Cancer is a leading cause of death worldwide. Development of new cancer drugs is increasingly costly and time-consuming. By exploiting massive amounts of biological data, computational repositioning proposes new uses for old drugs to reduce these development hurdles. A promising approach is the systematic analysis of structural data for identification of shared binding pockets and modes of action. In this thesis, I developed the Protein-Ligand Interaction Profiler (PLIP), which characterizes and indexes protein-ligand interactions to enable comparative analyses and searching in all available structures. Following, I applied PLIP to identify new treatment options in cancer: the heat shock protein Hsp27 confers resistance to drugs in cancer cells and is therefore an attractive target with a postulated drug binding site. Starting from Hsp27, I used PLIP to define an interaction profile to screen all structures from the Protein Data Bank (PDB). The top prediction was experimentally validated in vitro. It inhibits Hsp27 and significantly reduces resistance of multiple myeloma cells against the chemotherapeutic agent bortezomib. Besides computational repositioning, PLIP is used in docking, binding mode analysis, quantification of interactions and many other applications as evidenced by over 12,000 users so far. PLIP is provided to the community online and as open source.

Die Palliativversorgung (PV) verfolgt das Ziel, die Lebensqualität in der noch verbleibenden Lebenszeit von Patienten mit lebensbedrohlichen Erkrankungen zu maximieren. Deutschland verfügt mittlerweile über ein umfassendes PV-System im ambulanten und stationären Sektor und einen Anspruch auf PV als Teil der Regelversorgung. Im Rahmen dieser Untersuchung soll überprüft werden, ob die Inanspruchnahme der PV-Institutionen der vom Gesetzgeber und medizinischen Experten intendierten Reihenfolge entspricht und ob es Überlebenszeit- oder Gesundheitsausgabenunterschiede gibt (jeweils im Vergleich zu Nicht-Palliativpatienten). Dazu wird ein Paneldatensatz der AOK PLUS (Sachsen und Thüringen) mit Patienten verwendet, die zwischen 2009 und 2012 an einer Krebserkrankung litten (n=447.191). PV-Patienten werden entsprechend ihres Inanspruchnahmeverhaltens in vier Interventionsgruppen eingeteilt, von denen jeder mittels Propensity Score Matchings eine eigene Kontrollgruppe zugeordnet wird. Als statistische Werkzeuge werden v.a. Übergangswahrscheinlichkeiten, Kaplan-Meier-Überlebensfunktionen sowie lineare und nicht-lineare Regressionsmodelle verwendet. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Reihenfolge der Inanspruchnahme im Einklang mit Gesetzen und Richtlinien ist. Überlebensnachteile der PV-Patienten können nicht festgestellt werden. Die Gesundheitsausgaben steigen nach erstmaliger Inanspruchnahme einer PV-Institution in allen Stichproben stark an. Dieses Ergebnis ist sehr robust gegenüber Änderungen der Modellspezifikation, des Modelltyps und der Stichprobe. Die Ergebnisse lassen auf eine hohe Struktur- und Prozessqualität der PV-Angebote schließen. Jedoch führt die Inanspruchnahme von PV in ihrer derzeitigen Form offenbar nicht zu Einsparungen. Ein weiterer Ausbau des PV-Systems finanziert sich demnach nicht „von selbst“. Aufgrund der sehr kurzen Nachbetrachtungszeiträume bleibt die gesundheitsökonomische Analyse der PV weiterhin herausfordernd. / Palliative Care (PC) is an approach for patients with life-threatening diseases that focuses on improving quality of life rather than maximizing the remaining life time. Meanwhile, Germany possesses a comprehensive PC system in the ambulatory and inpatient sector where PC treatments are part of standard care. The objective of this research is to evaluate whether patients are using PC institutions as intended by law and medical experts and whether PC patients differ in terms of survival time or health care expenditures (HCE) in comparison to non-PC patients. For this purpose, a panel data set from the statutory health insurance AOK PLUS (covering the German federal states Thuringia and Saxony) is used, that includes all deceased cancer patients between 2009 and 2012 (n=447,191). According to their usage of PC institutions, PC patients were grouped into four different intervention groups and thus each of them was paired with a control group derived from a propensity score matching. A variety of statistical tools has been used, e.g. transition probabilities, Kaplan-Meier survival functions as well as linear and non-linear regression models. Results show that the intended sequences of PC usage are in accordance with law and medical guidelines. There are no disadvantages in survival of PC patients. In all four samples, HCE of PC patients are higher after the initial contact with a PC institution. This result is very robust against adjustments to the model specification, the model type and the sample. Results suggest that structural and process quality of PC is high. However, no saving effect can be identified for PC in its current form. A further extension of the PC system is therefore not “self-financing”. Due to the very short post treatment time, health economic analysis of PC remains challenging.

