Regensburg, Univ., Diss., 2005.

Zsfassung in engl. Sprache. - Würzburg, Univ., Diss., 2008.

München, Techn. Univ., Diss., 2000.

Im metastasierten Melanom sind bei Vorhandensein einer BRAF V600 Mutation zielgerichtete Therapien mit BRAF+MEK-Inhibitoren sowie Immuntherapien (ICB), die Immuncheckpoints wie PD-1 blockieren, zugelassen. Aktuell gibt es keine evidenzbasierte Empfehlung welche Therapie in der Erstlinie im BRAF V600 mutierten Melanom eingesetzt werden sollte. Bis jetzt wurde der Stellenwert PD-1 basierter Immuncheckpoint Blockade in der Zweitlinie nach Progress unter BRAF+MEK-Inhibition nicht beschrieben. Es ist auch unklar, ob die Kombinations-ICB (PD-1 plus CTLA-4 Blockade) mit einer Verbesserung des Ansprechens und Überlebens gegenüber einer PD-1 Monotherapie assoziiert ist, wie für das therapie-naive Melanom beschrieben. Wir haben eine retrospektive, multizentrische Studie durchgeführt um die Wirksamkeit von PD-1 basierten Immuntherapien nach Progress unter zielgerichteter Therapie zu explorieren. In unserer Untersuchung zeigten PD-1 Monotherapie und die kombinierte PD-1 plus CTLA-4 Blockade eine ähnliche Wirksamkeit in Patienten mit BRAFi+MEKi-Resistenz. Die Kombinationstherapie war dagegen mit einem deutlich höheren Risiko für schwerwiegende immunvermittelte Nebenwirkungen im Vergleich zu PD-1 Monotherapie assoziiert. Unsere Daten indizieren, dass eine PD-1 Blockade einer Kombinations-ICB in der Zweitlinie nach Progress unter zielgerichteter Therapie im fortgeschrittenen BRAF V600 mutierten Melanom vorzuziehen ist. / Targeted therapies employing dual inhibition of the MAPK pathway (BRAFi+MEKi) as well as immunotherapies blocking immune checkpoints (ICB) such as PD-1 are approved for metastatic BRAF V600 mutant melanoma. There is no evidence-based recommendation which therapy should be used first-line. The efficacy of second-line PD-1 blocking agents after failure of dual MAPKi has not been characterized. It is not clear whether a combinational ICB (PD-1 plus CTLA-4 blockade) is associated with an improvement in responses and survival compared to single agent PD-1 inhibition, as reported for treatment-naive melanoma. To this end, we conducted a retrospective, multicenter study to explore the outcome of melanoma patients receiving second-line PD-1 based ICB regimes after progression on targeted therapy. In our study PD-1 monotherapy and combined PD-1 plus CTLA-4 blockade showed similar activity in melanoma patients resistant to BRAF plus MEK inhibition. However, combined PD-1 plus CTLA-4 blockade was associated with a higher rate of treatment-related adverse events than monotherapy. Our data indicate that PD-1 monotherapy might be preferred over combined ICB as second-line treatment after progression on targeted therapy in metastatic BRAF V600 mutant melanoma with poor prognosis.

