Hintergrund: Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist die dritthäufigste Ursache für tumorbedingte Todesfälle weltweit. Das HCC weist zudem eine hohe Resistenz gegenüber Chemotherapeutika auf. Die HCC-Behandlung kann in chirurgische und nicht-chirurgische Therapien unterteilt werden, die leberspezifisch oder systemisch sind. Bis 2018 war Sorafenib die einzige orale systemische Therapie für Patienten mit nicht resektablem HCC. Jedoch konnte Sorafenib ausschließlich bei Patienten mit guter Leberfunktion (Child-Pugh A), einem HCC Stadium BCLC-C oder Tumoren in einem früheren Stadium angewendet werden, die schnell wachsend sind oder bei denen keine lokale ablative oder chirurgische Therapie möglich war. Mit den „EASL Clinical Practice Guidelines: Management of hepatocellular carcinoma“ wurden neue Substanzen empfohlen und zugelassen, die das therapeutische Repertoire für HCC erweitern. Der Tumorsupressor p53 ist nicht nur das häufigste mutierte Gen bei Tumoren, sondern auch – zusammen mit p63 und p73 - ein essentieller Regulator des Zelltods. Da die molekularen Wirkungsmechanismen der neuen HCC-Therapeutika nur teilweise verstanden sind, war das Ziel dieser Studie die Identifikation der Mechanismen, über die diese Substanzen Zelltod im HCC induzieren.
Methoden: HepG2 humane Zellen wurden mit den Serumkonzentrationen der HCC-relevanten Therapeutika (Regorafenib 5 µM, Sorafenib 4.5 µM) für 24 - 72h inkubiert. Cabozantinib (2 µM), Lenvatinib (2,34 µM), Ramucirumab (6,96 µM) und Bleomycin (4 µM) wurden in 2x Serumkonzentration eingesetzt. DMSO wurde als Kontrolle benutzt. Pro- und antiapoptotische Mitglieder der Bcl-2 Familie wurden auf mRNA-Ebene mittels qPCR untersucht. Die Untersuchung der Proteine der p53-Familie erfolgte mittels Western Blot. Die Zellviabilität wurde mittels MTS-Assay analysiert und der Zelltod mittels Durchflusszytometrie nach DAPI/Annexin V Färbung bestimmt.
Ergebnisse: Die Viabilität der HepG2 Zellen war 48 h nach Behandlung mit Bleomycin, Sorafenib, Regorafenib und Cabozantinib um nahezu 50% reduziert. Die Ergebnisse der Durchflusszytometrie zeigten, dass Sorafenib und Regorafenib zwar Zelltod, aber keine Apoptose in Hep G2 Zellen induzieren. Nach Behandlung mit Sorafenib, Regorafenib und Cabozantinib zeigte sich eine Induktion von p63 und p73 und nur partiell eine Induktion von p53. Eine Spaltung von Caspase-3 sowie die Induktion proaptotischer Mitglieder der Bcl-2 Familie (Bax, Bak) konnten durch diese Targeted Therapies nicht induziert werden.
Schlussfolgerung: Neue HCC-Therapeutika können Zelltod in Hepatomzellen induzieren. Jedoch, auch wenn p53 von Sorafenib, Regorafenib und Cabozantinib hochreguliert wird, findet der Zelltod über einen apoptose-unabhängigen Mechanismus statt. Diese Ergebnisse erweitern nicht nur unsere Kenntnisse bezüglich der Wirkungsweise der HCC-Therapeutika, sondern deuten darüber hinaus darauf hin, dass die p53-Familie auch an der Regulation anderer apoptose-unabhängiger Zelltodarten beteiligt ist.
Einführung:
Die Histologie-Gewinnung ist die Grundlage für die Therapieplanung in der Hämatologie und Onkologie. Es gibt verschiedene Wege eine verlässliche Histologie zu erhalten, wie z.B. Endoskopie, CT gesteuerte Biopsie oder es ist in manchen Fällen sogar ein chirurgischer Eingriff notwendig.
Die Sonographie ist eine einfache und häufig verfügbare Methode mit der auch eine Ultraschall-gesteuerte Biopsie erfolgen kann. Wir berichten hier über die Zielregionen, Effektivität und die Komplikationsrate dieser Methode.
