Das Lungenkarzinom ist weltweit die häufigste Krebstodesursache. Ein möglicherweise erfolgsversprechender Angriffspunkt in der Therapie stellt die Tumorangiogenese dar, welche sich immunhistochemisch quantifizieren lässt. In der vorliegenden Arbeit wurde CD31, welcher als Marker für vorhandene Neoangiogenese fungiert, sowie PEDF als Antiangiogensesfaktor beschrieben und deren Einfluss auf die Gefäßbildung untersucht. Die Zielsetzung der Arbeit war es zu untersuchen, ob Unterschiede im Expressionsmuster bei einem Plattenepithel- und Adenokarzinom der Lunge zu sehen sind, ob eine Korrelation in der Expression von CD31 und PEDF zu erkennen ist und ob eine Aussage zur Prognose anhand der Expression möglich ist. Das Kollektiv umfasste klinisch anotierte Proben von 42 Patienten mit einem Plattenenpithelkarzinom der Lunge und 27 Patienten mit einem Adenokarzinom der Stadien Ia-IIIB. Sowohl die CD31 als auch die PEDF-Expression waren zwischen den Tumorentitäten nicht signifikant unterschiedlich. Im Expressionsvergleich von CD31 und PEDF zeigte sich beim Kollektiv der Plattenepithelkarzinome eine signifikante negative Korrelation bezogen auf CD31 und PEDF, gemessen anhand der Intensität. Beim Kollektiv der Adenokarzinompatienten zeigt sich eine positive Korrelation bezogen auf das CD31-Signal und der PEDF-Fläche. Für die Untersuchung zur Überlebensanalyse wurde das Kollektiv der Patienten, welche an einem Plattenepithelkarzinom erkrankt waren betrachtet. Die in der Literatur beschriebenen klassischen Einflussgrößen wie Tumorgröße, Lymphknotenstatus und Tumorstadieneinteilung auf die Überlebensraten konnten in dieser Arbeit bestätigt werden, allerdings erbrachte lediglich die Untersuchung der Tumorgröße eine statistisch signifikante Aussage. Hier konnte gezeigt werden, dass Patienten mit einem pT1-Tumor eine deutlich bessere Überlebensprognose haben als Patienten mit einem Tumor der Größe T2 oder größer (p=0.029). In der vorliegenden Studie ergab eine hohe CD31-Expression ein statistisch signifikant besseres Überleben der Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom (p=0.038). Die 5JÜR der Patienten mit hoher CD31-Expression beträgt 67%, die mit niedriger 37%. Die Untersuchungen zur PEDF-Fläche als auch zur PEDF-Intensität ergaben keine Korrelation auf das Überleben und somit auf die Prognose.

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Maligne Tumore der großen und kleinen Speicheldrüsen stellen nur einen geringen Anteil aller Tumore im Mund-, Kiefer- und Gesichtsbereich, weshalb Studien häufig geringe Fallzahlen und Beobachtungszeiträume aufweisen. Ziel dieser Arbeit war daher die Evaluation der Langzeitergebnisse des Würzburger Patientenkollektivs mit Speicheldrüsenkarzinomen. In der vorliegenden Studie konnten die Krankenakten von insgesamt 101 Patienten mit Speicheldrüsenmalignomen, welche über einen Zeitraum von 25 Jahren (1981 - 2006) an der Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- uns Gesichtschirurgie der Universität Würzburg behandelt wurden, retrospektiv evaluiert und mit den Daten anderer Autoren verglichen werden. Das Verhältnis von männlichen zu weiblichen Patienten betrug 48 zu 53, das durchschnittliche Alter lag bei 55,5 ± 14 Jahren mit einem Minimum von 15,4 und einem Maximum von 83,8 Jahren. Die Verteilungen der Tumorarten auf die großen und kleinen Speicheldrüsen sowie auf das Gesamtkollektiv entsprechen weitestgehend den Angaben in der Literatur: 46,5% der Patienten litten an einem adenoidzystisches Karzinom, 25,7% an einem low- oder high-grade-Mukoepidermoidkarzinom, 