The transcription factor NRF2 is considered as the master regulator of cytoprotective and ROS-detoxifying gene expression. Due to their vulnerability to accumulating reactive oxygen species, melanomas are dependent on an efficient oxidative stress response, but to what extent melanomas rely on NRF2 is only scarcely investigated so far. In tumor entities harboring activating mutations of NRF2, such as lung adenocarcinoma, NRF2 activation is closely connected to therapy resistance. In melanoma, activating mutations are rare and triggers and effectors of NRF2 are less well characterized. This work revealed that NRF2 is activated by oncogenic signaling, cytokines and pro-oxidant triggers, released cell-autonomously or by the tumor microenvironment. Moreover, silencing of NRF2 significantly reduced melanoma cell proliferation and repressed well-known NRF2 target genes, indicating basal transcriptional activity of NRF2 in melanoma. Transcriptomic analysis showed a large set of deregulated gene sets, besides the well-known antioxidant effectors. NRF2 suppressed the activity of MITF, a marker for the melanocyte lineage, and induced expression of epidermal growth factor receptor (EGFR), thereby stabilizing the dedifferentiated melanoma phenotype and limiting pigmentation markers and melanoma-associated antigens. In general, the dedifferentiated melanoma phenotype is associated with a reduced tumor immunogenicity. Furthermore, stress-inducible cyclooxygenase 2 (COX2) expression, a crucial immune-modulating gene, was regulated by NRF2 in an ATF4-dependent manner. Only in presence of both transcription factors was COX2 robustly induced by H2O2 or TNFα. COX2 catalyzes the first step of the prostaglandin E2 (PGE2) synthesis, which was described to be associated with tumor immune evasion and reduction of the innate immune response. In accordance with these potentially immune-suppressive features, immunocompetent mice injected with NRF2 knockout melanoma cells had a strikingly longer tumor-free survival compared to NRF2-proficient cells. In line with the in vitro data, NRF2-deficient tumors showed suppression of COX2 and induction of MITF. Furthermore, transcriptomic analyses of available tumors revealed a strong induction of genes belonging to the innate immune response, such as RSAD2 and IFIH1. The expression of these genes strongly correlated with immune evasion parameters in human melanoma datasets and NRF2 activation or PGE2 supplementation limited the innate immune response in vitro. In summary, the stress dependent NRF2 activation stabilizes the dedifferentiated melanoma phenotype and facilitates the synthesis of PGE2. As a result, NRF2 reduces gene expression of the innate immune response and promotes the generation of an immune-cold tumor microenvironment. Therefore, NRF2 not only elevated the ROS resilience, but also strongly contributed to tumor growth, maintenance, and immune control in cutaneous melanoma. / Der Transkriptionsfaktor NRF2 gilt als Masterregulator der antioxidativen Zellantwort. Im Melanom ist die Rolle von NRF2 bisher nur wenig untersucht worden, obwohl das Melanom anfällig für oxidativen Stress ist und somit eine besondere Abhängigkeit von antioxidativen Prozessen besteht. In Tumorentitäten mit NRF2 aktivierende Mutationen, wie z.B. dem Lungenadenokarzinom, ist die NRF2 Aktivierung mit einer Therapieresistenz verbunden. Allerdings sind diese aktivierenden Mutationen im Melanom selten und Mechanismen, die zu einer NRF2 Aktivierung führen, sind kaum bekannt. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass NRF2 hier vor allem durch onkogene Signalwege, Zytokine und pro-oxidative Trigger aktiviert wird. Zudem verringerte die NRF2 Inhibierung die Zellproliferation und reduzierte die Expression von bekannten NRF2 Zielgenen. Dies weist darauf hin, dass die basale Transkriptionsaktivität von NRF2 im Melanom wichtig ist. Neben den bekannten Zielgenen waren außerdem eine Vielzahl von ROS-unabhängigen Gen-Sets dereguliert. Zum einen reduzierte NRF2 die Aktivität von MITF, dem melanozytären Lineage Marker und induzierte die Expression des epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors, EGFR. Dadurch stabilisiert NRF2 den undifferenzierten Melanom-Phänotyp, welcher allgemein mit einer verminderten Expression von Pigmentierungsmarkern und Melanom-assoziierten Antigenen verbunden ist. Zum anderen regulierte NRF2 die Expression von Cyclooxygenase 2 (COX2), in Abhängigkeit von dem Transkriptionsfaktor ATF4. COX2 wurde basal und nach H2O2 oder TNFα Stimulation nur in Anwesenheit beider Transkriptionsfaktoren exprimiert. COX2 katalysiert die Prostaglandin E2 (PGE2) Synthese und es wurde beschrieben, dass hohe Konzentrationen an PGE2, sowohl die Immunevasion von Tumoren erleichtert als auch die angeborenen Immunantwort reduziert. In Übereinstimmung mit diesen potenziell immun-evasiven Eigenschaften zeigten immunkompetente Mäuse, denen NRF2-knockout Melanomzellen injiziert wurden, im Vergleich zu Kontrollzellen, ein deutlich längeres tumorfreies Überleben. Die NRF2-abhängige COX2 Erhöhung und MITF Hemmung, wurde zudem in den Maustumoren bestätigt. Darüber hinaus zeigten die NRF2-defizienten Tumore eine starke Induktion von Genen des angeborenen Immunsystems, wie z.B. RSAD2 und IFIH1. Die Expression dieser Gene korrelierte mit Immunevasionsparametern in Datensätzen des humanen Melanoms und eine NRF2 Aktivierung oder PGE2 Zugabe unterdrückte die Genexpression der angeborene Immunantwort bereits in vitro. Somit stabilisiert stress-induziertes NRF2 den undifferenzierten Melanom-Phänotyp und fördert die immunmodulierende PGE2 Produktion. Infolgedessen reduziert NRF2 die angeborene Immunantwort und unterstützt die Entstehung einer immun-suppressiven Tumormikroumgebung, welche das Tumorwachstum erleichtert. Die endogene NRF2 Aktivierung im Melanom fördert somit nicht nur die ROS-Resilienz, sondern auch die Tumoraufrechterhaltung und das Tumorwachstum im immunkompetenten Organismus.