Methode:
Dieses ist eine retrospektive Analyse der Ultraschall-gesteuerten Biopsien in unserer Abteilung. Die Biopsien wurden mit einem Toshiba 400 Ultraschallgerät durchgeführt. Je nach Lokalisation erfolgte die Punktion mit einem „convex array“ Punktionsschallkopf oder mit einem Linearschallkopf in „Freihand“-Technik. Wir benutzten True-cut Nadeln (Achieve Programmable Automatic Biopsy systems) mit der Größe von 14G bis 18G, insbesondere 16 G. Die Biopsien wurden unter Lokalanästhesie und unter aseptischen Bedingungen durchgeführt. Bei jeder Lokalisation erfolgten durchschnittlich drei Biopsien und eine Zytologie-Gewinnung. Komplikationen wurden in drei Grade eingeteilt: 1 für geringe bis zu 3 für schwere Komplikationen.
Ergebnis:
Wir haben 1153 Biopsien mit folgenden Lokalisationen durchgeführt: Lymphknoten: 379, Leber: 316, Lunge: 125, Weichteile (z.B. Muskel, Haut): 110, Osteolysen: 54, Pankreas: 34, Abszess: 32 Peritoneum: 28, Brustdrüse: 23, Pleura: 10, Mediastinum: 8, Niere 8, Schilddrüse: 6, Lymphozele: 5, Nebenniere: 5, Retroperitoneum: 5, Milz: 2, Dünndarm: 1, Parotis 1, Zyste: 1.
In 96% der Fälle erhielten wir eine verlässliche Histologie, die keine weitere Intervention erforderte.
Komplikationen traten insgesamt in 4,5% der Fälle auf. Am häufigsten (3,7%) handelte es sich um geringe Komplikationen, wie ein kurzer selbstlimitierter Schmerz oder geringe selbstlimitierte Blutungen. Moderate Komplikationen waren mit 0,5% zu verzeichnen (wie z.B. ein Pneumothorax). Schwere Komplikationen traten bei 0,3% der Fälle auf, hierbei handelte es sich um Blutungen mit folgenden Interventionen. Todesfälle waren nicht zu verzeichnen.
Zusammenfassung:
Unsere Analyse zeigt, dass die Ultraschall-gesteuerte Biopsie bei einem breiten Spektrum an Lokalisationen sicher und effektiv durchgeführt werden kann.
Eine verlässliche Histologie konnten mit einer hohen Rate von 96% erzielt werden, so dass keine weitere Intervention notwendig war. Zusätzlich ist es eine sichere Methode mit einer niedrigen Komplikationsrate von insgesamt 4,5% hier insbesondere leichte Komplikationen (3,7%). Hieraus schließen wir, dass die Ultraschall-gesteuerte Biopsie ein effektives Werkzeug ist, welches das Potential hat, das diagnostische Vorgehen zu verkürzen.
Background and Aims
Development of primary liver cancer is a multi-stage process. Pre-neoplastic dysplastic lesions emerge on the basis of chronic liver damage and evolve into early hepatocellular carcinoma (eHCC) and, subsequently, progressed HCC (pHCC). Detailed molecular characterization and prediction of pre-neoplastic lesions at high risk for malignant transformation would significantly advance our diagnostic and therapeutic approaches. We here utilized integrative molecular analyses to characterize the sequential evolution of liver cancer and aimed to define key epigenetic drivers and biomarkers of HCC development and progression.
Methods
Methylation 450k-beadchip analyses were performed on cirrhotic liver (n=7), low- (n=4) and high-grade (n=9) dysplastic lesions, eHCC (n=5) and pHCC (n=3) from 8 HCC patients with chronic hepatitis B infection. Differentially methylated gene regions (DMGR) were identified in comparison to non-cirrhotic and non-infected liver (n=9). Potential epi-drivers and biomarkers were identified by integrative analyses of transcriptomic changes and validated in an independent cohort from the TCGA database.
