolische Stabilität der 2,5-Thiophenamide wurden beim Design und der Synthese neuer, potenter, selektiver und metabolisch stabiler 17β-HSD1 Hemmstoffe angewandt. Verbindung IV.15 hemmt bereits bei nanomolaren Konzentrationen vollständig das Wachstum von NSCLC Calu-1 Zellen. Diese Erkenntnisse eröffnen neue Behandlungswege für Patienten mit NSCLC.

Ziel dieser Arbeit war es, Risikofaktoren für die Entwicklung von venösen Thromboembolien (VTE) und deren Inzidenz bei Patienten mit ambulant behandeltem Bronchialkarzinom zu erforschen. Hierzu wurden die Arztbriefe von 554 Patienten ausgewertet, die im Zeitraum vom 1.1.2008 bis 31.12.2011 an der Universitätsklinik Ulm wegen einer bösartigen Neubildung der Bronchien/Lunge oder einem Pleuramesotheliom ambulant behandelt wurden. Dabei zeigte sich, dass 18.6% der behandelten Patienten im Verlauf ihrer Tumorerkrankung ein VTE entwickelten. 75% der beobachteten Ereignisse traten innerhalb des 1. Jahres nach der Tumordiagnose auf. Ein signifikant höheres Risiko für das Auftreten eines VTE wurde bei Patienten mit Adenokarzinom sowie bei fortgeschrittenen Tumorstadien gefunden. So erlitten 28% der Patienten mit einem Adenokarzinom in Stadium III und IV ein VTE. Auch die Chemotherapie trug zu diesem hohen Risiko bei. In der vorliegenden Untersuchung zeigten Patienten, die in der First-Line-Chemotherapie mit platinhaltigen Medikamenten behandelt wurden, ein höheres Risiko unter dieser Therapie ein VTE zu erleiden als Patienten, die mit anderen Zytostatika therapiert wurden. Signifikanz wurde dabei allerdings nicht erreicht. Die Ergebnisse dieser Untersuchung unterstreichen die hohe Relevanz von VTE in der Gruppe der ambulant behandelten Patienten mit Bronchialkarzinom. Die Risikofaktoren für ein solches Ereignis deckten sich dabei weitestgehend mit denen, die auch bei anderen Neoplasien beobachtet wurden. Allerdings war die VTE-Inzidenz in dieser Untersuchung weitaus höher, als bei Sichtung der bisherigen Literatur zu erwarten gewesen wäre. Patienten, bei denen ein Bronchialkarzinom in einem hohen Stadium (III oder IV) und mit Adenohistologie diagnostiziert wurde, waren äußerst gefährdet ein VTE zu erleiden. Besonders ausgeprägt war dieser Zusammenhang unter einer First-Line Chemotherapie mit platinhaltigen Medikamenten.

Background: It is known for a long time, that there is an association between Diabetes mellitus and cancer diseases. Metformin as widely used antidiabetic drug could possibly have a protective effect on the development of cancer and furthermore it could be effective in therapeutic regimens. We evaluated the influence of metfomin on the AMP-activated protein kinase in non-small cell lung cancer xenografts. We examined if there is a supportive effect of metformin on the response on the monoclonal EGFR antibody Cetuximab in non-small cell lung cancer. Methods: Xenografts with non-small cell lung cancer were treated with cetuximab and metformin followed by measurement of the tumor growth. Afterwards AMPK and p70 S6k expression were determined via western blot on protein level and via rt-PCR on m-RNA level in the tumor probes. Furthermore patient data were analyzed and correlated with the tumor behavior in the xenografts. Results: Starting from 89 surgical NSCLC specimens, which were obtained from primarily diagnosed patients with early-stage tumors, 25 transplantable xenografts were established. There was no influence of metformin on tumor growth. Also there couldn`t be seen any regulation of AMPK or p70S6K in the tumors. We couldn`t show any correlation between tumor doubling time in xenografts and the overall survival, disease free survival or age of the patients. Summary: Patient derived Xenografts allow performing complex pre-clinical studies in non small cell lung cancer. Metformin didn’t influence tumor growth, the tumor response on cetuximab or regulation of AMP activated protein kinase so it doesn’t seem to have any relevance in treatment of non-small cell lung cancer.