Die Resistenz von Tumorzellen gegenüber Apoptose stellt einen zentralen Baustein in der Pathogenese von Tumorerkrankungen dar. cFLIP inhibiert rezeptornah die Todesrezeptor-vermittelte Apoptose und spielt somit eine bedeutende Rolle als Regulator der Apoptose. Eine verstärkte Expression von cFLIP kann folglich hinweisend auf eine Fehlregulation der Apoptose bei der Entstehung und Progression von Tumoren sein. In der vorliegenden Arbeit wurde die Expression von cFLIP in kutanen epithelialen und melanozytären Tumoren mit formalinfixierten und paraffinierten Gewebeproben untersucht. Bei der zunächst durchgeführten Charakterisierung der käuflich erhältlichen monoklonalen cFLIP-Antikörper mittels cFLIP-überexprimierenden HaCaT-Keratinozyten wurde überraschenderweise die fehlende Spezifität eines Antikörpers (KlonEPR8438(2)) nachgewiesen, was zur Folge hatte, dass der Hersteller die Produktion nach Mitteilung der Befunde eingestellt hat. Daher wurden die weiteren Untersuchungen unter Verwendung des Antikörper-Klons G11, der sowohl im Western Blot als auch immunhistochemisch die beiden cFLIP-Splicevarianten cFLIPL und cFLIPS spezifisch nachweist, durchgeführt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass cFLIP in epithelialen Hauttumoren in erheblichem Maß exprimiert wird. In jeweils 40% der untersuchten aktinischen Keratosen und Morbi Bowen konnte cFLIP nachgewiesen werden. Im Vergleich dazu zeigte sich in den fortgeschrittenen Formen epithelialer Hauttumoren eine deutlich höhere Expressionsrate. Eine Expression wiesen zudem 100% der untersuchten Keratoakanthome und 95% der Plattenepithelkarzinome (mit überwiegend gutem Differenzierungsgrad) auf. Dementsprechend war es nicht verwunderlich, dass alle untersuchten Metastasen von Plattenepithelkarzinomen cFLIP überexprimierten. Die Analyse melanozytärer Läsionen ergab, dass cFLIP in melanozytären Nävi wie auch superfiziell spreitenden Melanomen, Lentigo-maligna-Melanomen und akral lentiginösen Melanomen nur in einer sehr geringen Anzahl der untersuchten Präparate überexprimiert wurde. Erstaunlicherweise konnte jedoch in 65% der nodulären Melanome sowie in 60% der Melanommetastasen cFLIP nachgewiesen werden. Bezüglich der Expression von cFLIP im Primärtumor sowie der Metastase desselben Patienten konnte kein eindeutiger Trend festgestellt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten darauf hin, dass die frühe Hemmung des extrinsischen Apoptoseweges durch das antiapoptotische Protein cFLIP an der Entstehung, dem Wachstum und möglicherweise der Metastasierung epithelialer Hauttumore beteiligt sein dürfte. Die auffallend hohe Expressionsrate im nodulären Melanom sowie den untersuchten Melanommetastasen könnte einen zukünftigen therapeutischen Angriffspunkt darstellen. / It is already known, that cFLIP is an effective inhibitor of death receptor-mediated apoptosis. Due to its ability to block one of the most proximal steps of the extrinsic apoptotic cascade, every kind of dysregulation concerning cFLIP may have serious consequences for tissue homeostasis. Therefore, it is possible that cFLIP-mediated prevention of death receptor-mediated apoptosis represents one critical step during the development of malignancy. In the present study, the expression of cFLIP was examined by immunohistochemistry in a panel of 110 epithelial and 140 melanocytic skin lesions. Therefore, we used the purchased monoclonal mouse antibody clone G11 (Santa Cruz Biotechnology, Heidelberg). cFLIP expression was undetectable in all analyzed basal cell carcinomas, whereas both actinic keratosis and Bowen’s disease (8/20 (40%)) were positive for cFLIP. Consistent to previous data, all 20 (100 %) keratoacanthomas were positive for cFLIP, too. Furthermore, almost all (19/20 (95%)) squamous cell carcinomas were positive for cFLIP as well as 10/10 (100 %) metastases of squamous cell carcinomas. Melanocytic nevi expressed cFLIP (7/20 (35 %)). In Melanoma, cFLIP expression was different in melanoma subtypes and type of tissue. While only 15% of superficial spreading melanomas and 10 % of lentigo-maligna melanomas