Results
The proportion of hypermethylated DMGR progressively increased from cirrhosis over dysplastic- to HCC and peaked in eHCC lesions. Early epigenetic alterations involved signaling pathways related to cell death, apoptosis and immune regulation, while late changes centered on cell survival, growth and migration. A common regulation of stem cell-associated pathways including Wnt/b-catenin signaling was revealed in dysplastic as well as eHCC potentially predisposing tumor progression. Moreover, we identified 101 genes with significant methylom changes in dysplastic and cancerous lesions with concomitant progressive gene expression alterations in cancer tissue. We further defined an epi-panel of early epigenetic marks in dysplastic lesions including selected CpG-sites with confirmed differential methylation in cancer tissue and consequential transcriptional alterations of the target genes using an independent cohort of 362 HCC and 49 surrounding liver samples. Unsupervised hierarchical clustering confirmed a robust classification in malignant and non-malignant lesions.
Conclusion
Our results confirm that epigenetic changes occur early during hepatocarcinogenesis. Epigenetic modifications, therefore, might be of high diagnostic/predictive utility for the identification of dysplastic lesions at risk for cancer progression. The identified (epi-)panel of oncogenic epigenetic marks might be useful to complement phenotypic classifications and facilitate selection of lesions amenable to early therapeutic interventions.
Anamnese: Ein 19-jähriger Patient bekannt mit M. Crohn seit 2012 ist in unserer Klinik in April 2018 mit kolikartigen Bauchschmerzen, Gewichtsverlust von 7 kg und Verschlechterung seiner Diarrhoe vorgestellt worden. Seit der Erstdiagnose wurde er mit Mesalasin und Azathioprin behandelt. Die Therapie wurde in Dezember 2017 bei fehlendem klinischen Ansprechen auf Infliximab umgestellt. Der Patient erhielt seitdem 2 Infusionen mit 300 mg Infliximab.
Körperliche und laborchemische Untersuchung: Klinisch zeigte sich ein 19 jähriger, untergewichtiger (BMI 18) Patient mit einer Hepatosplenomegalie und einen perianalen Abszess. Laborchemisch sahen wir erhöhte Entzündungswerte CRP (58,2 mg/l), erhöhte LDH (5 µmol/s.l), Bilirubin (61.6 µmol/l), eine normozytäre Anämie (Hb 7,7 mmol/l) und eine Thrombozytopenie (Thrombozyten 134 Gpt /l) bei normaler Leukozytenzahl.
Bildmorphologische, endoskopische und histologische Befunde: In der Sonographie des Abdomens und Darmsonographie sahen wir eine Hepatosplenomegalie und eine entzündliche Aktivität im Dünndarm. Im CT-Abdomen und Thorax zeigten sich entzündliche Verdickung des terminalen Ileums mit lokaler reaktiver Lymphadenopathie (1,2 cm), eine Splenomegalie und Hepatomegalie. Das MR-Sellink zeigte eine multisegmentale entzündliche Wandverdickung im distalen Jejunum, Ileum, Zökum und Kolon descendens. In der ÖGD konnte eine Beteiligung des oberen Gastrointestinalentraktes ausgeschlossen werden. Die Koloskopie zeigte ulzerative Veränderungen der Ileozökalklappe und vereinzelte Ulzera im Ileum, Zökum, Kolon descendens und Rektum. Zur weiteren Abklärung der erhöhten Serum-Bilirubin und Hepatosplenomegalie erfolgte eine Leberbiopsie. Histologisch zeigte sich eine signifikante sinusoidale Dilatation und eine Infiltration durch T-Zellen. In der Knochenmarkaspiration konnte eine ausgeprägte Hyperzellularität als Beweis für eine myeloproliferative Neoplasie gesehen werden. Die weiteren histologische und genetische Untersuchungen der Leberbiopsie und des Knochenmarks konnten die Diagnose eines hepatosplenischen Gamma / Delta-T-Zell-Lymphoms der Stufe IVb stellen.
Verlauf und Zusammenfassung: Das hepatosplenische T-Zell-Lymphom (HSTCL) ist eine aggressive extranodale Form des non-Hodgkin-Lymphoms, die durch sinusoidale Infiltration der Leber, Milzparenchym, und Knochenmark mit Zytopenie und fehlender Lymphadenopathie charakterisiert ist. Es ist eine seltene und aggressive Krankheit, oft mit schlechter Prognose. Mit der zunehmenden Anzahl von berichteten Fällen von HSTCL bei Patienten unter Biologika und /oder Immunmodulatoren bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen scheint es einen Zusammenhang zwischen der Verwendung dieser und der Entwicklung von HSTCL zu geben. Bei Berücksichtigung der Seltenheit der Fälle (HSTCL) und der vielfältigen Komplikationen der unkontrollierten Erkrankungen (CED) überwiegt jedoch der Nutzen einer indizierten Behandlung das Risiko.