Hintergrund In den letzten Jahrzehnten hat die Bedeutung des Hautkrebses in der Bevölkerung stark zugenommen. Mit zunehmender Inzidenzrate zählt Hautkrebs zu den weltweit am häufigsten auftretenden Krebsarten. In Deutschland erkrankten 2013 über 260.000 Menschen neu an Hautkrebs – davon etwa 26.000 Menschen am malignen Melanom und 234.000 an nicht-melanozytären Hauttumoren. Expositionelle Hauptrisikofaktoren sind eine übermäßige Belastung durch ultraviolette Strahlung und Sonnenbrände, v. a. im Kindes- und Jugendalter. Zur Verringerung der Erkrankungswahrscheinlichkeit werden in dem Leit-linienprogramm Onkologie „S3-Prävention von Hautkrebs“ konkrete Primärpräventionsmaßnahmen vorgeschlagen, welche in Bezug auf das Setting „Kindertageseinrichtungen“ in der hier vorliegenden Arbeit aufgegriffen werden. Es handelt sich dabei vor allem um Empfehlungen zum Sonnenschutz, wie das Aufsuchen von Schattenplätzen, insbesondere in der Zeit von 11 bis 16 Uhr in den Monaten April bis September, das Tragen von Sonnenschutzkleidung und -brillen sowie das Verwenden von Sonnenschutzmitteln. Fragestellung Das Ziel der vorliegenden Studie ist, die verhaltens- und verhältnispräventiven Maßnah-men zur Reduktion der UV-Strahlenexposition in sächsischen Kindertagesstätten unter Berücksichtigung grundstruktureller Einflussfaktoren (z. B. Trägerschaft, Personalschlüs-sel, Einzugsgebiet, Einrichtungsart und -größe) aufzuzeigen, um den Hautkrebspräventionsbedarf abschätzen und mögliche Handlungsempfehlungen sowohl für Eltern, Erzieherinnen und Erzieher sowie Kindertagesstättenleitungen und übergeordneten Instanzen geben zu können. Methode Bei der hier vorliegenden empirischen Untersuchung handelt es sich um eine quantitative Ist-Analyse, bei der die Datenerhebung in Form einer selbstadministrierten Online-Befragung stattfand. Die Bedarfsermittlung wurde zu einem Messzeitpunkt durchgeführt und beinhaltet retrospektive Untersuchungseinheiten zum Thema Sonnenschutz. Es handelt sich dabei um eine einfache probabilistische Stichprobe, die sich mit einer akzeptablen Ausschöpfungsquote (24,5 %) aus 526 der 2145 für die Studie zugänglichen sächsischen Kindertagesstätten zusammensetzt. Neben den strukturellen Merkmalen der Kindertageseinrichtungen wurden die Verwendung von Sonnenschutzutensilien sowie das Vorhandensein technischer und die Ausführung organisatorischer Sonnenschutzmaßnahmen als Indikatoren dermatoonkologischer Verhaltens- und Verhältnisprävention erfragt. Die Datenanalyse erfolgte sowohl deskriptiv in Form von Häufigkeitsanalysen als auch inferenzstatistisch über das Aufzeigen kausaler Zusammenhänge mit Hilfe des Kruskal-Wallis-Tests. Ergebnisse Anhand der Angaben konnte bei 82,1 % der befragten sächsischen Kindertagesstätten eine geeignete Sonnenschutzstrategie beobachtet werden. Demnach besteht bei 17,9 % der untersuchten Kindertageseinrichtungen ein Bedarf an Hautkrebsprävention. Die Mehr-heit der Einrichtungen gab an, auf einen Schutz der Kinder durch Sonnenhut (97,7 %), Sonnencreme (93,5 %) und Kleidung (91,6 %) zu achten. Die Verwendung von Sonnenbrillen wurde jedoch nur von den wenigsten Kindertagesstätten (10,7 %) als Sonnenschutzmaßnahme angegeben. Im Durchschnitt gab fast die Hälfte der befragten Einrich-tungen (48,6 %) an, dass sich die zu betreuenden Kinder zwischen 11 und 15 Uhr im Freien aufhalten, obwohl fast 34 % der Kindertagesstätten die Beschattung der Freifläche als unzureichend beschreiben und nur 31,2 % der Einrichtungen angeben haben, die Sonnenmonate April bis September für die Ausführung verhaltenspräventiver Sonnenschutzmaßnahmen zu berücksichtigen. Eine sich daraus ergebende Optimierung derma-toonkologischer Primärpräventionsmaßnahmen im Setting „Kindertageseinrichtung“ wird zudem durch die Kindertagesstätten selbst bestätigt, die sich zum größten Teil für einen Handlungsbedarf zum Thema Sonnenschutz aussprechen (95,1 %). Vor allem betonen sie dabei die Forderung nach