were positive, 25% of acral lentiginous melanomas were positive for cFLIP expression. The majority (13/20 (64 %)) of nodular melanomas and of melanoma metastases (12/20 (60 %)) were positive for cFLIP. Additionally, we examined cFLIP expression in ten primary melanomas as well as one of their regional lymph node/skin metastases. Due to the small sample size and the heterogeneity of analyzed primary melanomas/metastases a connection between expression of cFLIP in primary tumors and metastases could neither be proved nor denied and needs to be elucidated in more detail. In conclusion, our study confirms that cFLIP expression is selectively detected in different melanocytic and epithelial skin lesions. In respect to the high proportion of melanoma metastase and metastases of squamous cell carcinomas, our findings demonstrate that cFLIP may be implicated in tumor development and progression and therefore could serve as a biomarker or as a target for future therapies.

Mit der vorliegenden Arbeit wird das Management der Uveamelanome an der Augenklinik und Poliklinik der Universität Würzburg näher betrachtet. Das maligne Uveamelanom ist ein seltener, aber sehr aggressiver, intraokularer Tumor, der vorwiegend im hohen Alter auftritt. Es stehen verschiedene Therapieoptionen zur Verfügung, darunter auch die hier verglichenen Therapien Brachytherapie und Enukleation mit ihren Auswirkungen auf Melanom, Auge und Metastasierung/Überleben. / This dissertation takes a closer look at the management of uveal melanoma at the Ophthalmic Clinic and Polyclinic of the University of Würzburg. Malignant uveal melanoma is a rare but very aggressive intraocular tumor that occurs predominantly in the elderly. Various therapy options are available. Here, brachytherapy and enucleation with their effects on the melanoma, eye and metastasis/survival are compared.

Malignant melanoma (MM) is the most dangerous type of skin cancer with rising incidences worldwide. Melanoma skin models can help to elucidate its causes and formation or to develop new treatment strategies. However, most of the current skin models lack a vasculature, limiting their functionality and applicability. MM relies on the vascular system for its own supply and for its dissemination to distant body sites via lymphatic and blood vessels. Thus, to accurately study MM progression, a functional vasculature is indispensable. To date, there are no vascularized skin models to study melanoma metastasis in vitro, which is why such studies still rely on animal experimentation. In the present thesis, two different approaches for the vascularization of skin models are employed with the aim to establish a vascularized 3D in vitro full-thickness skin equivalent (FTSE) that can serve as a test system for the investigation of the progression of MM. Initially, endothelial cells were incorporated in the dermal part of FTSEs. The optimal seeding density, a spheroid conformation of the cells and the cell culture medium were tested. A high cell density resulted in the formation of lumen-forming shapes distributed in the dermal part of the model. These capillary-like structures were proven to be of endothelial origin by staining for the endothelial cell marker CD31. The established vascularized FTSE (vFTSE) was characterized histologically after 4 weeks of culture, revealing an architecture similar to human skin in vivo with a stratified epidermis, separated from the dermal equivalent by a basement membrane indicated by collagen type IV. However, this random capillary-like network is not functional as it cannot be perfused. Therefore, the second vascularization approach focused on the generation of a perfusable tissue construct. A channel was molded within a collagen hydrogel and seeded with endothelial cells to mimic a central, perfusable vessel. The generation and the perfusion culture of the collagen hydrogel was enabled by the use of two custom-made, 3D printed bioreactors. Histological assessment of the hydrogels revealed the lining of the channel with a monolayer of endothelial cells, expressing the cell specific