BACKGROUND: Distant metastasis is the leading cause of disease-related death among osteosarcoma patients. How cancer cells become metastatic and spread from the blood stream into secondary sites is still not fully understood. Studies in mice indicate that loss of the tumour suppressor Merlin (Moesin-Ezrin-Radixin-like protein) triggers highly metastatic osteosarcoma. Merlin is a multifunctional protein encoded by NF2 (neurofibromatosis type 2) gene. Analyses in cell culture suggest that Merlin establishes its tumour suppressor activity, at least in part, by forming an inhibitory complex with the cell surface protein “cluster of differentiation 44” (CD44). Consistently, numerous NF2 mutations in cancer patients are predicted to disturb the interaction of Merlin with CD44. We hypothesised that upon loss of Merlin, the complex with CD44 would not form releasing CD44 for putative tumour- or metastasis-promoting functions.
METHODS: To evaluate the relevance of Merlin-CD44 interaction in vivo, we disrupted the Cd44 gene and tested the effect on spontaneous tumour growth and progression in mice carrying a mutation in one Nf2 allele. Subsequently, primary osteosarcoma cells were isolated from Nf2-mutant mice and Cd44 expression was manipulated using CRISPR-Cas9 and lentiviral constructs. These osteosarcoma cells with manipulated CD44 expression were subjected to in vitro and in vivo assays addressing cancer relevant processes. Moreover, we analysed expression profiles of Cd44 and Nf2 in a panel of 23 human osteosarcoma samples of primary and metastatic origin from publically available database.
RESULTS: Compared to wild-type mice, heterozygous Nf2-mutant mice developed osteosarcomas, fibrosarcomas as well as hepatocellular carcinomas at increased frequencies. In contrast to Cd44-positive Nf2-mutant mice, none of the Cd44-negative mice analysed developed hepatocellular carcinomas. Importantly, while the absence of Cd44 gene had no effect on the frequency of osteosarcoma generation, it strongly diminished osteosarcoma metastasis formation in the Nf2-mutant mice. In vitro assays identified adhesion and transendothelial migration as the most prominent cellular phenotypes dependent on CD44. These properties correlated with an increased potential of Cd44-positive (compared to Cd44-negative) osteosarcoma cells to form lung metastases upon tail vein injection in vivo. The shortest standard isoform of CD44 was identified as sufficient to reconstitute the transendothelial migration and metastatic potential of Cd44-negative osteosarcoma cells. Analysis of publically available expression datasets revealed that increased expression of CD44 and downregulation of NF2 might also promote metastasis of human osteosarcoma.
SIGNIFICANCE: Our results strongly suggest that in the absence of Merlin, CD44 plays a tumour and metastasis promoting role. Osteosarcoma cells may profit from the expression of CD44 in order to colonise distant sites.
Hintergrund: Die nichtalkoholische Fettlebererkrankung (NAFLE) zeigt weltweit, insbesondere in Industrieländern eine steigende Prävalenz. Eine inaktive Lebensweise und unausgewogene kalorienreiche Ernährung sind mit Fettleibigkeit und dem metabolischen Syndrom, das die NAFLE fördert, verbunden. Die westliche Ernährung umfasst Fast- oder Junk-Food und ist eine schnelle Alternative zu hausgemachten Speisen mit einem hohen Anteil an gesättigten Fettsäuren, Zucker, Salz und Kalorien. Fast Food steht im Zusammenhang mit einer steigenden Prävalenz von Fettleibigkeit und dem metabolischen Syndrom, das häufig im Übermaß konsumiert wird, und den bevorzugten Nahrungsmitteltyp mehrerer Essstörungen wie Bulimie oder dem Binge-Eating Syndrom darstellen. Diese Essstörungen wurden bereits im Zusammenhang mit der NAFLE oder auch dem akuten Leberversagen beschrieben. Bislang ist unklar, welche Auswirkungen eine übermäßige Nahrungsaufnahme auf die akute und chronische Schädigung der Leber hat. Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen einer einzelnen Fast Food Binge-Episode auf die Leber, den Gallensäuremetabolismus und das Darmmikrobiom zu untersuchen.