mehr Mitwirkung der Eltern und Trägerschaft, da laut Angaben in fast 43 % der befragten Einrichtungen weniger als die Hälfte der Kindergartenkinder in den Sommermonaten mit Sonnenschutzmittel eingecremt in die Betreuung gebracht werden und 60 % der Einrichtungen keine Möglichkeiten haben, entsprechend ausreichende Sonnenschutzmittel selbst zu finanzieren. Eine besondere Berücksichtigung bei der Verbesserung verhältnispräventiver Sonnenschutzmaßnahmen zeigt sich in Bezug auf kleine und mittelgroße Einrichtungen, Wald- und Bauernhofkindertagesstätten sowie Einrichtungen, die von Betrieben getragen werden (p < 0.05). Schlussfolgerungen Die vorliegende Bedarfserhebung zeigt sich als repräsentative Studie. Den Ergebnissen zu Folge, ist es durchaus empfehlenswert sächsischen Kindertagesstätten Handlungsmöglichkeiten für eine noch geeignetere Hautkrebsprävention aufzuzeigen. Sächsischen Kindertagesstätten kann eine Optimierung hinsichtlich der Beschattungssituation, der Planung von Außenaktivitäten und der Verwendung von Sonnenschutzbrillen sowie der Beschaffung entsprechender Sonnenschutzmittel vorgeschlagen werden. Eine Mitwirkung der Eltern, Erzieherinnen und Erzieher sowie Einrichtungsleitungen, Trägerschaften und übergeordnete Instanzen würde sich zur Unterstützung der Vermeidung übermäßiger Exposition ultravioletter Strahlung und adäquater Verhinderung von Sonnenbränden an-bieten, um vor allem bei Kindergartenkindern das Risiko reduzieren zu können, später an einem malignen Melanom oder nicht-melanozytären Hautkrebs zu erkranken.

Distant brain metastases from oral squamous cell carcinomas (OSCC) are extremely rare. Here we describe a case of a 53-year-old man with a primary OSCC who referred to the neurosurgical department because of epileptic seizures. MR imaging revealed an enhancing lesion in the right parietal lobe. A craniotomy with tumor removing was performed. Histopathological examination verified an invasive, minimally differentiated metastasis of the primary OSCC. The patient refused whole brain radiation therapy and died from pulmonary metastatic disease 10 months after the neurosurgical intervention without any cerebral recurrence. To the authors’ knowledge, only two similar cases have been previously reported.

Our aim was to determine the characteristics, treatments and outcomes of patients with primary spinal glioblastomas (GB) or gliosarcomas (GS) reported in literature until March 2015. PubMed and Web of Science were searched for peer-reviewed articles pertaining to cases of glioblastomas / gliosarcomas with primary spinal origin, using predefined search terms. Furthermore we performed hand searches tracking the references from the selected papers. Eighty-two articles published between 1938 and March 2015 were eligible. They reported on 157 patients. Median age at diagnosis was 22 years. The proportion of patients who received adjuvant chemo- or radiotherapy clearly increased from the time before 1980 until present. Median overall survival from diagnosis was 8.0 ± 0.9 months. On univariate analysis age influenced overall survival, whereas tumor location, gender and the extent of initial resection did not. Outcomes did not differ between children (< 18 years) and adults. However, the patients who were treated after 1980 achieved longer survival times than the patients treated before. On multivariable analysis only age (< 60 years) and the time period of treatment (>1980) were confirmed as positive independent prognostic factors. In conclusion, primary spinal GB / GS mainly affect younger patients and are associated with a dismal prognosis. However, most likely due to the increasing use of adjuvant treatment, modest therapeutic progress has been achieved over recent decades. The characteristics and treatments of primary spinal glioblastomas should be entered into a central registry in order to gain more information about the ideal treatment approach in the future.