Recent studies indicate that tumor-associated macrophages with an M2 phenotype can play a critical role in tumor growth and metastasis. However, the regulatory pathways remain poorly characterized. Using macrophage-depleted mice, the present study confirms a major contribution of macrophages to primary lung cancer growth and metastatic spread. Furthermore, the data demonstrates that M2-polarized macrophages play a critical role in establishing the vessel structure and microvasculature associated with tumors. Depletion of macrophages restricts the expression of matrix metalloproteinases and vascular endothelial growth factor and thus results in an overall regressive tumor microenvironment. Co-culture experiments of macrophages with lung carcinoma cells revealed cancer-cell-mediated M2-polarization and subsequent M2-macrophage-induced proliferation, migration and CCR2/CX3CR1 expression on carcinoma cells. Importantly, adenocarcinoma cells initiate a vicious circle with an abundant secretion of tumor-associated macrophage-attracting CCL2/CX3CL1, and then recruited macrophages polarize into M2, enhance CCL2/CX3CL1 secretion and induce CCR2/CX3CR1 expression of cancer cells with the functional consequence of enhanced cancer cell proliferation and migration. The co-culture-induced cytokines interleukin-10, interleukin-6, interleukin-1beta, and interleukin-23, CCL1, macrophage-colony stimulating factor, tumor necrosis factor alpha, macrophage inflammatory proteins 1alpha and 1beta, granulocyte-colony stimulating factor and soluble intercellular adhesion molecule 1 may play a crucial role in this cycle. Inhibition of CCR2/CX3CR1 signaling on either lung cancer cells or macrophages attenuates co-culture induced proliferation and migration. In conclusion, lung adenocarcinoma cells hijack CCR2/CX3CR1+ macrophages to support their own proliferation and migration. Consistent with these observations, both CX3CR1-/- and CCR2-/- mice had reduced primary tumor size, lung metastasis and numbers of M2-polarized macrophages compared to WT mice. With the absence of CCR2+ or CX3CR1+ macrophages induction of CCR2/CX3CR1 on cancer cells also failed in vivo. These results support a model whereby TAMs play a critical, chemokine dependent role in the regulation of lung cancer progression. Furthermore, studies with CX3CR1-/- and CCR2-/- reveal a similar reduction of tumor-associated neoangiogenesis with in particular targeted microvasculature and moreover a similar restriction of matrix metalloproteinases and vascular endothelial growth factor expression compared to total macrophage-depleted mice. Consequently, this study indicates CCR2 and CX3CR1 as promising drug targets to inhibit cancer progression and metastasis by directly manipulating the tumor microenvironment. The enhanced concentration of CCR2 and CX3CR1 expression in the tumor microenvironment provides ideal conditions for this purpose. Finally, not only macrophage infiltration but also the ratio of CCR2+ macrophages within human lung adenocarcinoma and squamous cell carcinoma correlate with lung cancer stage and metastasis. These observations confirm the human relevance of TAM-associated CCR2/CX3CR1-signaling cascades. Altogether, these results provide a mechanism for the regulation of lung tumor growth and metastasis by tumor-associated macrophages, and targeting M2-macrophage expressed receptors provides a new strategy for the development of lung cancer therapeutics.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse von NFATc1 und IL-17A im Tumormilieu von Lungenkarzinomen und Melanomen. Es konnte beobachtet werden, dass die Expression von NFATc1 in Tumorgeweben von Lungenkrebspatienten im Vergleich zu Kontrollgeweben erhöht war. Für die Untersuchungen am murinen Modell wurden NFATc1 fl/fl;CD4-Cre Mäuse, die eine konditionale NFATc1-Defizienz in CD4-exprimierenden Zellen besaßen, verwendet. Als Kontrollmäuse wurden NFATc1 fl/fl Mäuse eingesetzt. Von der NFATc1-Defizienz betroffen waren neben den CD4+ auch die CD8+ T-Zellen, da diese während ihrer Entwicklung auch CD4 exprimieren. Die hohe Sterberate bei Krebspatienten ist oft auf die Entwicklung von Metastasen zurückzuführen. Daher diente in der vorliegenden Arbeit eine metastatische Melanom-Zelllinie, die stark in die Lunge metastasiert, als zweites murines Tumormodell neben einem murinen Modell für Lungenkarzinom. Eine konditionale Deletion von NFATc1 in CD4 exprimierenden Zellen hatte keine Auswirkungen auf das Tumorwachstum von Lungenkarzinomen. Auch das Wachstum von Melanom-Metastasen in der Lunge war zu den in der Arbeit analysierten Zeitpunkten unverändert. Welche Effekte eine konditionale NFATc1-Defizienz im gesamten Verlauf der Krebserkrankung hat, muss noch näher untersucht werden. Die Analysen zeigten, dass in konditionalen NFATc1-defizienten Mäusen eine reduzierte Anzahl an CD4+ und CD8+ T-Zellen vorlag. Dies weist auf eine Involvierung von NFATc1 in die Proliferation beider T-Zell Populationen hin. CD8+ T-Zellen exprimierten in Abwesenheit von NFATc1 erhöhte Mengen an Eomesodermin und Perforin, was vermuten lässt, dass NFATc1 die Induktion dieser Proteine hemmt und dadurch die Zytotoxizität der Zellen teilweise einschränkt. Zudem war in NFATc1-defizienten CD8+ T-Zellen die Expression der regulatorischen Proteine „cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4“ (CTLA4), Helios, „folate receptor 4“ (Folr4) und IL-10 verringert. Dies ist ein Hinweis darauf, dass NFATc1 in CD8+ T-Zellen die Ausbildung einiger regulatorischer Eigenschaften fördert. Um die Beteiligung von NFATc1 an den Funktionen spezifischer T-Zell Subtypen zu analysieren, wurden Differenzierungsanalysen an NFATc1-defizienten T-Zellen durchgeführt. Es konnte in NFATc1-defizienten CD8+ Tc1 T-Zellen im Vergleich zu Kontrollzellen eine verringerte Expression von „Interferon“ IFN-gamma und „tumor necrosis factor alpha“ (TNF-alpha) beobachtet werden. In CD4+ Th17- und CD8+ Tc17-Zellen führte eine NFATc1-Defizienz zu einer verminderten Expression von IL-21. Zudem war die Expression der „RAR-related orphan receptors“ (ROR) Transkriptionsfaktoren in NFATc1-defizienten Th17-Zellen reduziert. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit sollte die Rolle von IL-17A im Tumormilieu von Lungenkarzinomen analysiert werden. In vorangegangenen Studien innerhalb der Arbeitsgruppe konnte im murinen Modell festgestellt werden, dass eine Blockade von IL-17A zu einer Verringerung des Tumorwachstums von Lungenkarzinomen führte. Da dies von einer erhöhten Expression von IFN-gamma begleitet war, sollte im Rahmen dieser Arbeit die Beziehung zwischen dem die IFN-gamma-Expression induzierendem Transkriptionsfaktor „T-box expressed in T cells“ (T-bet) und IL-17A im Tumormilieu näher untersucht werden. Die Analysen zeigten, dass die Expression von IL-17A und T-bet in Gewebe von Lungenkrebspatienten invers korreliert. Untersuchungen an T-bet-defizienten Mäusen bestätigten die Annahme, dass dieser Transkriptionsfaktor, der für seine Rolle in der anti-Tumor Immunität bekannt ist, auch für die Immunantwort gegen Lungenkarzinome wichtig ist. So wiesen T-bet-defiziente Mäuse im Vergleich zu Kontrollmäusen ein verstärktes Wachstum von Karzinomen in der Lunge auf. Ferner lag in T-bet-defizienten Mäusen eine erhöhte Anzahl an IL-17-Rezeptor exprimierenden CD4+ und CD8+ T-Zellen vor. Dies gibt einen Hinweis darauf, dass T-bet den IL-17-Signalweg hemmt. Die Tatsache, dass die Lungenkarzinom-Zellen nach Kultivierung mit IL-17A eine erhöhte Expression von IL-6 aufwiesen und zudem konstitutiv „transforming growth factor beta“ (TGF-beta) exprimierten, deutet darauf hin, dass diese Tumorzellen selbst an der Induktion der Th17-Zellen beteiligt sind, was wiederum die Generierung von IL-17A-produzierenden Zellen und somit das Tumorwachstum fördert. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass NFATc1 in CD8+ T-Zellen die Ausbildung regulatorischer Eigenschaften induziert und die Expression einiger Proteine, die mit zytotoxischen Reaktionen assoziiert sind, unterdrückt. Zudem ist NFATc1 für die Differenzierung von CD8+ Typ1 und CD4+/CD8+ Typ17 T-Lymphozyten von Bedeutung. Die Analysen ergaben ferner, dass das Zytokin IL-17A invers mit T-bet im Tumormilieu von Lungenkarzinomen korreliert und durch seinen Einfluss auf die Karzinomzellen zu einer Verstärkung der Th17-Immunantwort beiträgt. The thesis deals with the role of NFATc1 and IL-17A in the tumour environment of Lung Carcinoma and Melanoma. It has been observed that the expression of NFATc1 was elevated in tumor-bearing tissue of Lung Cancer patients compared to control tissue. For analysis in murine models conditional NFATc1 fl/fl;CD4-cre mice with a NFATc1-deficiency in CD4 expressing cells, were used, and NFATc1 fl/fl mice served as control. Besides CD4+ T cells also CD8+ T cells were affected by the NFATc1-deletion because they express CD4 during their development. Cancer deaths are often caused by metastases. Therefore, a metastatic Melanoma cell line, which strongly metastasises to the lung, served as a second murine tumor model during this study beside a murine model of Lung Carcinoma. Conditional deletion of NFATc1 in CD4-expressing cells caused no changes concerning the tumor load of Lung Carcinoma in mice. Also the growth of melanotic metastases in the lungs was not affected by NFATc1-deficiency at the analysed time points. The effects of a conditional NFATc1-deletion during the whole process of tumor development needs to be further analysed. Conditional NFATc1-deficient mice exhibited reduced numbers of CD4+ and CD8+ T cells. This indicates an involvement of NFATc1 in the proliferation of both cell populations. In the absence of NFATc1, CD8+ T cells showed an increased expression of Eomesodermin and Perforin, leading to the assumption that NFATc1 inhibits the expression of these proteins and thereby partially restricts the cytotoxicity of CD8+ T cells. Moreover, NFATc1-deficient CD8+ T cells exhibited a diminished expression of the regulatory proteins „cytotoxic T lymphocyte-associated protein 4“ (CTLA4), Helios, “folate receptor 4” (Folr4) and IL-10, indicating that NFATc1 boosts the development of regulatory properties in CD8+ T cells. To investigate the involvement of NFATc1 in the functions of specific T cell subpopulations, a further priority was the analysis of differentiation processes in NFATc1 deficient T cells. In the absence of NFATc1 CD8+ Tc1 T cells showed a reduced expression of “interferon” IFN-gamma and “tumor necrosis factor alpha” (TNF-alpha) compared to control cells. NFATc1-deficient CD4+ Th17 and CD8+ Tc17 T cells exhibited lower expression levels of IL-21. The absence of NFATc1 also led to a diminished expression of „RAR-related orphan receptors“ (ROR)-transcription factors in Th17 T cells. The second part of the thesis deals with the role of IL-17A in the tumor micro-environment of Lung Carcinoma. Previous studies within the working group revealed that the blockade of IL-17A in a murine model led to a reduced growth of Lung Carcinoma. As this was accompanied by an enhanced expression of IFN-gamma, the relation between „T-box expressed in T cells“ (T-bet), a transcription factor inducing IFN-gamma, and IL-17A had been further investigated in this thesis. The results showed an inverse correlation between T-bet and IL-17A in tissues of Lung Cancer patients. Investigations on T-bet-deficient mice confirmed the assumption, that T-bet, which is generally known to be involved in anti-tumor immunity, is also essential for the immune response against Lung Carcinoma. T-bet-deficient mice exhibited an increased growth of Lung Carcinoma as compared to control mice. Additionally, T-bet deficient mice had elevated numbers of IL-17 receptor expressing CD4+ and CD8+ T cells, indicating that T-bet could inhibit IL-17 signalling. The fact that Lung Carcinoma tumor cells express increased levels of IL-6 upon culturing with IL-17A and constitutively secrete „transforming growth factor beta” (TGF-beta) reveals that these tumor cells themselves could be involved in the induction of Th17-cells thereby promoting IL-17A producing cells and thus tumor growth. In summary this thesis could demonstrate that NFATc1 promotes the generation of regulatory features whereas it inhibits the expression of several cytotoxicity-associated proteins in CD8+ T cells. Additionaly, it is important for the differentiation of CD8+ Typ1 T lymphocytes and CD4+/CD8+ Typ17 T lymphocytes. Moreover, it turned out that IL-17A inversely correlates with T-bet in the tumor micro-environment of Lung Carcinomas and reinforces Th17-associated immune responses through its influence on tumor cells.

Einleitung und Fragestellung: Routinedaten der Gesetzlichen Krankenversicherung (GKV) enthalten keine Informationen über die Todesursache von verstorbenen Versicherten. Anhand des Austrittsgrunds aus der Versicherung bzw. des Entlassungsgrunds aus dem Krankenhaus ist lediglich der Tod identifizierbar.[for full text, please go to the a.m. URL], GMDS 2012; 57. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e.V. (GMDS)

Anhand einer Analyse von deutschen Zeitungsartikeln, welche sich jeweils mit den Themen Brust- oder Lungenkrebs beschäftigen, wird in dieser Dissertation die Bedeutung von Prävention herausgearbeitet. Im Fokus der Fragestellung steht hierbei, wie sehr die Gesamtberichterstattung beider Krankheiten durch das Thema Prävention beeinflusst wird, ob ihre Prävention vorwiegend als positiv oder kritisch bewertet wird und wie sich die Präventionsschwerpunkte bei Brust- und Lungenkrebs unterscheiden. Hierzu werden 1020 Zeitungsartikel aus zwei Tageszeitungen und einem Wochenmagazin Themenbereichen zugeordnet und quantitativ verglichen. Anschließend werden die Artikel, bei denen der thematische Schwerpunkt auf der Prävention liegt, mittels einer Frameanalyse qualitativ ausgewertet.:Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis............................................................................................................... 2 Bibliographische Beschreibung.................................................................................................. 3 1 Einleitung und Theorie ....................................................................................................... 4 1.1 Forschungsstand ................................................................................................................ 6 1.2 Zum Begriff der ‚Prävention‘ ........................................................................................... 9 1.3 Die Bewertung der Prävention im politischen und wissenschaftlichen Diskurs ......... 10 1.4 Unterschiede und Gemeinsamkeiten von Brust- und Lungenkrebs ............................. 13 2 Forschungsfragen und Thesen.......................................................................................... 16 2.1 Der Einfluss von Präventionsstrategien auf die Berichterstattung über Krebs ........... 16 2.2 Brustkrebs durch Zufall und Lungenkrebs durch Rauchen? ........................................ 18 2.3 Zwischen Präventionspflicht und Präventionskritik ..................................................... 19 3 Methodisches Vorgehen ................................................................................................... 20 3.1 Auswahl der Zeitungen ................................................................................................... 20 3.2 Auswahl der Artikel ........................................................................................................ 22 3.3 Zuordnung zu Textgruppen ............................................................................................ 23 3.4 Zuordnung zu journalistischen Darstellungsformen ..................................................... 25 3.5 Begründung der Methoden ............................................................................................. 27 3.6 Zuordnung zu Themen mittels induktiver Kategorisierung nach Mayring ................. 27 3.7 Frameanalyse des Screening- und des Raucherdiskurses ............................................. 29 4 Ergebnisse ......................................................................................................................... 32 4.1 Anzahl der aufgenommenen Artikel und Zuordnung zu Textgruppen ........................ 32 4.2 Journalistische Darstellungsformen ............................................................................... 34 4.3 Zuordnung zu Themen .................................................................................................... 35 4.3.1 Themenverteilung bei Brustkrebs ..................................................................... 35 4.3.2 Themenverteilung bei Lungenkrebs.................................................................. 38 4.3.3 Vergleich der Themenverteilungen bei Brust- und Lungenkrebs ................... 41 4.4 Der Brustkrebs-Screening-Diskurs ................................................................................ 44 4.4.1 Frames des Brustkrebs-Screening-Diskurses ................................................... 44 4.4.2 Der Screening-Diskurs im zeitlichen Verlauf .................................................. 54 4.4.3 Das Brustkrebs-Screening in der SZ und der FAZ im Vergleich ................... 58 4.5 Der Raucher-Diskurs ....................................................................................................... 60 5 Diskussion ......................................................................................................................... 73 5.1 Zusammenfassung der Ergebnisse mit Bezug auf die Thesen ..................................... 73 5.2 Persönliches Fazit ............................................................................................................ 77 Zusammenfassung ..................................................................................................................... 80 Literaturverzeichnis.................................................................................................................. 81 Selbständigkeitserklärung ......................................................................................................... 87 Lebenslauf................................................................................................................................. 88 Danksagung ............................................................................................................................... 89