Methoden: Es wurden 25 gesunde Personen eingeschlossen und Baseline Serumwerte von Transaminasen, Zelltodmarkern, primären und sekundären Gallensäuren sowie das Lipidprofil gemessen. Zur Quantifizierung der hepatischen Steatose, führten wir eine transiente Elastographie (Fibroscan) durch und bestimmten den Controlled Attenuation Parameter (CAP). Später an diesem Tag erhielten die Teilnehmer eine kalorienreiche Fast Food Mahlzeit ihrer Wahl und wurden aufgefordert, zwei Stunden lang oder bis zur vollständigen Sättigung weiter zu essen. Wir wiederholten alle oben genannten Untersuchungen am folgenden Tag und sammelten vor und nach dem Nahrungsüberschuss Stuhlproben für die Untersuchung des Mikrobioms
Ergebnisse: Am Tag nach der Mahlzeit stieg der CAP geringfügig an, während die Gesamtmenge der Nüchtern-Gallensäuren einen kräftigen Anstieg ohne Veränderungen der FGF-19-Werte zeigte. Die Serumspiegel der primären und sekundären Gallensäuren zeigten eine Erhöhung, aber interessanterweise war die Konzentration der Gallensäure Tauro-Lithocholsäure (TLCA) nach der Fast Food Episode gesunken. Serumtransaminasen, Cholesterin- und Bilirubinspiegel waren am Tag nach der Fast Food Mahlzeit signifikant niedriger. Zelltodmarker (M65, M30) und inflammatorische Zytokine (TNFalpha, IL1-beta) zeigten keine signifikanten Unterschiede. Die Ergebnisse der Mikrobiom-Analyse wiesen keine Unterschiede vor und nach der Fast Food Episode auf.
Schlussfolgerung: Die Einnahme einer einzigen überschüssigen Fast Food Mahlzeit führt zu einem robusten Anstieg der Gesamt-Gallensäuren im Serum und zur Abnahme von Serum-Bilirubin, Transaminasen, Cholesterin und der Gallensäure TLCA 12 Stunden nach der Mahlzeit, was auf eine Beeinflussung von Transport und Homöostase der Gallensäuren schließen lässt.
Einleitung: Die spontan bakterielle Peritonitis (SBP) ist eine schwere Komplikation der Leberzirrhose mit einer 1-Jahres-Mortalität von 93%. Die Pathogenese ist noch nicht vollständig verstanden, jedoch spielt die Translokation von Darmbakterien in die mesenterialen Lymphknoten und die Aszitesflüssigkeit eine wichtige Rolle. Gemäß der S3-Leitlinie „Aszites, spontan bakterielle Peritonitis, hepatorenales Syndrom“ erfolgt die SBP-Diagnose anhand des Nachweises von >250 polymorphonuklearer (PMN) Zellen pro µl Aszites. Da eine sofortige Antibiose essentiell ist, müssen dringend neue molekulareParameter identifiziert werden, die eine SBP-Früherkennung ermöglichen.
Ziel: Ziel unsererArbeit war deshalb die Identifizierung neuer Biomarker im Aszites von Leberzirrhosepatienten zur SBP-Früherkennung.
Methoden: Aszitesproben von Leberzirrhosepatienten wurden asserviert. Die Proteinmengen der potentiellen Biomarker Lactoferrin, C3a, IP-10, IL-6, IL-8 und IL-10 wurden mittels ELISA, der Gesamtproteingehalt mittels BCA-Test bestimmt.