Background: Tumor cells are highly dependent on glucose even in the presence of oxygen. This concept called the Warburg effect is a hallmark of cancer and strategies are considered to therapeutically exploit the phenomenon such as ketogenic diets. The success of such strategies is dependent on a profound understanding of tumor cell metabolism. With new techniques it is now possible to thoroughly analyze the metabolic responses to the withdrawal of substrates and their substitution by others. In the present study we used gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) to analyze how glioblastoma brain tumor cells respond metabolically when glucose is withdrawn and substituted by pyruvate. Methods: Glioblastoma brain tumor cells were cultivated in medium with high (25 mM), medium (11 mM) or low (5.5 mM) glucose concentration or with pyruvate (5 mM). After 24 h GC-MS metabolite profiling was performed. Results: The abundances of most metabolites were dependent on the supply of glucose in tendency but not in a linear manner indicating saturation at high glucose. Noteworthy, a high level of sorbitol production and release was observed at high concentrations of glucose and high release of alanine, aspartate and citrate were observed when glucose was substituted by pyruvate. Intermediates of the TCA cycle were present under all nutritional conditions and evidence was found that cells may perform gluconeogenesis from pyruvate. Conclusions: Our experiments reveal a high plasticity of glioblastoma cells to changes in nutritional supply which has to be taken into account in clinical trials in which specific diets are considered for therapy.

Wenn das eigene Kind an Krebs erkrankt, werden die Eltern mit massiven organisatorischen und psychosozialen Belastungen konfrontiert. Die Frage nach der Situation der Väter wurde in wissenschaftlichen Untersuchungen dabei bisher vernachlässigt, in aktuellen Fachdiskussionen zeigt sie aber mehr und mehr Präsenz. Ziel dieser Studie ist deshalb, zu erforschen, wie Väter die Krebserkrankung und die damit verbundenen – oft stark veränderten – Lebensumstände erleben. Gleichzeitig liegt der Fokus auf dem (männlichen) Bewältigungsverhalten, woraus schließlich auf mögliche psychosoziale Unterstützungsleistungen geschlossen werden soll. Die Studie stützt sich dabei auf theoretische Grundlagen aus den Themenfeldern „Krebs im Kindes- und Jugendalter“, „Lebenssituation betroffener Familien“, „Väterforschung“ sowie „Bewältigung kritischer Lebensereignisse“. Die Forschungsarbeit umfasst vier Interviews, welche mit der Methode des Problemzentrierten Interviews nach Witzel erhoben wurden. Darunter befinden sich ein Vater, dessen Kind erfolgreich therapiert wurde, zwei Väter, deren Kinder sich seit über zwei Jahren in Behandlung befinden, sowie ein Vater, dessen Kind an der Krebserkrankung verstorben ist. Die Interviews wurden nach der Methode des zirkulären Dekonstruierens von Jaeggi, Faas und Mruck einer Auswertung unterzogen. Die Ergebnisse eröffnen einen vielseitigen Einblick in das Erleben und das Bewältigungsverhalten der interviewten Väter. Neben dem „Kampf“ als zentraler Umgangsform werden verschiedenste Lebensbereiche der Väter deutlich, welche durch die Krebserkrankung des Kindes negativen, aber auch positiven Änderungen unterliegen. Zudem konnten vielfältige Formen (männlicher) Bewältigung erarbeitet werden. Auch Aspekte, die den Bewältigungsprozess fördern bzw. hindern, wurden ersichtlich. Aus den Ergebnissen lässt sich schließen, dass Väter oftmals einer Vielzahl organisatorischer und psychosozialer Belastungen ausgesetzt sind. Spezifische psychosoziale Angebote für Väter eröffnen dabei die Möglichkeit einer gezielten Unterstützung im Bewältigungsprozess. / When their child becomes ill with cancer, parents suddenly have to deal with great organizational and psychosocial burdens. The question of the situation of fathers has been neglected in scientific research for a long time, but present technical discussions give this specific issue more and more weight. The aim of this qualitative study is to research how fathers experience their child‟s cancer and the personal circumstances which are associated with the illness. In addition the focus of the study is on how fathers deal with this critical life event. As a result of the analysis possible methods of psychosocial support shall be worked out. The study is based on theoretical foundations of the topic areas “cancer at the age of childhood and youth”, “life situation of affected families”, “research on fathers” and “theories on how to overcome with critical life events”. The study comprises four interviews with fathers. These interviews were conducted based on the method of problem focused interview from Witzel. The sampling includes one father, whose child was successfully cured, two fathers, whose children are in therapy since more than two years and one father, whose child died of cancer. The interviews were analyzed with the method of circular deconstruction from Jaeggi, Faas and Mruck. The results give a complex insight into how the interviewed fathers experienced the cancer of their child and how they cope with this illness and the resulting personal circumstances. The different areas of life which were changed negatively as well as positively are shown. Furthermore it becomes clear that besides other (male) coping strategies the father`s central way of mastering their fate is by “fighting”. Moreover the results show aspects which promote or stop the coping process. According to the results of this study there are a lot of organizational and psychosocial burdens on fathers who have a child with cancer. Specific psychosocial offers for fathers open up possibilities of a targeted support in the coping process.