Die Quantifizierung der Tumorlast eines Patienten spielt sowohl in Studien, als auch im klinischen Alltag, eine große Rolle beim Therapiemonitoring. Als Goldstandard gelten die Messkriterien nach RECIST mit der Bestimmung des längsten Tumordurchmessers. In der vorliegenden Studie wurde ein Vergleich der Tumorvolumetrie mit der Messung nach RECIST-Kriterien aufgeführt. Anhand von CT-Untersuchungen von Patienten mit Lungenläsionen wurden die unterschiedlichen Messmethoden miteinander verglichen, die Reproduzierbarkeit der beiden Messmethoden durch zwei Untersucher dargestellt, sowie die Einteilung in Tumorresponsekategorien nach RECIST-Schwellenwerten zur Beurteilung des Unterschieds zwischen den Messmethoden aufgeführt. Eine Interaktionszeitanalyse zur Beurteilung der Praktikabilität im klinischen Alltag wurde durchgeführt. • Es konnte gezeigt werden, dass ein Vergleich der Einteilung der manuell gemessenen Durchmesser mit den volumetrischen Daten in korrespondierende Tumorresponsekategorien nach RECIST zu einer Differenz von 32% der Fälle führte. Dies bedeutet unter Umständen eine divergente Therapieentscheidung für den Patienten, je nach Messmethode. • Die Untersuchung der Reproduzierbarkeit der beiden Messmethoden durch zwei verschiedene Untersucher ergab eine Reproduzierbarkeit der manuellen Messung der Durchmesser von 84.6%. Bei der volumetrischen Messung lag die Reproduzierbarkeit zwischen zwei Untersuchern bei 92.3%. • Die Bewertung der Übereinstimmung bei unterschiedlicher Technik und Methode, aber gleichem Untersucher zeigte bei beiden Untersuchern Mittelwerte der Differenzen zwischen manueller und semiautomatischer Messung, die bei 1.35 mm, respektive 1.99 mm lagen. Die Unterschiede wiesen eine hohe Signifikanz auf (p < 0.001) In der graphischen Darstellung mittels Bland-Altman-Diagrammen wurde deutlich, dass die manuell gemessenen Werte insgesamt kleiner gemessen werden als in der semiautomatischen Evaluierung. • Mittels einer Interaktionszeitanalyse wurde die Volumetriesoftware auf ihre Praktikabilität im klinischen Alltag untersucht. Mit Untersuchungszeiten von 0.84 s im schnellsten, 23.92 s im längsten Fall und im Durchschnitt mit einem Wert von 3.32 s erwies sich die Volumetrie als ein schnelles Verfahren, durch das die Zeit der Untersuchungs-Befundung herabgesetzt werden kann. Zusammenfassend zeigt die vorliegende Studie, dass sich durch die Nutzung einer semiautomatischen Volumetrie-Software Lungenläsionen in allen drei Ebenen vollständiger, schneller und mit einer besseren Reproduzierbarkeit erfasst werden können als durch den momentanen Goldstandard der eindimensionalen manuellen Messung nach RECIST-Kriterien.

Mangelernährung ist ein ernstzunehmendes Problem bei der Behandlung von stationären und ambulanten Krebspatienten. Gerade bei ambulanten Patienten sind wenige Informationen über deren Ernährungsstatus präsent, weil Ernährunsscreenings selten angewendet werden, obwohl verschiedene zugänglich sind. Die Arbeitsgruppe um Herrn Professor Biesalski entwickelte das PC-Programm oncoMAT, um den aktuellen und einen prospektiven Ernährungsstatus von Tumorpatienten zu berechnen. Patientendaten von Krebspatienten aus Tübingen und Freiburg wurden erhoben und ausgewertet, um das Programm zu testen. Als Vergleichsmethode wurde der Goldstandard SGA (Subjective Global Assessment) verwendet. Anthropometrie, BIA-Messungen, Blutuntersuchungen sowie Patientenbefragungen zu Nebenwirkungen wurden ebenfalls zur Beurteilung des Ernährungsstatus erhoben. Die Ergebnisse wurden auf Sensitivität und Spezifität überprüft. Die Aussagen des Risiko-Scores wurden nach Wahrheitsgehalt unter verschiedenen Modellbedingungen beurteilt. Für den prognostischen Score wurden patienten- und krankheitsbezogene Parameter mit univariater Analyse und multipler linearer Regression überprüft. Malnutrition is a serious problem in the health care of cancer in- and outpatients. Especially for outpatients there is little information on their nutritional status available, because nutritional screenings are not often used, although there is plenty of them accessible. The workgroup of Professor Biesalski developed a software, called oncoMAT, to calculate the current and the prospective nutritional status of tumour patients. Patient data of cancer patients from Tübingen and Freiburg were collected and analysed to test the program. For comparison the gold standard SGA (Suvjective Global Assessment) was used. Anthropometry, BIA, blood analysis and patient questioning about adverse events were used to evaluate the nutritional status as well. Results were checked for specificity and sensitivity. The Risk-Score statements were evaluated considering different model-conditions. To calculate the prognostic score, patient- and illnessrelated parameters were proved by a variance analysis and a multiple linear regression.

Krebserkrankungen bleiben auch im Jahr 2012 die zweithäuftigste Todesursache in der industralisierten Welt. Zusätzlich hat die Etablierung der Krebsstammzell-Hypothese grundsätzliche Auswirkungen auf die Erfolgsaussichten konventioneller Krebstherapie, wie Chemotherapie oder Strahlentherapie. Deswegen ist es von gröβter Notwendigkeit, dass neue Ansätze zur Krebstherapie entwickelt werden, die den Ausgang der Behandlung verbessern und zu weniger Nebenwirkungen führen. Diverse vorklinische Studien haben gezeigt, dass die onkolytische Virotherapie mit Vaccinia-Viren ein potentes und gut tolerierbares neues Werkzeug in der Krebstherapie darstellt. Die Effizienz des Vaccinia-Virus als Therapeutikum allein oder in Kombination mit Strahlen- oder Chemotherapie wird aktuell in mehreren klinischen Studien der Phasen I & II getestet. Krebsstammzellen und Stammzellen teilen eine Vielzahl von Eigenschaften, wie die Fähigkeit zur Selbst-Erneuerung und Pluripotenz, Stilllegung der Zellproliferation, Resistenz gegen Medikamente oder Bestrahlung, die Expression von diversen Zelloberflächen-molekülen, die Aktivierung und Hemmung spezifischer Signaltransduktionswege oder die Expression von Stammzell-spezifischen Genen. In dieser Arbeit wurden zwei neue rekombinante Vaccinia-Viren entwickelt, welche die Stammzell-Transkriptionsfaktoren Nanog (GLV-1h205) und Oct4 (GLV-1h208) exprimieren, um tiefere Einblicke in die Rolle dieser Masterregulatoren in der Entstehung von Krebs und ihrem Einfluss auf die onkolytische Virotherapie zu gewinnen. Das Replikationspotential beider Virusstämme in menschlichen A549-Zellen und PC-3-Zellen wurde anhand von Replikations-Assays bestimmt. Die Expression der Virus-spezifischen Markergene Ruc-GFP und beta-Galaktosidase, wie auch die Expression der Transkriptionsfaktoren Nanog und Oct4 wurde mit Hilfe von RT-PCR, SDS-PAGE und Western blotting, sowie immunozytochemischen Experimenten nachgewiesen. Des Weiteren wurde der Einfluss einer GLV-1h205-Infektion von A549-Zellen auf den Zellzyklus untersucht. Zudem wurde die Bedeutung der Virus-vermittelten Transkriptionsfaktor-Expression auf die Behandlung von subkutanen A549-Tumoren in einem Xenograft-Modell untersucht. Zur Untersuchung, ob die beobachteten Vorteile in der Behandlung von Lungenadenokarzinomen in Mäusen mit GLV-1h205 Promoter- oder Transkriptionsfaktor-abhängig sind, wurde ein Kontroll-Virus (GLV-1h321) hergestellt, dass für eine unfunktionale Nanog-Mutante codiert. Mittels SDS-PAGE und Western blotting sowie Immunozytochemie wurde die Transgen-Expression analysiert. Ein weitere Aspekt dieser Arbeit war die Fragestellung, ob sich das onkolyische Vaccinia-Virus GLV-1h68 eignet, als neues und weniger invasives Therapeutikum effizient Darmkrebszellen zu infizieren um sich in ihnen zu replizieren und diese anschlieβend zu lysieren. Ein derartiger Therapieansatz würde besonders im Hinblick auf spät diagnostizierten, metastasierenden Darmkrebs eine interessante Behandlungsalternative darstellen. Virale Markergen-expression wurde anhand von Fluoreszenzmikroskopie und FACS-Analyse untersucht. Desweiteren wurde gezeigt, dass die einmalige Administration von GLV-1h68 in mindestens zwei verschiedenen Darmkrebszelllinien zu einer signifikanten Inhibierung des Tumorwachstums in vivo und zu signifikant verbessertem Überleben führt. Der Transkriptionsfaktor Klf4 wird zwar stark in ruhenden, ausdifferenzierten Zellen des Darmepithels exprimiert, ist hingegen bei Darmkrebs generell dramatisch herabreguliert. Die Expression von Klf4 führt zu einem Stop der Zellproliferation und inhibiert die Aktivität des Wnt-Signalweges, indem es im Zellkern an die Transaktivierungsdomäne von beta-Catenin bindet. Um die Behandlung von Darmkrebs mit Hilfe onkolytischer Virotherapie weiter zu verbessern, wurden verschiedene Vaccinia-Viren (GLV-1h290-292) erzeugt, die durch verschiedene Promoterstärken die Expression unterschiedlicher Mengen an Tumorsuppressor Klf4 vermitteln. Die anfängliche Charakterisierung der drei Virusstämme mittels Replikations-Assay, Zytotoxizitätstudien, SDS-PAGE und Western blotting, Immunozytochemie sowie die Analyse der Proteinfunktion mit Hilfe von qPCR- und ELISA-Analysen zur Bestimmung von zellulärem beta-Catenin, zeigten eine Promoter-abhängige Expression und Wirkung von Klf4. Für weitere Analysen wurde das Virus GLV-1h291 gewählt, welches nach Infektion die gröβte Menge an Klf4 produziert und zusätzlich durch die C-terminale Fusion einer TAT Transduktionsdomäne Membran-gängig gemacht (GLV-1h391). Die erhaltenen Befunde machen das Klf4-TAT-kodierende Vaccinia-Virus GLV-1h391 zu einem vielversprechenden Kandidaten für eine Behandlung von Darmkrebs beim Menschen., Cancer remains the second leading cause of death in the industrialized. The data from many different studies investigating the nature of cancer-initiating cells coined the description ‘cancer stem cells’ and has major implications on conventional cancer therapy. Thus, to improve the outcome of cancer treatment and to lower negative side effects, the development of novel therapeutic regimens is indispensable. It has been demonstrated in many preclinical studies that oncolytic virotherapy using vaccinia virus may provide a powerful and well-tolerable new tool in cancer therapy which is currently investigated in several clinical trials (Phase I & II) as stand-alone treatment or in combination with conventional cancer therapy. Cancer-initiating cells and stem cells share a variety of characteristics like the ability to self-renew, differentiation potential, quiescence, drug and radiation resistance, activation and inhibition of similar signaling pathways as well as expression of cell surface markers and stem cell-related genes. In this work, two new recombinant vaccinia viruses expressing the transcription factors Nanog (GLV-1h205) and Oct4 (GLV-1h208) were engineered to provide deeper insight of these stem cell master regulators in their significance of cancer-initiation and their impact on oncolytic virotherapy. Both viruses were analyzed for their replication potential in A549 and PC-3 human cancer cells. Marker gene expression was assessed by RT-PCR, SDS-PAGE and Western blotting, ELISA or immunocytochemistry.Furthermore, the effect of GLV-1h205 infection on the cell cycle in A549 cells was analyzed. Next, the effects of virus-mediated expression of stem cell transcription factors on therapeutic efficacy and survival rates in A549 xenograft mouse models was analyzed. A non-functional Nanog mutant-expressing virus strain (GLV-1h321) was engineered to analyze whether the observed therapeutic benefits were promoter- or payload-driven. Furthermore, this study analyzed the potential of GLV-1h68 to infect, replicate in, and lyse colorectal cancer cell lines to study whether oncolytic vaccinia viruses can be potential new and less invasive treatment regimens for late stage colorectal cancer. Marker gene expression was assessed by fluorescence microscopy and FACS. The transcription factor Klf4 is highly expressed in quiescent, terminally differentiated cells in the colonic epithelium whereas it is dramatically downregulated in colon cancers. Klf4 expression leads to cell growth arrest and inhibits Wnt signaling by binding to beta-catenin. To further improve the treatment of colorectal cancers, new recombinant vaccinia viruses (GLV-1h290-292) mediating the expression of differing amounts of the tumor suppressor Klf4 by using different promoter strengths were engineered. Initial characterization of recombinant vaccinia viruses expressing Klf4 by replication assay, cell viability assay, SDS-PAGE and Western blotting, immuncytochemistry and analysis of protein functionality by qPCR and ELISA analysis for cellular beta-catenin expression, demonstrated promoter strength-dependent expression of and impact of Klf4. To further boost the effects of tumor suppressor Klf4, a vaccinia virus strain expressing Klf4 with a C-terminal fusion of the TAT transduction domain (GLV-1h391) was engineered. Treatment of HT-29 non-responder tumors in vivo with GLV-1h291 and GLV-1h391 led to significant tumor growth inhibition and improved overall survival compared to GLV-1h68. This makes the Klf4-TAT expressing GLV-1h391 a promising candidate for the treatment of colorectal cancer in man.