marker CD31. For the investigation of MM progression in vitro, a 3D melanoma skin equivalent was established. Melanoma cells were incorporated in the epidermal part of FTSEs, representing the native microenvironment of the tumor. Melanoma nests grew at the dermo-epidermal junction within the well stratified epidermis and were characterized by the expression of common melanoma markers. First experiments were conducted showing the feasibility of combining the melanoma model with the vFTSE, resulting in skin models with tumors at the dermo-epidermal junction and lumen-like structures in the dermis. Taken together, the models presented in this thesis provide further steps towards the establishment of a vascularized, perfusable melanoma model to study melanoma progression and metastasis. / Das maligne Melanom (MM) ist die gefährlichste Form von Hautkrebs mit weltweit steigender Inzidenz. Melanom-Hautmodelle können helfen, seine Ursachen und Entstehung aufzuklären oder neue Behandlungsstrategien zu entwickeln. Den meisten bisherigen Hautmodellen fehlt jedoch ein Gefäßsystem, was ihre Funktionalität und Anwendbarkeit einschränkt. Das MM ist auf das Gefäßsystem angewiesen, sowohl für die eigene Versorgung als auch für die Ausbreitung über Lymph- und Blutgefäße zu entfernten Körperstellen. Um die Entwicklung des MM genau zu studieren, ist daher eine funktionelles Gefäßsystem unabdingbar. Bislang gibt es keine vaskularisierten Hautmodelle, um die Melanommetastasierung in vitro zu untersuchen, weshalb solche Studien immer noch auf Tierversuche angewiesen sind. In der vorliegenden Arbeit werden zwei unterschiedliche Ansätze zur Vaskularisierung von Hautmodellen mit dem Ziel verfolgt, ein vaskularisiertes 3D in vitro Vollhautmodell (full-thickness skin equivalent, FTSE) zu etablieren, das als Testsystem zur Untersuchung der Entwicklung des MM dienen kann. Einerseits wurden Endothelzellen in den dermalen Teil von FTSEs integriert. Die optimale Aussaatdichte, eine sphäroidale Konformation der Zellen und das Zellkulturmedium wurden getestet. Eine hohe Zelldichte führte zur Bildung von lumenbildenden Formen, die im dermalen Teil des Modells verteilt waren. Diese kapillarähnlichen Strukturen wurden durch Färbung für den Endothelzellmarker CD31 als endothelialen Ursprungs nachgewiesen. Das etablierte vaskularisierte FTSE (vFTSE) wurde nach 4 Wochen Kultur histologisch charakterisiert und zeigte eine der menschlichen Haut in vivo ähnliche Architektur mit einer geschichteten Epidermis, die vom dermalen Äquivalent durch eine Basalmembran, gezeigt durch Kollagen Typ IV, getrennt ist. Dieses zufällige kapillarartige Netzwerk ist jedoch nicht funktional, da es nicht durchblutet werden kann. Daher konzentrierte sich der zweite Vaskularisierungsansatz auf die Erzeugung eines perfundierbaren Gewebekonstrukts. Ein Kanal wurde in einem Kollagenhydrogel geformt und mit Endothelzellen besiedelt, um ein zentrales, perfundierbares Gefäß zu imitieren. Die Erzeugung und die Perfusionskultur des Kollagenhydrogels wurde durch die Verwendung von zwei speziell angefertigten, 3D-gedruckten Bioreaktoren ermöglicht. Die histologische Beurteilung der Hydrogele zeigte die Auskleidung des Kanals mit einer Einzelschicht von Endothelzellen, die den zellspezifischen Marker CD31 exprimieren. Für die Untersuchung der MM-Progression in vitro wurde ein 3D-Melanom-Hautäquivalent hergestellt. Melanomzellen wurden in den epidermalen Teil von FTSEs integriert, was die native Mikroumgebung des Tumors darstellt. Die Melanomnester wuchsen an der dermo-epidermalen Grenzfläche innerhalb der gut stratifizierten Epidermis und wurden durch die Expression gängiger Melanommarker charakterisiert. Zusätzlich konnte die Kombination des Melanom-Modells mit dem vFTSE gezeigt werden, was zu Hautmodellen mit Tumoren an der dermo-epidermalen Grenzfläche und lumenartigen Strukturen in der Dermis führte. Alles in allem bieten die in dieser Arbeit vorgestellten Modelle weitere Schritte hin zur Entwicklung eines vaskularisierten, perfundierbaren Melanommodell zur Erforschung der Melanomprogression und Metastasierung.