11,9% an einem Adenokarzinom, 5,9% an einem Plattenepithelkarzinom, 3,0% an einem Azinuszellkarzinom, insgesamt 6,9% wiesen weitere Subtypen mit geringeren Fallzahlen auf und wurden deskriptiv evaluiert. Innerhalb des Kollektivs der hochmalignen Speicheldrüsentumore konnten 74,4% der Patienten R0-reseziert werden, 28,2% wurden bestrahlt. Bei 78,3% der Patienten mit einem niedrigmalignen Speicheldrüsentumor konnte eine R0-Resektion erreicht werden. Eine Bestrahlung wurde bei dieser Gruppe in 4,3% der Fälle durchgeführt. Die für die statistische Betrachtung der Überlebenskurven herangezogenen Nachsorgeintervalle lagen zwischen 0,1 und 22,8 Jahren. Das tumorfreie Überleben aller Patienten nach 5, 10, 15 und 20 Jahren betrug 69,9%, 51,4%, 34,2% und 25,6%, der Anteil an Patienten ohne Lokalrezidiv zu den jeweiligen Zeitpunkten 69,9%, 51,4%, 34,2% und 25,6%, wobei Patienten mit niedrigmalignen Tumoren oder niedrigem UICC-Stadium signifikant länger überlebten (p<0,001). Am längsten überlebten Patienten mit einem low-grade-Mukoepidermoidkarzinom, gefolgt von Patienten mit Azinuszellkarzinom, adenoidzystischem Karzinom, Plattenepithelkarzinom, high-grade-Mukoepidermoidkarzinum, Adenokarzinom und Karzinom im pleomorphen Adenom. Die Fallzahl in einigen Subgruppen, wie dem Azinuszellkarzinom und dem undifferenzierten Karzinom sind allerdings gering, so dass die statistische Aussagekraft insbesondere über den Einfluss der Strahlentherapie auf das Überleben gering erscheint und weitere Daten besonders mit modernen Strahlentherapieprotokollen gesammelt werden sollten. Abgesehen davon ist die alleinige Betrachtung der 5-Jahres-Überlebensraten äußerst fraglich, da bei Speicheldrüsenmalignomen auch nach Jahrzehnten noch Rezidive auftreten können. Diese Tatsache macht eine lange Tumornachsorge erforderlich, damit den besonderen tumorbiologischen Eigenschaften Rechnung getragen werden kann. Übereinstimmend mit der internationalen Literatur hatten Tumorhistologie, Tumorstadium und Resektionsstatus mit p<0,001 signifikanten Einfluss auf die Prognose. Zur besseren Erfassung der Einflüsse adjuvanter Therapiekonzepte und zur Erhöhung der Fallzahlen dieser seltenen Tumorentität sollten weitere prospektive, randomisierte Multicenterstudien durchgeführt werden. / The purpose of this retrospective study was the evaluation of the long time results of the Würzburg patient's group with different subtypes of salivary gland cancer. Between January 1981 and December 2006, a total of 101 patients with carcinomas of the minor and major salivary glands received initial treatment at the Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Würzburg University. There were 46.5% adenoid cystic carcinomas, 25.7% mucoepidermoid carcinomas, 11.9% adenocarcinomas, 15.8% other tumor entities of smaller number. Complete resection was reached for 74.4% of patients with high grade carcinomas and for 78.3% of patients with low grade carcinomas. Overall survival rates at 5, 10, 15 and 20 years were 69.9%, 51.4%, 34.2% und 25.6% with significant difference for patients with high grade and low grade carcinomas. Histopathologic subtype, tumor stage and margin status significantly influenced prognosis. Statistically, we were not able to demonstrate a positive effect for postoperative radiation. In the future, patients with salivary gland carcinomas should be randomised for prospective multicentric clinical trials, which could provide reliable information about adjuvant treatment modalities and their results even for rare subtypes of salivary gland cancer.