Ill., graph. Darst.

Cancer-related anemia is prevalent in cancer patients. Anemia negatively affects normal mental and physical function capacity with common symptoms s like fatigue, headache, or depression. Human erythropoietin (hEPO), a glycoprotein hormone regulating red blood cell formation, is approved for the treatment of cancer-related anemia. It has shown benefits in correcting anemia, and subsequently improving health-related quality of life and/or enhancing radio-, and chemotherapy. Several recent clinical trials have suggested that recombinant hEPO (rhEPO) may promote tumor growth that raises the questions concerning the safety of using rhEPO for cancer treatment. However in others, such effects were not indicated. As of today, the direct functional effect of rhEPO in tumor models remains controversial and needs to be further analyzed. Based on the GLV-1h68 backbone, the hEPO-expressing recombinant VACV strains (EPO-VACVs) GLV-1h210, GLV-1h211, GLV-1h212 and GLV-1h213 were generated by replacing the lacZ expression cassette at the J2R locus with hEPO under the control of different vaccinia promoters p7.5, pSE, pSEL, pSL, respectively. Also, GLV-1h209 was generated, which is similar to GLV-1h210 but expresses a mutated non-functinal EPO (R103A). The EPO-VACV strains were characterized for their oncolytic efficacy in lung (A549) cancer cells in culture and tumor xenografts. Concomitantly, the effects of locally expressed hEPO in tumors on virus replication, host immune infiltration, tumor vascularization and tumor growth were also evaluated. As expected, EPO-VACVs enhanced red blood cell (RBC) formation in xenograft model. The number of RBCs and hemoglobin (Hb) levels were significantly increased in EPO-VACVs-treated mice compared to GLV-1h68-treated or untreated control mice. However, the mean size of RBC or Hb content per RBC remained normal. Furthermore, over-expression of hEPO did not significantly affect numbers of lymphocytes, monocytes, leucocytes or platelets in the peripheral blood stream. The expression of hEPO in colonized tumors of mice treated with EPO-VACVs was demonstrated by immunohistological staining. Interestingly, there were 9 - 10 hEPO isoforms detected either in tumors, cells, or supernatant, while 3-4 basic isoforms were missing in blood serum, where only six hEPO isoforms were found. Tumor-bearing mice after treatment with EPO-VACVs showed enhanced tumor regression compared to GLV-1h68. The virus titers in tumors in EPO-VACVs-treated mice were 3-4 fold higher compared to GLV-1h68-treated mice. Nevertheless, no significant difference in virus titers among EPO-VACVs was found. The blood vessels in tumors were significantly enlarged while the blood vessel density remained unchanged compared to the GLV-1h68 treated mice, indicating that hEPO did not affect endothelial cell proliferation in this model. Meanwhile, rhEPO (Epoetin alfa) alone or in combination with GLV-1h68 did not show any signs of enhanced tumor growth when compared to untreated controls and GLV-1h68 groups, while doses used were clinical relevant (500 U/kg). These findings suggested that hEPO did not promote angiogenesis or tumor growth in the A549 tumor xenograft model. Human EPO has been reported to function as an immune modulator. In this study, however, we did not find any involvement of hEPO in immune cytokine and chemokine expression or innate immune cell infiltration (leucocytes, B cells, macrophages and dendritic cells) into infected tumors. The degree of immune infiltration and cytokine expression was directly correlated to the number of virus particles. Increased virus replication, led to more recruited immune cells and secreted cytokines/chemokines. It was proposed that tumor regression was at least partially mediated through activation of innate immune mechanisms. In conclusion, the novel EPO-VACVs were shown to significantly increase the number of RBCs, Hb levels, and virus replication in tumors as well as to enhance tumor regression in the A549 tumor xenograft model. Moreover, locally expressed hEPO did not promote tumor angiogenesis, tumor growth, and immune infiltration but was shown to causing enlarged tumoral microvessels which facilitated virus spreading. It is conceivable that in a possible clinical application, anemic cancer patients could benefit from the EPO-VACVs, where they could serve as “wellness pills” to decrease anemic symptoms, while simultaneously destroying tumors., Blutarmut stellt eine häufige Begleiterscheinung in Krebspatienten dar. Anämie beeinträchtigt die normale mentale und körperliche Funktionsfähigkeit. Menschliches Erythropoetin (hEPO), welches die Bildung roter Blutzellen reguliert, ist klinisch zur Behandlung von Krebs-induzierter Blutarmut zugelassen. Wenn es zur Behandlung von Anämie benutzt wird, verbessert es den Gesundheitszustand sowie Bestrahlungs- und Chemotherapie. Verschiedene klinische zeigten, dass rekombinantes hEPO (rhEPO) das Tumorwachstum anregen kann, was die Frage nach Sicherheit der Anwendung von rhEPO aufbringt. In anderen Studien hingegen, gab es keine Anzeichen für eine Tumorwachstum anregenden Wirkung oder für ein Eingreifen in krebsspezifische Signalwege. Verschiedene hEPO exprimierende rekombinante VACV Stämme (EPO-VACV) wurden hergestellt, GLV-1h210, GLV-1h211 und GLV-1h213, in welchen die lacZ Expressionskassette im J2R Lokus durch das hEPO Gen unter der Kontrolle von verschiedenen Promotoren, p7.5, pSE und pSL, ersetzt wurde. Ebenfalls wurde GLV-1h209 hergestellt, welches ähnlich zu GLV-1h210 ist, jedoch ein mutiertes und nicht-funktionelles EPO Protein (R103A) exprimiert. Alle EPO-VACV Stämme wurden bezüglich ihrer onkolytischen Funktion in Zellkulturexperimenten sowie in in vivo Tumormodellen charakterisiert. Die Expression von zwei Markergene war in Zellkultur sowie in Tumorxenograften für alle EPO-VACV vergleichbar mit der des parentalen GLV-1h68 Virus. Unterschiede in hEPO Transkription und Translation der EPO-VACV war deutlich abhängig von der Promotorstärke und stieg an von p7.5, über pSE und pSL zu pSEL 12 h nach Infektion von Zellen. Darüberhinaus hatte die Insertion von hEPO in das virale Genom keinen Einfluss auf Replikation oder Zytotoxizität aller EPO-VACV in A549 oder NCI-H1299 Zelllinien, obwohl zu frühen Zeitpunkten (24-48 hpi) die Replikation der EPO-VACV etwas höher war, als die des GLV-1h68 Virus. Die A549 Zellen war zugänglicher für virale Infektion durch alle untersuchten Viren als die NCI-H1299 Zellen. Von besonderem Interesse ist, dass hypoxische Bedingungen (2% O2) die Replikation und damit Expression des Markergens gusA, sowie Zytotoxizität für alle untersuchten VACV unabhängig von hEPO Expression verlangsamte. Alle EPO-VACV erhöhen die Bildung von roten Blutzellen (RBC) in Mausmodellen. Anzahl und RBCs sowie Hämoglobin (Hb) Level waren signifikant erhöht im Vergleich zu unbehandelten oder GLV-1h68 behandelten Mäusen. Die Durchschnittsgröße einer RBC sowie der Hämoglobinanteil hingegen waren unverändert. Darüberhinaus hatte die Expression von hEPO keinen signifikanten Einfluss auf Lymphozyten, Monozyten, Leukozyten oder Blutplättchen im peripheren Blut. Die Expression von hEPO in EPO-VACV kolonisierten Tumoren wurde durch immunohistologische Färbungen bestätigt. Interessanterweise konnten 9-10 EPO Isoformen in Tumoren, Zellen oder Zellüberständen gefunden werden, während im Blutserum 3-4 basische Isoformen fehlten und nur 6 Isoformen auftraten. Tumortragende Mäuse, die mit EPO-VACV behandelt wurden, wiesen im Vergleich zu GLV-1h68 behandelten Mäusen eine erhöhte Tumorregression auf. Ausserdem waren virale Titer in EPO-VACV behandleten Tumoren 3-4 fach höher also in denen, die mit GLV-1h68 behandelt wurden. Kein signifikanter Unterschied hingegen wurde zwischen viralen Titern der verschiedenen EPO-VACV in Tumoren gefunden. Tumorale Blutgefäße waren im Vergleich zu GLV-1h68 behandelten Mäusen deutlich vergrößert, wohingegen die Dichte an Blutgefäßen unverändert war, was andeuted, dass keine Proliferation von Endothelzellen angeregt wurde. Rekombinant hergestelltes Epoetin alfa in klinisch relevanten Dosen allein oder in Kombination mit GLV-1h68 hatte keinen Einfluss auf Verbesserung der Tumorregression verglichen mit unbehandelten oder GLV-1h68 behandelten Mäusen. Diese Ergbnisse legen nahe, dass weder Angiogenese noch Tumorwachstum durch hEPO im A549 Tumormodell angeregt wurde. In dieser Studie hingegen wurde kein Einfluss von hEPO im Bezug auf Zytokin- oder Chemokinexpression sowie Immunzellinfiltration in Tumore nachgewiesen. Das Ausmass an Immunzellinfiltratrion und Zytokinexpression konnte direkt mit der Anzahl an viralen Partikeln korreliert werden. Es wurde angenommen, dass Tumorregression zumindest teiweise durch eine Aktivierung des angeborenen Immunsystems bedingt ist. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass durch die neuartigen EPO-VACV die Bildung von RBC, die Level an Hb und die virale Replikation signifikant angeregt wurden sowie eine erhöhte Tumorregression im Xenograftmodell auftrat. Darüberhinaus leitete lokal exprimiertes hEPO keine Tumorangiogenese oder Tumorwachstum ein, aber führte zu einer Vergrößerung von Tumorblutgefäßen, was die virale Ausbreitung erleichtern könnte. Es ist vorstellbar, dass anämische Patienten von einer möglichen klinischen Anwendung der EPO-Viren profitieren würden.