Despite accounting for only a small proportion of all skin cancers, malignant melanoma displays a serious health risk with increasing incidence and high mortality rate. Fortunately, advances in the treatment of malignant melanoma now prolong survival and enhance response and treatment efficacy. Established biomarkers help evaluate disease progression and facilitate choosing appropriate and individual treatment options. However, the need for easily accessible and reliable biomarkers is rising to predict patient-specific clinical outcome. Eosinophil infiltration into the tumor and high peripheral eosinophil counts prior and during treatment have been associated with better response in patients for various cancer entities, including melanoma. An analysis of a heterogeneous study cohort reported high serum ECP levels in non-responders. Hence, eosinophil frequency and serum ECP as a soluble eosinophil-secreted mediator were suggested as prognostic biomarkers in melanoma. We examined whether melanoma patients treated with first-line targeted therapy could also benefit from the effects of eosinophils. In total, 243 blood and serum samples from patients with advanced melanoma were prospectively and retrospectively collected before and after drug initiation. To link eosinophil function to improved clinical outcome, soluble serum markers and peripheral blood counts were used for correlative studies using a homogeneous study cohort. In addition, functional and phenotypical characterizations provided insights into the expression profile and activity of freshly isolated eosinophils, including comparisons between patients and healthy donors. Our data showed a significant correlation between high pre-treatment blood eosinophil counts and improved response to targeted therapy and by trend to combinatorial immunotherapy in patients with metastatic melanoma. In accordance with previous studies our results links eosinophil blood counts to better response in melanoma patients. High pre-treatment ECP serum concentration correlated with response to immunotherapy but not to targeted therapy. Eosinophils from healthy donors and patients showed functional and phenotypical similarities. Functional assays revealed a strong cytotoxic potential of blood eosinophils towards melanoma cells in vitro, inducing apoptosis and necrosis. In addition, in vitro cytotoxicity was an active process of peripheral eosinophils and melanoma cells with bidirectional features and required close cell-cell interaction. The extent of cytotoxicity was dose-dependent and showed susceptibility to changes in physical factors like adherence. Importantly, we provide evidence of an additive tumoricidal function of eosinophils and combinatorial targeted therapy in vitro. In summary, we give valuable insights into the complex and treatment-dependent role of eosinophils in melanoma. As a result, our data support the suggestion of eosinophils and their secreted mediators as potential prognostic biomarkers. It will take additional studies to examine the molecular mechanisms that underlie our findings. / Obwohl das Maligne Melanom nur einen geringen Anteil aller Hautkrebsarten ausmacht, stellt es ein ernstzunehmendes Gesundheitsrisiko mit steigender Inzidenz und hoher Sterblichkeitsrate dar. Durch Fortschritte in der Behandlung des malignen Melanoms konnten die Überlebenszeit verlängert und das Ansprechen und die Wirksamkeit der Behandlung verbessert werden. Etablierte Biomarker helfen bei der Bewertung des Krankheitsverlaufs und erleichtern die Wahl geeigneter und individueller Behandlungsoptionen. Der Bedarf an leicht zugänglichen und zuverlässigen Biomarkern zur Vorhersage patientenspezifischer klinischer Ergebnisse nimmt zu. Die Infiltration von Eosinophilen in den Tumor und hohe periphere Eosinophilenzahl vor und während der Behandlung wurden mit einem besseren Ansprechen bei Patienten mit verschiedenen Tumorarten, einschließlich des Melanoms, in Verbindung gebracht. Eine Analyse einer heterogenen Patientenkohorte berichtete über hohe ECP-Serumspiegel bei Patienten, die nicht auf eine Melanombehandlung ansprechen. Daher wurden periphere Eosinophile im Blut und ECP im Serum, als löslicher, von Eosinophilen sekretierter Mediator, als prognostische Biomarker für das Melanom vorgeschlagen. Wir untersuchten, ob sich die positive Wirkung der peripheren Eosinophilen beim Melanom auf Patienten übertragen lässt, die mit einer zielgerichteten Erstlinientherapie