Objectives: To investigate the effects of serotonin and melatonin (MLT) on the regulation of malignant growth and the activity of serotonin receptors (5HTR1a/-1b) in prostate cancer (PCa) cell lines. Materials and Methods: In four PCa cell lines (LNCaP, 22RV1, PC3, DU145) and two reference cell lines 5HTR1a and -1b, relative mRNA expression levels were assessed. Different serotonin and MLT receptor agonists and antagonists were used in stimulation and inhibition experiments. Results: mRNA expression of 5HTR1b was higher than that of 5HTR1a in all PCa cell lines. Serotonin showed a significant growth stimulatory effect in all PCa lines. The 5HTR1a and -1b agonists/antagonists did not significantly affect viability. MLT inhibited viability only in PC3 cells. Similarly, the 5HTR1a antagonist induced apoptotic changes in PC3 cells only at 10–4M, while the 5HTR1b antagonist induced necrosis at 10–4M in all cell lines. Cell cycle alterations were seen in PC3 and DU145 cells under the influence of the 5HTR1a antagonist. Conclusions: Serotonin receptor antagonists and agonists as well as MLT influence viability and apoptosis of PCa cell lines at supraphysiologic concentrations. In contrast to other reports, our results do not support a regulatory role of serotonin or MLT receptor activation or inhibition in PCa growth. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Background: Pancreatic cancer is one of the leading causes of cancer-related death. Using DNA gene expression analysis based on a custom made Affymetrix cancer array, we investigated the expression pattern of both primary and established pancreatic carcinoma cell lines. Methods: We analyzed the gene expression of 5 established pancreatic cancer cell lines (AsPC-1, BxPC-3, Capan-1, Capan-2 and HPAF II) and 5 primary isolates, 1 of them derived from benign pancreatic duct cells. Results: Out of 1,540 genes which were expressed in at least 3 experiments, we found 122 genes upregulated and 18 downregulated in tumor cell lines compared to benign cells with a fold change > 3. Several of the upregulated genes (like Prefoldin 5, ADAM9 and E-cadherin) have been associated with pancreatic cancer before. The other differentially regulated genes, however, play a so far unknown role in the course of human pancreatic carcinoma. By means of immunohistochemistry we could show that thymosin [β-10 (TMSB10), upregulated in tumor cell lines, is expressed in human pancreatic carcinoma, but not in non-neoplastic pancreatic tissue, suggesting a role for TMSB10 in the carcinogenesis of pancreatic carcinoma. Conclusion: Using gene expression profiling of pancreatic cell lines we were able to identify genes differentially expressed in pancreatic adenocarcinoma, which might contribute to pancreatic cancer development. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) has an extremely poor prognosis. To improve the prognosis, novel molecular markers and targets for earlier diagnosis and adjuvant and/or neoadjuvant treatment are needed. Recent advances in human genome research and high-throughput molecular technologies make it possible to cope with the molecular complexity of malignant tumors. With DNA array technology, mRNA expression levels of thousand of genes can be measured simultaneously in a single assay. As several studies using microarrays in PDAC have already been published, this review attempts to compare the published data and therefore to validate the results. In addition, the applied techniques are discussed in the context of pancreatic malignancies. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.