Einleitung: Dieselmotoremissionen (DME) wurden 1989 von der IARC hinsichtlich ihrer Kanzerogenität in die Gruppe 2A (probably carcinogenic to humans) eingestuft. Die meisten Studien basieren jedoch lediglich auf qualitativen bzw. semi-quantitativen Expositionsabschätzungen, weshalb Studien[for full text, please go to the a.m. URL], Mainz//2011; 56. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (gmds), 6. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Epidemiologie (DGEpi)

Von Wachstumsfaktoren regulierte Signalkaskaden sind Schlüsselelemente in der Gewebeentwicklung und Geweberegeneration. Eine Deregulation dieser Kaskaden führt zu Entwicklungsstörungen und neoplastischen Krankheiten. Für viele humane Krebsformen sind aktivierende Mutationen der Kinasen der RAF Familie verantwortlich. Das erste Projekt dieser Doktorarbeit fokussiert auf der Rolle des B-RAF V600E, welches als eine der am häufigsten vorkommenden Mutantionen in humanen Krebszellen identifiziert worden ist. Um die onkogene Funktion des B-RAF V600E zu untersuchen, haben wir transgene Mauslinien hergestellt, welche das aktivierte Onkogen spezifisch in alveolaren Lungenepithelzellen des Typ II exprimieren. Konstitutive Expression des B-RAF V600E führte zu einer abnormen alveolaren Epithelzellbildung und zu Emphysem-ähnlichen Läsionen. Diese Läsionen wiesen Zeichen einer Gewebsumstrukturierung auf, oft in Assoziation mit chronischer Inflammation und geringer Inzidenz von Lungentumoren. Die Infiltration der entzündlichen Zellen erfolgte erst nach der Entstehung von Emphysem-ähnlichen Läsionen und könnte zur späteren Tumorbildung beigetragen haben. Diese Ergebnisse unterstützen ein Modell, in welchem der kontinuierliche regenerative Prozess eine tumorfördernde Umgebung schafft. Dabei induziert die Aktivität des onkogenen B-RAF eine alveolare Störung, welche ursächlich verantwortlich ist für den kontinuierlichen regenerativen Prozess. Das zweite Projekt fokussiert auf die Rolle von endogenem (wildtypischen) B-RAF in einem durch onkogenes C-RAF induzierten Maus Lungentumormodell. Für unsere Untersuchungen haben wir eine Mauslinie geschaffen, in welcher B-RAF in den C-RAF Lungentumoren konditionell eliminiert werden kann. Eine konditionelle Eliminierung des B-RAF hat die Entstehung von Lungentumoren nicht blockiert, aber zu reduziertem Tumorwachstum geführt. Dieses reduzierte Tumorwachstum konnte auf eine reduzierte Zellproliferation zurückgeführt werden. Außerdem konnten wir durch die B-RAF Elimination eine Reduktion der Intensität der mitogenen Signalkaskade beobachten. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass das onkogene Potential von C-RAF in vivo unabhängig von B-RAF ist und eine Kooperation von B-RAF und C-RAF jedoch für die vollständige Aktivierung der mitogenen Signalkaskade wichtig ist., Growth factor induced signaling cascades are key regulatory elements in tissue development, maintenance and regeneration. Deregulation of the cascades has severe consequences, leading to developmental disorders and neoplastic diseases. As a major function in signal transduction, activating mutations in RAF family kinases are the cause of many human cancers. In the first project described in this thesis we focused on B-RAF V600E that has been identified as the most prevalent B-RAF mutant in human cancer. In order to address the oncogenic function of B-RAF V600E, we have generated transgenic mice expressing the activated oncogene specifically in lung alveolar epithelial type II cells. Constitutive expression of B-RAF V600E caused abnormalities in alveolar epithelium formation that led to airspace enlargements. These lung lesions showed signs of tissue remodeling and were often associated with chronic inflammation and low incidence of lung tumors. Inflammatory cell infiltration did not precede the formation of emphysema-like lesions but was rather accompanied with late tumor development. These data support a model where the continuous regenerative process initiated by oncogenic B-RAF-driven alveolar disruption provides a tumor-promoting environment associated with chronic inflammation. In the second project we focused on wild type B-RAF and its role in an oncogenic-C-RAF driven mouse lung tumor model. Toward this aim we have generated compound mice in which we could conditionally deplete B-RAF in oncogenic-C-RAF driven lung tumors. Conditional elimination of B-RAF did not block lung tumor formation however led to reduced tumor growth. The diminished tumor growth was not caused by increased cell death instead was a consequence of reduced cell proliferation. Moreover, B-RAF ablation caused a reduction in the amplitude of the mitogenic signalling cascade. These data indicate that in vivo B-RAF is dispensable for the oncogenic potential of active C-RAF; however it cooperates with oncogenic C-RAF in the activation of the mitogenic cascade.

Ill., graph. Darst.

Ill., graph. Darst.

Das Bronchialkarzinom zaehlt weltweit zu den am Haeufigsten diagnostizierten Krebserkrankungen. Die in den letzten 50 Jahren stark angestiegenen Erkrankungszahlen sind durch den gesellschaftlichen Lebenswandel insbesondere der Industrienationen mit besonderem Augenmerk auf den bis noch vor einigen Jahren stetig ansteigenden Zigarettenkonsum zurueckzufuehren. Im Hinblick auf die Haeufigkeit, die Altersverteilung, zeitliche Trends von Inzidenz und Mortalitaet sowie auf die Verteilung verschiedener pathologischer Typen gibt es zum Teil betraechtliche Unterschiede zwischen der maennlichen und weiblichen Bevoelkerung. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, geschlechtsspezifische Disparitaeten anhand des Datensatzes des Krebsregisters fuer den Regierungsbezirk Muenster e.V. mit allen erfassten Lungenkrebsfaellen im Regierungsbezirk Muenster in den Jahren 1993 bis 2002 herauszuarbeiten und im Zusammenhang mit nationaler und internationaler Fachliteratur zu eroertern.

Fast and accurate staging is essential for choosing treatment for NSCLC. The purpose of this prospective, non-randomized trial was to evaluate the reliability of PET/CT for determination of malignancy in newly diagnosed pulmonary lesions and staging of NSCLC compared to CT and PET alone. Furthermore the ability of PET/CT in clinical decision making for further individual treatment dependent on UICC should be evaluated. 267 patients with suspected NSCLC were examined using PET/CT. A biopsy was performed on all patients.185 patients showed NSCLC. 80 of these patients underwent surgery (pathologic staging). Imaging modalities were evaluated independently. The patients were divided into 2 groups: curative surgery (UICC IIIA). Follow-up data for all patients were obtained. Endpoint was death of any cause. The accuracy in detecting malignancy was 82 % for CT, 93,6 % for PET and 91 % for PET/CT. PET/CT and PET were significantly superior to CT alone (p < 0,05). In 80 operated NSCLC-patients the accuracy of CT, PET and PET/CT in T-staging was 66.3 %, 70.0 % and 80.0 %,respectively. PET/CT was significantly superior (p < 0.05). In N-staging the accuracy of CT was 45.0 %, of PET 67.5 % and of PET/CT 73.8 %,respectively. PET/CT was significantly superior to CT alone (p < 0.05).There was no significant difference compared to PET alone (p > 0.05).The median follow-up was 453 (6 - 1710) days. At close-out 55 patients were alive, 103 patients had died, 25 patients were censored at the last contact date. For 2 patients no follow-up data could be received (drop-outs). All diagnostic methods significantly distinguished between operable vs. inoperable NSCLS (p < 0.05).Only in the PET/CT subgroup (UICC

[no abstract]