behandelt werden. Insgesamt wurden 243 Blut- und Serumproben von Patienten mit fortgeschrittenem Melanom prospektiv und retrospektiv vor und nach Einleitung einer medikamentösen Behandlung gesammelt. Um die Eosinophilenfunktion mit einem verbesserten klinischen Ergebnis in Verbindung zu bringen, wurden lösliche Serummarker und periphere Blutbilder für korrelative Studien in einer homogenen Studienkohorte analysiert. Darüber hinaus lieferten funktionelle und phänotypische Charakterisierungen Einblicke in das Expressionsprofil und die Aktivität von frisch isolierten Eosinophilen. Vergleiche von Patienten und gesunden Spendern wurden ebenfalls durchgeführt. Unsere Daten zeigten, dass eine hohe prätherapeutische Eosinophilenzahl im Blut zu einer signifikanten Verbesserung des Ansprechens auf eine zielgerichtete Therapie und tendenziell zu einer Verbesserung des Ansprechens auf eine kombinatorische Immuntherapie bei Patienten mit metastasiertem Melanom beiträgt. In Übereinstimmung mit bereits publizierten Studien bringen unsere Ergebnisse eine erhöhte Eosinophilenzahl im Blut mit einem besseren Ansprechen bei Melanompatienten in Verbindung. Eine hohe prätherapeutische ECP- Serumkonzentration korrelierte mit dem Ansprechen auf eine Immuntherapie, nicht aber auf eine zielgerichtete Therapie. Eosinophile von gesunden Spendern und Patienten wiesen zudem funktionelle und phänotypische Ähnlichkeiten auf. Außerdem zeigten funktionelle Tests ein starkes zytotoxisches Potenzial von Eosinophilen gegenüber Melanomzellen in vitro. Periphere Eosinophile lösten Apoptose und Nekrose in den Melanomzellen aus. Darüber 3 hinaus war die Zytotoxizität in vitro ein aktiver Prozess zwischen peripheren Eosinophilen und Melanomzellen mit bidirektionalem Einfluss und erforderte eine enge Zell-Zell-Interaktion. Das Ausmaß der Zytotoxizität war dosisabhängig und zeigte eine Anfälligkeit für Veränderungen der physikalischen Faktoren wie der Adhärenz. Wir konnten Beweise für eine additive tumorizide Funktion von Eosinophilen und einer kombinatorischen zielgerichteten Therapie in vitro liefern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Arbeit wertvolle Einblicke in die komplexe und behandlungsabhängige Rolle der Eosinophilen beim Melanom bietet. Unsere Daten unterstützen den Vorschlag, Eosinophile und die von ihnen sekretierten Mediatoren als potenzielle prognostische Biomarker zu verwenden. Weitere Studien sind erforderlich, um die molekularen Mechanismen unserer Beobachtungen zu entschlüsseln.

Der Name der transposablen Elemente beruht auf ihrer Fähigkeit, ihre genomische Position verändern zu können. Durch Chromosomenaberrationen, Insertionen oder Deletionen können ihre genomischen Transpositionen genetische Instabilität verursachen. Inwieweit sie darüber hinaus regulatorischen Einfluss auf Zellfunktionen besitzen, ist Gegenstand aktueller Forschung ebenso wie die daraus resultierende Frage nach der Gesamtheit ihrer biologischen Signifikanz. Die Weiterführung experimenteller Forschung ist unabdingbar, um weiterhin offenen Fragen nachzugehen. Das Xiphophorus-Melanom-Modell stellt hierbei eines der ältesten Tiermodelle zur Erforschung des malignen Melanoms dar. Durch den klar definierten genetischen Hintergrund eignet es sich hervorragend zur Erforschung des bösartigen schwarzen Hautkrebses, welcher nach wie vor die tödlichste aller bekannten Hautkrebsformen darstellt. Die hier vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Rolle transposabler Elemente in der malignen Melanomgenese von Xiphophorus. / The term “transposable elements” (TEs) is based on their ability to change their genomic position. Through insertions, deletions or chromosomal aberrations, their genomic mobility can cause genetic instability. The extent to which they further exert regulatory influence on cellular functions is the subject of current research, as is the resulting question of their overall biological significance. To further pursue these questions the continuation of experimental research is indispensable. In this regard, the Xiphophorus- melanoma-model represents one of the oldest animal models for the study of malignant melanoma. Thanks to its clearly defined genetic background, it is excellently suited for research into melanoma, which continues to be the most lethal of all known forms of skin cancer. The work presented here investigated the role of transposable elements in malignant melanomagenesis of Xiphophorus.