Ergebnisse: 69 Aszitesproben von 41 Patienten (Alter 23-77 Jahre; 78% männlich, 22% weiblich; 58,5% äthyltoxisch, 19,5% kryptogen, 7,3% nutritiv-toxisch, 4,9% viral, 2,4% autoimmun, 2,4% PBC, 2,4% nicht-alkoholische Steatohepatitis, 2,4% BuddChiari Syndrom) wurden untersucht. In 8 Proben (11,6%) lag eine gesicherte SBP-Diagnose vor. In 13 Proben (18,8%) lag die PMN-Zellzahl bei > 100 pro µl. Die Lactoferrinspiegel bei SBP (1006 ng/ml) waren gegenüber nicht-SBP-Proben (75 ng/ml) stark erhöht. Verlaufsproben ergaben, dass die Lactoferrinmenge bereits im SBP-Frühstadium ansteigt und mit dem Krankheitsverlauf bzw. der Therapieantwort korreliert. Die C3a-Spiegel warenim Vergleich zu nicht SBP-Proben (974 ng/ml) bei SBP (511 ng/ml) verringert und korrelierten ebenfalls mit dem Krankheitsverlauf. IP-10 sowie relevante Mengen von IL-6, IL-8 und IL-10 wurden in allen Proben nachgewiesen, zeigten jedoch keine Assoziation zum Frühstadium der SBP.
Schlussfolgerung: Lactoferrin und C3a sind molekulare Komponenten des Aszites, deren Menge mit dem Krankheitsverlauf bei SBP assoziiert werden können. Darüber hinaus sind inflammatorische Aktivitäten bei beginnender SBP bereits ab einer Zellzahl von über 100 Granulozyten pro µl nachweisbar. Die Vielzahl weiterer Entzündungsmediatoren und Zytokineunterstreicht die enorme inflammatorische Aktivität im Aszites bei Leberzirrhose, auf deren Basis neue Früherkennungssysteme zur SBP-Diagnose entwickelt werden können.
Background: With a worldwide prevalence of 14 million patients, hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common primary malignant neoplasia of the liver (85-90%) and displays the second highest tumor related mortality, often with poor prognosis upon diagnosis. The insulin like growth factor (IGF) system promotes growth and cell survival via IGF binding to the IGF receptor. Insulin like growth factor binding proteins (IGFBPs) control IGF availability by competitive binding of IGF, therefore limiting proliferative IGF effects. We previously identified IGFBP2 as a target gene of the p53 family, especially of p73, in HCC. These tumor suppressors reply to cellular stress signals by induction of senescence or apoptosis. However, physiologic functions of p53-family induced IGFBP2 in HCC are so far unknown. Thus, effects of IGFBP2 on HCC cell viability, proliferation and migration were evaluated and IGFBP2 induction by HCC-relevant therapeutics was studied.
Methods: IGF secretion and surface levels of IGF receptors were analyzed in the human HCC cell line Hep3B. Cells were cultured with recombinant IGFBP2 (100 -1000 ng/ml). Proliferation was measured by flow cytometry, cell viability was determined by MTS assay and cell migration was analyzed using a wound healing model. Activation of the IGF pathway was also determined by milliplex assay. Moreover, effects of HCC-relevant therapeutics on IGFBP2 and p73 were analyzed by Western blot, qPCR and ELISA.
Results: Hep3B cells displayed an intact IGF system, indicated by IGF secretion and surface expression of insulin receptor and IGF receptor 1. Generally, in the presence of IGFBP2 cell viability of Hep3B cells increased in a time-dependent fashion, where most pronounced effects were observed using concentrations between 100 and 500 ng/ml. Highest induction rates in proliferation were detected using IGFBP2 levels between 100 and 250 ng/ml with a 13- and 18-fold increase at 48 h, decreasing thereafter. Concordantly, IGFBP2 doses between 100 and 500 ng/ml resulted in enhanced cell migration. Additionally, treatment with recombinant IGFBP2 resulted in decreased activation of the IGF pathway. Interestingly, treatment of Hep3B cells with bleomycin, doxorubicin and regorafenib caused an induction of both TP73 and IGFBP2.
Conclusion: Although being regarded as growth-limiting factor within the IGF-system, recombinant IGFBP2 exerted proliferative effects on HCC cells. Since an induction of IGF signaling was not observed, the exact mechanisms of action need further elucidation. Nonetheless, IGFBP2 was shown to be a p53 family target gene and was induced by HCC-relevant therapeutics together with the tumor suppressor p73. We therefore hypothesize, that p53-family-mediated mechanisms must exist which redirect IGFBP2-dependent signaling towards growth inhibition. Thus, detailed elucidation of signal transduction on the p73-IGFBP2-axis is indispensable to develop novel diagnostic and therapeutic options for HCC.