PROBLEM: Every three years there are International Conferences on Indoor Air Quality and Climate and the results of these conferences are written down in so called Proceedings. So far it is not clear whether or not there are informations about radon and its indoors exposure as well as its effects on human health in these Proceedings, which cannot be found in the international literature which is much easier accessible for the public. It was the task of this thesis to get an answer to this question. MATERIALS AND METHODS: The Proceedings of the Indoor Air Conferences between 1978 and 2005 have been checked by five Ph.D. students. After a harmonisation of the methods the interpretation was done using an Excel matrix. Following this procedure each student worked on a special topic. The topic of this thesis is the exposure of radon in indoor air and its effect on human health. The results of the Proceedings have been compared with studies found in PubMed in the same time frame. RESULTS: In the Proceedings we find factors which have an impact on the concentration of radon in indoor air: existence of a cellar, type of building, different rooms within the building, construction materials, seasonal effects, supply water or spring water, geological factors, air pressure, aerosols and tobacco smoke. It is described which actions can be taken to reduce the concentration of radon in indoor air, such as ventilation and channeling of air pressure. Aspects of publicity and regulations are discussed, such as rules for the development, evaluation and respecting of laws and regulations. It is shown how important radon in indoor air is for the developing of lung cancer. A comparison with studies found in PubMed for the period between 1978 and end of 2005 showed mainly a consensus regarding the information relative to the topic of this thesis. Informations which could be found exclusively in the Proceedings of Indoor Air concerned changes of air pressure as a method to bring down the concentration of radon in indoor air. Informations which could be found exclusively in PubMed concerned the effect of meteorological factors on the concentration of radon in indoor air as well as the appearance of other diseases than lung cancer caused by radon such as different kinds of cancer, leukemia, multiple sclerosis. CONCLUSION: The Proceedings of Indoor Air partly give additional information, which cannot be found in the articles of the PubMed – and vice versa. Many topics have been presented at first in the Proceedings of Indoor Air. It should therefore be considered how the informations found in the Proceedings of Indoor Air could be made available for the public in a quicker and easier way.

In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass primäre Adenokarzinome der Lunge, die kein bronchioloalveoläres Wachstumsmuster zeigen, SP-A exprimieren können. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass ein Teil der primären großzelligen Karzinome der Lunge adenoider Herkunft SP-A exprimieren können. Die Patienten mit SP-A positiven Karzinomen haben in dieser Arbeit ein tendenziell schlechteres 5-Jahres-Überleben. Die Faktoren Histologie der Tumoren und Geschlecht der Patienten erwiesen sich in dieser Arbeit nicht als prognostisch relevante Faktoren. Rauchen und ein höheres Lebensalter waren positive Einflussfaktoren. Die Faktoren Operationsausmaß, Tumorstadium, Alter und Nikotinkonsum zeigten in dieser Arbeit eine unabhängige prognostische Bedeutung für das 5-Jahres-Überleben von Patienten mit primären nicht-bronchioloalveolären Adenokarzinomen der Lunge und primären großzelligen Karzinomen adenoider Herkunft der Lunge.

In der vorliegenden Arbeit konnten gezeigt werden, dass primäre Adenokarzinome der Lunge, die kein bronchioloalveoläres Wachstumsmuster zeigen, SP-A exprimieren können. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass ein Teil der primären großzelligen Karzinome der Lunge adenoider Herkunft SP-A exprimieren können. Die Patienten mit SP- A positiven Karzinomen haben in dieser Arbeit ein tendenziell schlechteres 5-Jahres-Überleben. Die Faktoren Histologie der Tumoren und Geschlecht der Patienten erwiesen sich in dieser Arbeit nicht als prognostisch relevante Faktoren. Rauchen und ein höheres Lebensalter waren positive Einflussfaktoren. Die Faktoren Operationsausmaß, Tumorstadium, Alter und Nikotinkonsum zeigten in dieser Arbeit eine unabhängige prognostische Bedeutung für das 5-Jahres-Überleben von Patienten mit primären nicht-bronchioloalveolären Adenokarzinomen der Lunge und primären großzelligen Karzinomen adenoider Herkunft der Lunge.

Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und das Bronchialkarzinom (BC) sind weltweit häufige Erkrankungen von großer volkswirtschaftlicher Bedeutung, mit weiter stegender Inzidenz. Bei derzeit fehlenden kurativen Therapiemöglichkeiten für die COPD und der weiterhin schlechten Prognose der Bronchialkarzinome scheinen Untersuchungen zur weiteren Klärung ätiopathogenetischer Mechanismen dieser beiden Erkrankungen sinnvoll. In der vorgelegten Arbeit werden Polymorphismen der Gene der Entzün-dungsmediatoren Tumor Nekrose Faktor alpha (TNF-α) und beta (TNF-β), Interleukin 6 (IL-6) und Interleukin 10 (IL-10) bei Patienten mit COPD und Bronchialkarzinomen im Vergleich mit Kontrollgruppen in einer Fall-Kontroll Studie untersucht. Bei Patienten mit einer COPD und bei einer biologischen Untergruppe der Bronchialkarzinome, den kleinzelligen Karzinomen (SCLC), fand sich eine signifikant höhere Frequenz des IL-10 –1082_G Polymorphismus. Die Korrelation des Polymorphismus des IL-10 Gens mit der Entwicklung einer COPD oder eines Bronchialkarzinoms, weist auf einen Zusammenhang von immunologischen und antiinflammatorischen Prozessen in den Atemwegen und der Pathogenese von COPD und Bronchialkarzinomen hin. Ebenso könnte der assoziierte Einzelbasenaustausch (SNP) auch zur Risikostratifikation, oder möglicherweise zur serologischen Typisierung im klinischen Bereich dienen., COPD and lung cancer are important diseases with high economic impact and increasing incidence worldwide. Caused by missing curative therapeutic options for COPD and at least bad prognosis for lung cancer patients it seems to be point of interest in looking for etiopathogenetic factors of this diseases. In this work polymorphisms of genes of the cytokines TNF-alpha and beta, interleukin 6 and 10 has been investigated in patients with COPD and lung cancer in a case control study. In patients with COPD an in a lung cancer subgroup there was a significant higher frequency of the IL-10 -1082_G polymorphism. The correlation of this polymorphism with the developement of COPD or lung cancer demonstrates a connection between immunological and antiinflamatory processes in the airways with the pathogenesis of these diseases. Also this SNP association could be a factor for risk stratification as well as for serological typing in clinical practice.

Auch heute stellt sich die Differenzierung der verschiedenen Entitäten der primären und sekundären Lungenkarzinomen allein auf Grund von histopathologischen Aspekten schwierig dar. Die Immunhistochemie kann Hilfestellung bei der Differenzierung geben. Diese Arbeit untersucht, ob es möglich ist mit Hilfe von einem Antikörper oder einer Kombination von Antikörpern differenzierte Aussagen zur Ableitung von Lungentumoren machen zu können. Mit Hilfe der Tissue-Micro-Array Technik wurden Schnittpräparate hergestellt und mit den Antikörpern gegen TTF-1, SSTR-2, EGFR, CDX-2 und CD-56 gefärbt. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass die verwendeten Antikörper als alleinige "Marker" nicht geeignet sind. Allerdings können die Antikörper gegen TTF-1, CD-56 und CDX-2 bei bestimmten Tumoren als Hilfe zur Diagnosesicherung herangezogen werden. Eine Kombination der verwendeten Antikörper erbrachte keine Steigerung der Sensitivität.

Auch heute stellt sich die Differenzierung der verschiedenen Entitäten der primären und sekundären Lungenkarzinomen allein auf Grund von histopathologischen Aspekten schwierig dar. Die Immunhistochemie kann Hilfestellung bei der Differenzierung geben. Diese Arbeit untersucht, ob es möglich ist mit Hilfe von einem Antikörper oder einer Kombination von Antikörpern differenzierte Aussagen zur Ableitung von Lungentumoren machen zu können. Mit Hilfe der Tissue-Micro-Array Technik wurden Schnittpräparate hergestellt und mit den Antikörpern gegen TTF-1, SSTR-2, EGFR, CDX-2 und CD-56 gefärbt. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass die verwendeten Antikörper als alleinige "Marker" nicht geeignet sind. Allerdings können die Antikörper gegen TTF-1, CD-56 und CDX-2 bei bestimmten Tumoren als Hilfe zur Diagnosesicherung herangezogen werden. Eine Kombination der verwendeten Antikörper erbrachte keine Steigerung der Sensitivität.