Durch die Einführung eines neuen fallpauschalierten Abrechnungssystems (Diangnosis related groups, DRG) sowie zahlreiche neue Maßnahmen der Qualitätssicherung wächst der Anteil administrativer Tätigkeiten für die klinisch tätigen Ärztinnen und Ärzte. Diese Entwicklung hat nicht zuletzt auch Auswirkungen auf die zeitlichen Ressourcen, die für die ärztlichen Kernaufgaben zur Verfügung stehen. In Bereichen mit intensiver klinischer Forschung steigen darüberhinaus auch die Anforderungen an die forschungsbegleitende Dokumentation. Eine effiziente Unterstützung bei der Kalkulation, Planung und Durchführung von Therapien durch Informationstechnologische (IT-) Systeme kann eine sinnvolle Entlastung der Ärzte darstellen. Es wurde ein einsatzfähiger Prototyp entwickelt, prgrammiert und implementiert. Anschließend wurde das Ergebnis mit potentiellen Anwendern der Software evaluiert. / With the introduction of diagnoses related groups (DRG) and with other task for quality control, the part of adminitrative task in medical work rises every day. This development has an impact on the timely resources that are available for medical core issues. In departments with intense clinical research, the requirements for research-relatet documentation are rising. An effectiv support in calculation, planing and performing of therapies by modern information technology can bei a vital factor for clincial works. A ready-to-use prototyp of a computer-aided chemotherapy-system has been develepoed, programmed and implemented. Afterwards, the results were evalueted by possible users of this system.

Despite marked progress in development and improvement of cancer therapies the rate of cancer related death remained stable over the last years. Especially in treating metastases alternative approaches supporting current therapies are required. Bacterial and viral vectors have been advanced from crude tools into highly sophisticated therapeutic agents detecting and treating neoplastic leasions. They might be potent enough to fill in this therapeutic demand. In this thesis Listeria monocytogenes was investigated as carrier for targeted bacterial cancer therapy. One part of the study focussed on modification of a functional bacterial mRNA delivery system. Genomic integration of T7 RNA polymerase driving mRNA production allowed reduction to an one-plasmid-system and thereby partially relieved the growth retardation exerted by mRNA delivery. Importantly the integration allowed metabolic attenuation of the mRNA delivery mutant potentially enabling in vivo applications. Further expansion of the bacterial RNA delivery system for transfer of shRNAs was examined. Bacterial mutants producing high amounts of RNA containing shRNA sequences were constructed, however a functional proof of gene silencing on delivery in eukaryotic cell lines was not achieved. The second part of this thesis focussed on increasing tumor colonization by Listeria monocytogenes in vivo. Coating bacteria with antibodies against receptors overexpressed on distinct tumor cell lines enabled specific bacterial internalization into these cells in vitro. Optimization of the bacterial antibody coating process resulted in an up to 104-fold increase of intracellular bacteria. Combination of this antibody-mediated targeting with the delivery of prodrug-converting enzymes showed a cytotoxic effect in cell lines treated with the corresponding prodrug. Since incubation in murine serum completely abrogated antibodymediated bacterial internalization the antibodies were covalently linked to the bacteria for application in xenografted tumor mice. Bacteria coated and crosslinked in this manner showed enhanced tumor targeting in a murine tumor model demonstrating antibodymediated bacterial tumor targeting in vivo. Independent of antibody-mediated tumor targeting the intrinsic tumor colonization of different Listeria monocytogenes mutants was examined. Listeria monocytogenes &#916;aroA &#916;inlGHE colonized murine melanoma xenografts highly efficient, reaching up to 108 CFU per gram of tumor mass 7 days post infection. Taken together the presented data shows highly promising aspects for potential bacterial application in future tumor therapies. Combination of the delivery systems with antibodymediated- and intrinsic bacterial tumor targeting might open novel dimensions utilizing Listeria monocytogenes as therapeutic vector in targeted tumor therapy. / Die Weiterentwicklung der Therapiemöglichkeiten bei Krebserkrankungen hat trotz deutlicher Fortschritte nicht zu einer grundsätzlichen Verringerung der krebsbedingten Sterberate geführt. Besonders in der Behandlung von Metastasen werden