Hintergrund: Der zelluläre Metabolismus dient nicht allein der Energiegewinnung von Zellen sondern steht auch im engen Zusammenhang mit Signalkaskaden, die Zelltod, Proliferation sowie Differenzierung steuern. Dimethylfumarat (DMF), ein Diester der Fumarsäure mit Methanol wird seit einigen Jahren zur Behandlung von Psoriasis (Fumaderm®) und Multipler Sklerose (Tecfidera®) eingesetzt. Wir konnten zeigen, dass DMF in verschiedenen soliden Tumorzelllinien (z.B. PC3, HCT116, MDA-MB231) zu einer erhöhten Glycolyserate und zu einer verminderten mitochondrialen Respiration führt. Durch die Zugabe von DMF könnte somit eine ATP-Depletion erreicht werden, die die Zellproliferation stoppt und Zelltod induziert.
Methoden: Die humanen Lebertumorzellen HepG2 und Huh7 wurden mit DMF (12,5 µM bis 100 µM) oder 2-Desoxyglukose (2-DG), einen Inhibitor der Glucose-6-phosphat-Isomerase (1,1 mM bis 5,6 mM für HepG2 und 2,5 mM bis 12,5 mM für Huh7, abhängig von der Konzentration an Glukose im Medium) für bis zu 72 h inkubiert. Die Zelltodinduktion wurde mit Hilfe eines Lumineszenz basierten Viabilitätsassays ermittelt. Die Charakterisierung des Zelltods erfolgte mittels Durchflusszytometrie (FACS) und Doppelfärbung mit DAPI und Annexin V.
Ergebnisse: Die Behandlung mit DMF führte in den humanen Tumorleberzelllinien HepG2 und Huh7 zu einer Dosis- und Zeit-abhängigen Induktion von Zelltod. Die größten Effekte wurden bei einer Konzentration von 100 µM DMF und einer Behandlungsdauer von 72 h beobachtet. Zusätzlich wurden die beiden Zelllinien mit 2-DG behandelt. Dabei konnte die Induktion des Zelltods bereits nach 24 h Behandlungsdauer beobachtet werden. Die größten Effekte für HepG2 konnten mit einer Konzentration von 5,6 mM 2-DG und einer Behandlungsdauer von 72 h erzielt werden, bei der Zelllinie Huh7 bei einer Konzentration von 12,5 mM 2-DG. Huh7 reagierte stärker auf 2-DG.
Schlussfolgerung: Solide Tumorerkrankungen wie das HCC zeichnen sich durch eine hohe eine Mortalität im Vergleich zu anderen Tumorentitäten aus. Wir konnten zeigen, dass DMF in der Lage ist Zelltod im HCC Zelllinien zu induzieren. DMF ist bereits seit vielen Jahren im klinischen Gebrauch und weist im Gegensatz zu etablierten Krebstherapeutika nur geringe Nebenwirkungen auf. DMF könnte somit als mögliche neue Therapieoption für die Behandlung solider Tumore wie dem HCC dienen.
Einleitung:
Stuhltransplantation (FMT) ist eine empfohlene Therapieoption bei rezidivierenden oder therapierefraktären Clostridioides difficile Infektionen (CDI). Zunehmende Evidenz deutet auf einen potentiellen Nutzen der FMT auch für andere Erkrankungen, wie das metabolische Syndrom oder chronisch entzündliche Darmerkrankungen, hin. Es existieren unterschiedliche Applikationswege und Applikationsprotokolle. Mit dieser Arbeit wollten wir die bevölkerungsbezogenen Präferenzen in Hinblick auf die FMT beurteilen. Der Hauptfokus der Untersuchungen lag in der Evaluation der Bereitschaft zur FMT, potenzieller Ängste und Bedenken sowie methodologischen Präferenzen.
Methode:
Eine strukturierte Umfrage mittels Fragebögen zur FMT wurde 2014 bis 2015 in Sachsen-Anhalt durchgeführt. Die Zielkohorte beinhaltete Teile der Allgemeinbevölkerung, Patienten sowie Personen mit Bezug zum Gesundheitssystem (Ärzte, Pflegepersonal). Es standen 501 Fragebögen bei einer Rückläuferquote von 98% für die Analysen zur Verfügung.