In der Umwelt und am Arbeitsplatz kommen eine Vielzahl von möglichen krankheitsverursachenden Stoffen zur Einwirkung. Die gesundheitliche Wirkung bei Personen, die gegenüber kanzerogenen Gefahrstoffen exponiert sind, ist abhängig vom Alter, den Ernährungsgewohnheiten, dem Lebensstil und der unterschiedlichen genetischen Suszeptibilität (Anfälligkeit). Das Zusammenwirken von exogenen und genetischen Faktoren im Sinne der Gen-Umwelt-Interaktion sollte in der vorliegenden Arbeit untersucht werden. In der molekularen Epidemiologie versucht man die Zusammenhänge zwischen kanzerogenen Wirkungen und genetischer Anlagefaktoren zu klären, um empfindliche Personen vor gesundheitlichen Schäden zu schützen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei in der Analyse von Genpolymorphismen im System der fremdstoffmetabolisierenden Enzyme sowie im DNA-Reparatursystem. Zur Zeit sind mehr als 130 Reparatur- und reparaturassoziierte Enzyme beim Menschen bekannt. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob Polymorphismen in dem Genreparatursystem für Strahlenschäden, den XRCC1-Genen am Codon 194, 280 und 399, einen modifizierenden Effekt auf das Lungenkrebsrisiko besitzen. Die XRCC1-Gene sind nachweislich an der Reparatur von DNA nach deren Schädigung durch ionisierende Strahlen beteiligt. Strahlensensitive Mutanten bei Nagetieren mit eingeschränkter DNA-Reparaturkapazität sind identifiziert worden. Ursächlich sind die Gruppen der XRCC- (X-ray repair cross complementing) Gene an der Reparatur beteiligt. Für das XRCC1-Gen wird auch für Menschen eine eingeschränkte DNA Reparaturkapazität mit nachfolgendem Anstieg von Lungenkrebserkrankungen gefunden. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Patientenkollektiv mit 446 Lungenkrebspatienten und 622 Kontrollpersonen ohne Krebserkrankungen der Genpolymorphismen des XRCC1-Genes an den Codons 194, 280 und 399 untersucht. Zur Durchführung der molekularepidemiologischen Untersuchungen wurde eine neue, schnelle und kostengünstige Methode etabliert. Diese bestand mittels Real-time PCR, die eine DNA Analyse von 30 Proben innerhalb von etwa 60 Minuten in ′Echtzeitdetektion′ erlaubte. Hierbei entfiel der bei den konventionellen PCR-Methoden übliche Restriktionsverdau mit Enzymen, die Gelelektrophorese und das Anfärben mit gesundheitsschädlichem und als kanzerogen eingestuftem Ethidiumbromid. In den durchgeführten Untersuchungen wurden keine Unterschiede zwischen den Ergebnissen der konventionell durchgeführten und der Real-time PCR gefunden. Bei Analyse der Genpolymorphismen im XRCC1-Gen Codon 194, 280 und 399 wurde kein modifizierender Effekt hinsichtlich des Erkrankungsrisikos an Lungenkrebs gefunden. Auch unter Berücksichtigung des histologischen Tumortyps konnte keine signifikante Korrelation zwischen den Genotypen und dem Bronchialkarzinomrisiko gefunden werden. Zusätzlich wurden die Analysen nach dem Hauptrisikofaktor der Lungenkrebserkrankung, dem Rauchkonsum stratifiziert. In dieser Studie wurden erwartungsgemäß für Raucher in Abhängigkeit von der Zigarettendosis signifikant erhöhte Lungenkrebsrisiken gefunden. In den Auswertungen konnte jedoch kein Zusammenhang zwischen Tabakrauchen und den vorhandenen Genotypen festgestellt werden. Außerdem wurde untersucht, ob die Einwirkung kanzerogener Gefahrstoffe am Arbeitsplatz, insbesondere Asbest, Quarzstaub und ionisierende Strahlung, das Lungenkrebsrisiko verändert. Es konnte jedoch kein signifikanter Einfluss der Polymorphismen auf das Erkrankungsrisiko bei Gefahrstoffexposition nachgewiesen werden. Auch in der Mehrzahl der internationalen Vergleichsstudien spiegeln sich diese Ergebnisse wieder. Zur validen Identifizierung von Gen-Fremdstoff-Interaktionen werden umfangreiche Studien benötigt. Zur Zeit sind die in dieser vergleichsweise großen Studie untersuchten Suszeptibilitätsmarker nicht als Screening-Untersuchung oder als prädiktive Marker für das individuelle Krebsrisiko geeignet. In dem sehr komplexen System der Kanzerogenese und der großen Zahl von Polymorphismen ist es nicht ableitbar, dass die Funktionsstörung nur eines Enzyms eine signifikante Wirkung auf die Entstehung von Lungenkrebs hat. Deshalb erscheinen weitere Untersuchungen mit neuen Methoden unter Einsatz von Fuzzy-Technologien sinnvoll, um Kombinationswirkungen und die vielfältigen Gen-Gen-Interaktionen zu analysieren. There is an enourmous amount of substances causing diseases in our environmental and occupational surrounding. Age, illness, nutrition, life-style and genetic suszeptibility play an important role on the various effects on the persons who are exposed to xenobiotics. The combination of exogenous and genetic factors is called gene-environmental interaction. The molecular epidemiologic studies are used to find the combination between toxic effects and the individual genetic predisposition in order to protect sensitive people from damages. Much interest is focused on genotyping polymorphisms of metabolic enzymes and DNA repair systems. Up to now more than 130 enzymes have been identified as DNA repairing or enrolled in repairing. In this study the role of XRCC1 polymorphisms at codons 194, 280 and 399 as genetic modifiers of lung cancer risk were investigated. Provably the XRCC1 genes are an important component of repair activities of DNA damages caused by ionizing radiation. X-ray sensitive mutants of rodants with limited DNA repair capacity have been identified. Causally the group of XRCC genes are involved in repair. Even in humans the XRCC1 genes are responsible for a reduced repair capacity and an increased number of lung cancer diseases.The study population included 446 lung cancer patients and 622 cancer free controls. There was not found any association between the XRCC1 genes polymorphisms and lung cancer risk. This was also independent of the histological tumor type. Lung cancer risk rose significantly with higher cumulative cigarette consumption. By analysing the interaction between tobacco smoking and the genotypes, combined smoking and having the susceptible genotypes did not show a joint effect. In addition to that we analysed if occupational xenobiotics, as asbestos, mineral fibres, ionizing radiation influence lung cancer risk. In this study we did not observe any significant interaction between the XRCC1 polymorphisms and xenobiotics and the probability of being affected. These results were also stated in the majority of the comparative studies. Only in a few analysis a significant modified lung cancer risk could be proved. In this current study this fact could not be confirmed. The international literature claims partly different conclusions. On the one hand it is due to the variety of the frequency of polymorphic alleles among populations and on the other hand due to the limited study populations. Especially such reliable identifications of the gene-carcinogen-interactions require extensive studies. Up to now the genotypes presented in this comperatively large study are not suitable for screening or prediction of the individual cancer risk. In the complex system of carcinogenesis and the great variety of genotyope combinations, the isolated change of a single variant allele seems to have no significant consequence on developing lung cancer. Therefore further examinations with new methods and the use of Fuzzy-technologies seem to be meaningful to identify specific gene-gene interactions.

Lung cancer is one of the main causes of cancer-related death worldwide. One of the reasons behind the extensive tumour growth is telomerase enzyme, which is notably expressed in cancer cells. Recent strategies for cancer therapy include, therefore, telomerase inhibition with antisense RNA. A major challenge is the weak cellular uptake of these nucleotide-based drugs which necessitates the choice of appropriate carrier systems. The aim of this study was hence to evaluate chitosan-modified PLGA nanoparticles (cNP) as carrier for the antisense oligonucleotide 2'-O-Methyl-RNA (OMR) and their efficacy as inhalation therapy. Modification of the process parameters revealed the tuneability of the NP synthesis in terms of size and surface charge. Studying the cellular uptake of fluorescent cNPs with increasing amounts of chitosan showed better uptake in A549 than in Calu-3 cells. Chitosan significantly improved the uptake and binding with OMR; however, higher chitosan content reduced the uptake efficiency. Uptake studies under in vivo mimicking conditions using air-interface cultures showed superior cellular uptake of OMR/cNP nanoplexes compared to free OMR. As a proof of the concept, the ability of OMR to reduce telomerase activity was demonstrated. In conclusion, the concept of telomerase inhibition based on nanoscale delivery of antisense oligonucleotides represents a step forward to a new generation of cancer therapeutics. Lungenkrebs ist einer der Hauptgründe für krebsbasierten Todesfälle weltweit. Mit einer der Ursachen für das ungehemmte Wachstum von Krebszellen ist das Enzym Telomerase, das in vermehrtem Maße in Krebszellen auftritt. Eine interessante Behandlungsstrategie besteht daher in der Hemmung dieses Enzyms. Eine Hemmung der Telomerase ist mit antisens-RNA möglich. Um solche Arzneistoffe in die Zelle zu transportieren sind jedoch geeignete Trägersysteme notwendig. Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung von Chitosan-modifizierten PLGA Nanopartikeln (cNP) als Trägersystem für das Antisense-Oligonukleotid 2'-O-Methyl-RNA (OMR) sowie ihres möglichen Einsatzes für einer Inhalationstherapie. Die Änderung der Prozessparameter erlaubt eine maßgeschneiderte Synthese der cNP hinsichtlich Größe und Ladung. Die Untersuchung der NP in Zellkultur-Modellen ergab eine bessere Aufnahme in A549 als in Calu-3 Zellen. Die zelluläre Aufnahme unter Verwendung von realitätsnahen "Air-interface"-Kulturen zeigte zudem auch eine überlegene Aufnahme von partikelbasierten Systemen im Vergleich zu freien Oligonukleotiden. Außerdem konnte gezeigt werden, dass die Telomerase -Aktivität in diesen Zellen tatsächlich gehemmt war. In der vorliegenden Arbeit konnte das Konzept der Telomerase-Hemmung zur Krebsbehandlung, basierend auf Komplexen von Antisense-Oligonukleotiden mit nanoskaligen Trägersystemen, erfolgreich in vitro demonstriert werden.

The enzyme telomerase plays an important role in cell immortalization and hence cancer development. It can be detected in most kinds of tumors but is not expressed in the majority of healthy cells. Therefore, telomerase inhibition appears to be a promising approach for a specific cancer therapy with reduced side effects. The work presented here concentrated on the treatment of non-small cell lung cancer by telomerase inhibition and can be divided into three parts: 1. Characterization of the G-quadruplex stabilizing substance BRACO19 under biopharmaceutical and stability aspects. BRACO19 showed a poor permeability across biological barriers and was instable under physiological conditions. 2. Evaluation of cationic chitosan/PLGA nanoparticles as a carrier system for 2';-O-Methyl-RNA antisense oligonucleotides (2OMR), which was directed against the template region of the telomerase specific RNA hTR. The chitosan content in the particles considerably influenced the uptake improvement of 2OMR into cells. Despite a poor complex stability in physiological media a successful inhibition of telomerase activity in lung cancer cells could be achieved. 3. Targeted delivery of anti-telomerase siRNA to CD44-overexpressing lung cancer cells using hyaluronic acid modified DOTAP/DOPE liposomes. These liposomes efficiently bound siRNA, protected it from degradation by nucleases and increased its uptake into CD44-overexpressing lung cancer cells. The modification improved the colloidal stability of lipoplexes in cell culture medium and their cytotoxicity. Das Enzym Telomerase spielt eine wichtige Rolle bei der Immortalisierung von Zellen und damit auch bei der Entwicklung von Krebserkrankungen. Es wird in einer Vielzahl von Tumoren exprimiert, jedoch nicht in den meisten gesunden Zelltypen. Durch seine Hemmung erhofft man sich eine sehr spezifische und nebenwirkungsarme Krebstherapie. Die durchgeführten Arbeiten konzentrierten sich auf die Behandlung von nicht-kleinzelligen Lungenkrebs mittels Telomeraseinhibitoren und unterteilen sich in drei Teile: 1. Charakterisierung des G-Quadruplex stabilisierenden Wirkstoffs BRACO19 unter biopharmazeutischen und stabilitätsrelevanten Aspekten. BRACO19 permeierte schlecht über biologische Barrieren und war unter physiologischen Bedingungen instabil. 2. Evaluierung von kationischen Chitosan/PLGA-Nanopartikeln als Trägersystem für ein gegen die Template Region der Telomerase-spezifischen RNA hTR gerichtetes 2';-O-Methyl-RNA Antisense Oligonukelotid. Der Chitosangehalt der Partikel beeinflusste die Aufahmeverbesserung von 2OMR in Zellen deutlich. Trotz geringer Komplexstabilität in physiologischen Medien konnte das Enzym Telomerase in Lungenkrebszellen effizient gehemmt werden. 3. Targeted Delivery von Anti-Telomerase siRNA mit Hilfe von Hyaluronsäure-modifizierten kationischen DOTAP/DOPE Liposomen in CD44-überexprimierende Lungenkrebszellen. Diese Liposomen konnten effizient die siRNA binden, gegen Abbau durch Nucleasen schützen und steigerten ihre Aufnahme in CD44-überexprimierende Lungenkrebszellen. Weiterhin verbesserte die Modifizierung die kolloidale Stabilität der Lipoplexe in Zellkulturmedium sowie deren Zytotoxizität.