alternative Therapieansätze zur Unterstützung der etablierten Standardmethoden benötigt. Insbesondere bakterielle und virale Vektoren wurden von groben Werkzeugen zu hochtechnischen therapeutischen Instrumenten verfeinert und könnten in der Zukunft diese therapeutische Lücke schliessen. In dieser Arbeit wurden verschiedene Aspekte der Anwendung von Listeria monocytogenes in der bakteriellen Tumortherapie untersucht. Im ersten Teil der Arbeit wurde das bereits publizierte System zur bakteriellen Übertragung von mRNAs modifiziert. Die genomische Integration der T7 RNA Polymerase, welche die mRNA herstellt, erlaubte die Reduktion der Plasmidzahl und verringerte die Stoffwechselbelastung auf die RNA-übertragenden Bakterien. Diese Integration erlaubte zum ersten Mal die metabolische Attenuation von RNAübertragenden Listerien und ermöglicht damit den in vivo Einsatz dieser Stämme. Als Erweiterung zur bakteriellen mRNA Übertragung wurde die Übetragung von shRNAs untersucht. Obwohl große Mengen an bakteriellen RNAs nachgewiesen wurden, die die shRNA Sequenz enthielten, konnte nach Infektion eukaryotischer Zellen mit diesen Bakterienmutanten keine funktionale Genregulation nachgewiesen werden. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde mit verschiedenen Methoden die Kolonisierung von Tumoren durch Listeria monocytoges verbessert. Durch Beladung der Bakterien mit Antikörpern gegen Rezeptoren, die auf bestimmten Tumorzellen überexprimiert werden, wurde die bakterielle Internalisierung in diese Zelllinien ermöglicht. Durch Optimierung des Antikörper-Beladungsprozesses konnte die Antikörper-vermittelte bakterielle Internalisierung auf das 104 fache der Kontrollen gesteigert werden. In Verbindung mit der Übertragung von Enzymen, die Medikamentenvorstufen in cytotoxische Medikamente umwandeln, konnten in Zellen, die mit der Medikamentenvorstufe inkubiert wurden, zytotoxische Effekte beobachtet werden. Da aber die Behandlung Antikörper-beladener Bakterien mit murinem Serum die spezifische Internalisierung vollständig verhindert, wurden die Antikörper für die Anwendung in Xenograft Tumormäusen kovalent an die Bakterien gebunden. Auf diese Weise behandelte Bakterien zeigten eine verbesserte Tumorzielsteuerung bei Beladung mit tumorbindenden Antikörpern. Unabhängig von der Antikörper-vermittelten Tumorzielsteuerung wurde die Tumorkolonisation verschiedener Listeria monocytogenes Mutanten untersucht. Insbesondere Listeria monocytogenes &#916;aroA &#916;inlGHE kolonisierte Melanom-Xenograft Tumoren sehr effizient und erreicht bis zu 108 CFU pro Gramm Tumormasse. Zusammengefasst zeigt diese Arbeit verschiedene vielversprechende Aspekte der bakteriellen Tumortherapie, die möglicherweise in Zukunft angewandt werden können. Durch Verbindung der RNA-Transfersysteme mit Antikörper-vermittelter- und intrinsischer Tumorzielsteuerung können neue Möglichkeiten für den Einsatz von Listeria monocytogenes als therapeutischer Vektor geschaffen werden.

Die LGMD ist eine seltene Erbkrankheit der Muskelfasern, die zur Abnahme der Muskelmasse und der Muskelkraft führt. Das Institut der Humangenetik der Universität Würzburg ist eine der wenigen Stellen in Deutschland, die die molekulargenetische Diagnostik der LGMD 1B, 1C, 2A, 2B, 2D und 2I anbietet. Demnach liegen hier viele Daten vor und anhand dieser Daten konnten die Inzidenzen dieser Formen für Deutschland geschätzt werden. Zur Schätzung der LGMD-Inzidenz wurde eine andere Erkrankung herangezogen, die ähnlich selten auftritt wie die LGMD: DM1 und DM2. Die Schätzung ergab eine Inzidenz von 1: 33 000 für die autosomal-rezessiven Formen der LGMD und eine Inzidenz von 1: 272 000 für die autosomal-dominanten Formen der LGMD für Deutschland. Vergleicht man diese Daten mit den Daten aus der Weltliteratur , sieht man, dass die Häufigkeiten nahezu identisch sind. / LGMD is a rare hereditary disease of muscular fibres which leads to a decrease in muscle mass and muscle strength. The 'Institut der Humangenetik' at Würzburg University is one of the few bodies in Germany that offers molecular genetic diagnosis of LGMD types 1B, 1C, 2A, 2B, 2D, and 2I. Accordingly, it offers a lot of data which allow an estimation of the incidence of these types for Germany. For the estimation of LGMD incidence, another disease that occurs similarly rarely, is used for comparison: DM1 and DM2. The estimation resulted in an incidence of 1: 33,000 for the autosomal recessive forms of LGMD and an incidence of 1: 272,000 for the autosomal dominant forms of LGMD for Germany. A comparison of these data with data from international literature leads to the result that the incidences are almost identical.

Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines vaskularisierten, autologen Implantats zur Behandlung von schweren Verletzungen der Trachea im Umfeld der guten Herstellungspraxis. Die Matrix besteht aus einem circa 14 cm langen Stück porcinen, azellularisierten Dünndarm und BioVaSc (Biological Vascularized Scaffold) genannt wird. Dieses wird dann mit isolierten und kultivierten Zellen des Patienten besiedelt und reift für zwei Wochen in einem speziell hierfür entwickelten Bioreaktorsystem. Danach erfolgt die Analyse bzw. die Implantation in den Patienten. Nach der Präparation und Überprüfung der Qualität, erfolgte die Azellularisierung der BioVaSc zur Entfernung der porcinen Zellen und der enzymatische Abbau der DNS, unter Erhalt des natürlichen Gefäßsystems. Hierfür ist Natriumdesoxycholat verwendet worden, wobei Rückstände davon das Ansiedeln der autologen Zellen negativ beeinflussen könnten. Deshalb wurde ein Test etabliert, mit dessen Hilfe, das Auswaschen der Azellularisierungsdetergenz bis zur Sterilisation nachweisbar war. Des Weiteren könnten in der BioVaSc natürlicherweise enthaltene Endotoxine Immunreaktionen im späteren Empfänger auslösen. Die gesetzlichen Grenzwerte konnten durch Modifikationen des Protokolls, unter Berücksichtigung der guten Herstellungspraxis, erreicht werden. Weiterhin konnte histologisch eine weitgehende DNS- und Zellfreiheit nachgewiesen werden, in der quantitativen Analyse ergab sich eine Abreicherung von 97% im Vergleich zum Ausgangsmaterial. Zur Bestimmung der funktionellen Stabilität der azellularisierten Matrix wurde die maximal tolerable Zugspannung bestimmt. Zur Besiedlung der Gefäße der Matrix wurden mikrovaskuläre Endothelzellen und für das Lumen Fibroblasten und Skelettmuskelzellen verwendet. Die Protokolle zur Isolation und Kultur sind hierzu unter den Bedingungen der guten Herstellungspraxis etabliert, optimiert und mit, soweit möglich, zertifizierten Reagenzien durchgeführt worden. Zur genauen Charakterisierung der Zellen wurden diese immunhistologisch über vier Passagen analysiert, wobei sich je nach Zelltyp und Differenzierungsstadium unterschiedliche Expressionsmuster ergaben. Zur Herstellung des autologen Implantats wurden zunächst die mikrovaskulären Endothelzellen in das vorhandene Gefäßsystem der BioVaSc eingebracht und dann für sieben Tage im etablierten Bioreaktorsystem kultiviert. Danach erfolgte die Besiedlung des Lumens mit Skelettmuskelzellen und Fibroblasten und die weitere siebentägige Kultur im Bioreaktorsystem. Die Besiedlung des Gefäßsystems musste optimiert werden, um sowohl die Besiedlungsdichte zu steigern als auch die Effizienz zu erhöhen. Das Lumen konnte mit der etablierten Methode vollständig besiedelt werden. Nach vierzehntägiger Kultur im Bioreaktorsystem erfolgte die Kontrolle der Zellvitalität, wobei sowohl in den Gefäßstrukturen als auch im Lumen der BioVaSc vitale Zellen nachweisbar waren. Histologische Analysen zeigten, dass die mikrovaskulären Endothelzellen in den verbliebenen vaskulären Strukturen CD31 und den vWF exprimieren. Wohingegen die histologische Unterscheidung zwischen Fibroblasten und Skelettmuskelzellen nicht möglich ist. Zusätzlich wurde die BioVaSc mit upcyte mvEC der Firma Medicyte besiedelt. Nach der vierzehntägigen Kultur im Bioreaktorsystem waren die Zellen sowohl in den Gefäßstrukturen als auch im Lumen und im Bindegewebe vital nachweisbar. In der histologischen Analyse konnte die Ausbildung von CD31, eNOS und vWF nachgewiesen werden. Des Weiteren wurde die Matrix mit mesenchymalen Stammzellen besiedelt, um zu analysieren, ob die Scherkräfte die Ausbildung endothelialer Marker stimulieren können. Nach vierzehntägiger Kultur konnte in den histologischen Analysen keine Ausbildung von CD31 oder dem vWF gefunden, allerdings vitale Zellen nachgewiesen werden. / In this work, a vascularized implant for the treatment for tracheal defects was developed