Ergebnisse:
Im Falle einer CDI würden insgesamt 82,2% der Probanden eine FMT als Therapie in Betracht ziehen, während nur 4,6% die FMT als Behandlungsoption ablehnen. 83,4% der Teilnehmer waren nicht ausreichend über verschiedenen FMT-Applikationswege informiert. Bei 41,7% der Befragten würde der Applikationsweg eine wichtige Rolle bei der Entscheidung zur FMT spielen. Insgesamt 11,4% der Teilnehmer würden eine Applikation über eine Sonde (nasojejunal/gastral), 49,9% über eine Koloskopie und 63,1% über Kapseln bevorzugen. Nur 23,5% der Befragten hatten subjektiv ausreichendes Wissen über die Option verschiedener Spender. 64,3% der Befragten würden einen Spender aus ihrer Familie/Angehörigen bevorzugen, 58,9% würden sogar ihren eigenen Stuhl für eine FMT in Betracht ziehen, und nur 20,6% würden einen unbekannten Spender bevorzugen. Ein mögliches Infektionsrisiko wurde von 45,9% als größtes Bedenken angegeben.
Zusammenfassung:
FMT wird in der deutschen Bevölkerung gut akzeptiert. Es liegt eine hohe Bereitschaft zur Therapie im Erkrankungsfall vor, auch wenn gewisse Bedenken und Unklarheiten hinsichtlich des Applikationsweges und des bevorzugten Spenders existieren. Die Kenntnisse potentieller Sorgen und Bedenken sollen bei der Aufklärung und Durchführung einer FMT berücksichtigt werden.
Background and Aims: Hepatocellular carcinoma (HCC) is highly vascular tumor where activation of neo-angiogenic processes during disease progression is frequently associated with poor clinical outcome. Consequently, inhibition of neo-angiogenesis is an effective treatment strategy for advanced HCC. However, development of chemoresistance is observed in the majority of patients. Evidence suggests that cancer stem cells (CSCs) may contribute to the acquisition of resistance in many solid tumors, but their exact role in this process for HCC remains to be defined. Here, we evaluate the importance of CSCs in the development of resistance and relapse formation after exposure to different anti-angiogenic therapies in HCC and define concomitant adaptive molecular changes.
Method: Four HCC cell lines and two primary HCC isolates were exposed to sorafenib and sunitinib for a total of 14 days. The treatment effects on CSCs were estimated by sphere forming capacity in vitro and tumor-initiating potential in vivo, as well as the side-population (SP) approach. Expression of key oncogenic and CSC markers, such as EpCAM, CD133 and ABCG2 transporter, were assessed by qRT-PCR and flow cytometry. Furthermore, whole transcriptome analyses were performed across the cell lines.
Results: Both treatments effectively reduced oncogenic properties in all investigated HCC cells. However, sustained anti-proliferative effect after treatments was observed in only one cell line. In three other lines initial treatment effect was subsequently followed by rapid re-growth thereby mimicking the responses observed in patients. Interestingly, two cell lines showed differential response to applied drugs, showing anti-proliferative effects to sorafenib, while relapse formation occurred after sunitinib treatments. While anti-oncogenic effects in sensitive cell lines were associated with significant reduction in sphere forming and tumor-initiating capacity, CSC marker EpCAM as well as SP cells, resistant cell line showed transient increased in CSC properties. Acquired resistance to both drugs uniformly developed in cell lines suggesting that common molecular mechanisms might be operative. These adaptive molecular changes involved signaling pathways known to be associated to cell survival, proliferation and cell cycle regulation (RAS, AKT, MYC, P53), as well as angiogenesis (VEGFR, PDGFR). Furthermore, the resistant cell lines showed compensatory upregulation of key oncogenic molecules such as EGFR as well as multidrug resistance ABC transporters.
Conclusion: Our model recapitulates features of drug resistance observed in human HCC patients. Resistance to anti-angiogenic therapies might be fueled by transient expansion of CSCs. Therefore, specific targeting of CSCs as well as pro-oncogenic compensatory signaling pathways might be an effective therapeutic strategy to overcome resistance in HCC.