Cancer development can be viewed as dysregulated repair. Antimicrobial peptides (AMPs) are effector molecules of the innate immune system with direct antimicrobial activity. Beside this host defence function several AMPs play a role in the regulation of inflammation and tissue repair. The aim of the present study was to investigate whether the human cathelicidin AMP LL-37/hCAP-18 is involved in the biology of lung cancer. Human cancer cell lines were found to express the human cathelicidin LL-37/hCAP-18 mRNA and peptide at different levels. Application of exogenous LL-37 at low concentrations to cancer cell lines increased proliferation and growth of anchorage-independent colonies. At the molecular level, LL-37 induced phosphorylation of the epidermal growth factor receptor (EGFR) and activation of downstream MAP kinase signalling pathways. Lung cancer cell lines that stably overexpress the peptide by means of a doxycycline-regulated promoter system also showed a faster growth. When these cell lines were injected subcutaneously into nude mice, cathelicidin overexpression resulted in increased tumourigenicity and the formation of significantly larger tumours. High concentrations of LL-37 resulted in induced cell death. Application of LL-37 in combination with cytostatic drugs resulted in increased cell death. In conclusion, the antimicrobial host defense peptide LL-37/hCAP-18 is involved in the biology of lung cancer., Tumorentstehung kann als fehl-regulierte Reparatur gesehen werden. Antimikrobielle Peptide (AMPs) sind Effektormoleküle des angeborenen Immunsystems. Neben dieser Abwehrfunktion spielen zahlreiche antimikrobielle Peptide eine Rolle in der Regulation von Entzündung und Gewebereparierung. Das Ziel dieser Arbeit war es heraus zu finden, ob das menschliche, antimikrobielle Cathelizidin LL-37/hCAP-18 die Biologie von Lungenkrebszellen beeinflusst. Es zeigte sich, dass menschliche Lungenkrebszelllinien das antimikrobielle Cathelizidin LL-37/hCAP-18 in verschiedenen Mengen expremieren. Applikation von niedrigen Konzentrationen an exogenem LL-37 erhöhte die Proliferation der Lungentumorzellen sowie das Wachstum von unabhängig vom Untergrund wachsenden Kolonien. Auf molekularer Ebene induzierte LL-37 die Phosphorylierung des Epidermalen Wachstumsfaktor Rezeptors (EGFR) und die Aktivierung von folgenden MAP Kinasen. Lungenkrebszelllinien, die das Peptid unter einem Doxycyclin abhängigen Promotor stabil überexpremieren zeigten ein signifikant schnelleres Wachstum. Nach Injektion unter die Haut von Nacktmäusen resultierte die Cathelizidin Überexpression in erhöhter Tumoregenität und der Bildung von signifikant größeren Kolonien. Hohe Konzentrationen an LL-37 resultierten in induziertem Zelltod. Die Zytostatika induzierte Apoptose wurde durch die Applikation des Peptids verstärkt. Die Ergebnisse zeigen, dass LL-37/hCAP-18 neben seiner antimikrobiellen sowie auch immunmodulatorischen Funktion einen Einfluss auf das Wachstum von Lungenkrebszellen hat.

In 2002 lung cancer was diagnosed in over 45 000 persons, 39 000 fatalities were registered. According to these statistics, lung cancer prognosis is one of the poorest. Main reason for is the late detection due to diagnosis via optical methods by which a tumor cannot be found till 300 to 400 days after incidence. In contrast, autoantibodies against tumorsuppressor p53 can be detected in blood serum 100 days after tumor development. As a diagnosis in this early stage is supposed to result in successful therapy in 80 percent of the cases. Hence, these antibodies are promising candidates in research of tumor markers. The antibodies are expected to be found in persons with mutated p53, but can be detected by standard ELISA in only about 40 percent of the persons with a diagnosed lung cancer although a p53 mutation is found in 65 percent. In this work a new immunoassay based on fluorescence tracing of p53 antibodies for the detection of lung cancer from human blood sera is presented. The fluorescence microscopic detection of antibodies against p53 by a sandwich method using peptide epitopes of the tumorsuppressor was successfully performed for three epitopes of which one was known to be immunodominant. For this peptide 12 out of 19 sera from lung cancer patients (63 percent) showed a significant reaction towards the peptides, whereas only 2 out of 21 healthy donor sera (10 percent) were tested positive. Two other peptides were equal apart from acetylation of one lysine within the sequence, that occurs in vivo as a reaction to DNA-damage. In contrast to the epitope mentioned above, both of them evoked significant responses from healthy donors' sera, but the non acetylated one was hardly detected in cancer patients' sera. It could be shown that, depending on the considered epitope, healthy individuals produce antibodies against tumorsuppressor p53, too. The sensitivity of the assay is about three times higher than the available ELISAs. Furthermore the new technique allows performance in less than three hours from undiluted sera and hence is less labor intensive. In contrast to standard ELISA, the new assay detects specifically antibodies against certain epitopes of the p53 protein. Hence it was possible to distinguish between epitopes that can be found in healthy blood donors and such ones, that are predominantly found in patients with lung cancer. The observed differences in the responses towards the two related epitopes proof, that posttranslational modifications are different in healthy individuals and cancer patients. As the new technique allows observation of in vivo p53 modification, it gives a tool for a deeper understanding of p53 regulation and tumor development., 2002 erkrankten in Deutschland etwa 45.000 Menschen an Lungenkrebs, rund 39.000 starben daran. Damit haben Patienten, die an dieser Krebsart erkrankt sind, nach solchen mit Bauchspeicheldrüsenkrebs und Speiseröhrenkrebs die schlechteste Heilungsprognose [Robert-Koch-Institut 2006]. Einer der Gründe hierfür ist, dass die Diagnose ausschließlich über bildgebende Diagnostik möglich ist. Da die Krankheit im frühen Stadium keine Beschwerden hervorruft, werden bösartige Veränderungen häufig erst gefunden, wenn die Tumorbildung schon weit fortgeschritten ist und sich Metastasen gebildet haben. Seit den neunziger Jahren werden Antikörper gegen den Tumorsuppressor p53 auf eine Funktion als globale Tumormarker hin untersucht, da bereits früh eine Korrelation zwischen vielen Krebserkrankungen und der Bildung dieser Antikörper nachgewiesen wurde. Veränderungen im Protein selber können in 67 Prozent der Lungenkrebspatienten nachgewiesen werden. Über den p53-ELISA, die derzeitige Standardmethode zum Nachweis seiner Antikörper, können jedoch nur in etwa 20 Prozent der Patienten Antikörper gegen das p53-Protein nachgewiesen werden. Eine Erhöhung dieses Anteils würde einen Nachweis zur Detektion von p53-Autoantikörpern im Rahmen der Krebsvorsorge sinnvoll machen. In dieser Arbeit wurde ein hochempfindlicher, beadbasierter Assay zum Nachweis von p53-Antikörpern entwickelt. Dieser ist mit 2 Stunden deutlich schneller als der ELISA, vermeidet unspezifische, adsorptive Reaktionsschritte sowie enzymatische Verstärkung des Signals und ist nicht auf einen Vergleich mit Standardproben angewiesen. Unter der Annahme, dass minimale Konzentrationen von p53-Antikörpern auch in gesunden Spendern zu finden sind, wurde auf die Verwendung des Gesamtproteins als Antigen verzichtet. Es wurden verschiedene immunodominante Epitope daraufhin untersucht, ob gesunde und Krebsseren unterschiedliche Reaktionen auf sie zeigen. Hierbei konnte festgestellt werden, dass verschiedene Epitope unterschiedlich auf gesunde Seren und solche von Spender mit einer diagnostizierten Krebserkrankung reagieren. Besonders ausgeprägt war der Unterschied in der Reaktivität bei einem, bereits als immunodominant bekannten, N-terminalen Epitop. Gegen dieses konnten in 65 Prozent der Krebsseren Antikörper nachgewiesen werden, währen nur 10 Prozent der gesunden Spender positiv reagierten. Auch wenn eine genaue Bestimmung der Detektionsgrenze nicht möglich ist, konnte festgestellt werden, dass der in dieser Arbeit entwickelte Nachweis deutlich empfindlicher als ein ELISA ist. Während dieser die niedrigen Antikörperkonzentrationen in Seren gesunder Spender nicht nachweisen kann, konnten mit dem entwickelten Assay je nach Epitop in bis zu 45 Prozent der Spender Antikörper nachgewiesen werden. Es gibt zwei Gründe für die erhöhte Sensitivität des neuen, fluoreszenzbasierten Nachweises. Durch den Verzicht auf einen adsorptiven Reaktionsschritt kann das Blutserum unverdünnt eingesetzt werden, ohne das Hintergrundsignal signifikant zu beeinflussen. Zu einer erhöhten Sensitivität trägt außerdem bei, dass der im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Nachweis nur zwei Inkubationsschritte mit den zugehörigen Waschschritten benötigt, während es im p53-ELISA vier sind. Die Vielfältigkeit des entwickelten Nachweises zeigt sich daran, dass einfache Modifikationen in der Versuchsführung eine genaue quantitative Bestimmung von Plasmaproteinen erlaubt. Das Ziel dieses zweiten Assays war es, einen quantitativen Nachweis zu entwickeln, der empfindlich genug für die Bestimmung von Plasmaproteinen wie IGF-I ist und ohne Waschschritte durchgeführt werden kann. In monoklonalen Experimenten konnte gezeigt werden, dass der Assay mit großer Genauigkeit die Konzentration von IGF angibt und bei einer Nachweisdauer von einer Stunde um ein vielfaches schneller als die derzeit im Laboralltag zum IGF-Nachweis verwendeten semiquantitativen ELISAs ist.