according to GMP standards. For this purpose, a part of porcine small intestine was prepared, decellularized and sterilized. The remaining matrix, trademarked BioVaSc “Biological, Vascularized Scaffold”, was colonized with isolated and cultured cells from the patient and then matured for two weeks in a bioreactor system. Finally, the prepared for implantation autologous implant was extensively characterized. After the integrity check of the vessel system the decellularization process was started, which is performed by removing the porcine cells with sodium desoxycholat and enzymatic degradation of the residual DNA. As traces of sodium desoxycholat could negatively affect the seeding of the autologous cells, a test was established to demonstrate the depletion of sodium desoxycholat to acceptable traces in the final matrix preparation. Furthermore, the porcine starting material for the BioVaSc contains endotoxins, which could trigger immune reactions in the recipient if not efficiently removed. The legal limit for endotoxine levels in pharmaceutical products could be achieved through modifications of the protocol. In order to establish a GMP compliant process, specially certified chemicals were used wherever possible. The protocol was optimized until histological analysis showed only few residual cells and DNA residues. The quantitative DNA analysis revealed a decrease of 97 % of the initial DNA content. To determine storage stability, a tensile test to check elasticity of the BioVaSc was established. To colonize the matrix, autologous microvascular endothelial cells, fibroblasts and skeletal muscle cells were used. The protocols were established and optimized under GMP conditions and, wherever possible, certified reagents were used. For accurate characterization of these cells, immunohistology analyses were performed at each of the four passages for all cell types. For the final manufacturing of the autologous implant, microvascular endothelial cells were introduced into the vascular system of the BioVaSc and were cultured for seven days in a custom made bioreactor system under defined shear stress conditions resembling the human blood pressure. This was followed by culturing of skeletal muscle cells and fibroblasts in the lumen of the gut, followed by an additional seven-day culture period. Colonization of the vascular system had to be optimized in order to increase the population density as well as the efficiency of reseeding. The lumen was fully populated with fibroblasts and skeletal muscle cells by the established protocol. However, the discrimination between fibroblasts and skeletal muscle cells with normal histology was difficult because no fitting antibody was available. After a two-week culture in the custom made bioreactor system the analysis showed vital cells in the vascular structures and in the lumen of the BioVaSc. Further histological analysis were performed. In order to explore alternative cell sources, the BioVaSc was reseeded with upcyte mvEC. These transfected cells are highly proliferative and show typical endothelial markers. After fourteen days of culture in the bioreactor system, cells could be detected in vascular structures, lumen and in connective tissue. Live / dead staining and MTT identified vital cells within vascular structures. The histological analysis revealed expression of CD31, eNOS and vWF. Furthermore, the matrix was reseeded with mesenchymal stem cells; to test if shear stress triggers differentiation into endothelial like cells. This was checked through displaying the corresponding endothelial markers in histological analyses. After fourteen days of culture in the bioreactor system, histological analyzes show no expression of CD31 or vWF factor. Vital cells could be detected.

Zugl.: Hamburg, Univ., Diss., 2006

Zugl.: Hamburg, Univ., Diss., 2006

Thesis (doctoral)--Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, 2005.