Hintergrund: Der EGILS (European Gastro-Intestinal Lymphoma Study) Consensus Report von 2011 enthält als zentralen Therapiebaustein die H.p.-Eradikationsbehandlung mit nachfolgendem „Watch-and-Wait“ bzw. die Nachsorge nach Vollremission. Voraussetzung für eine strukturierte Nachsorge ist eine gute Patientencompliance. Eine Studie über Dauer und praktische Umsetzbarkeit der Nachsorge, insbesondere nach Vollremission, gibt es bisher nicht. Ziel: Ziel dieser retrospektiven Arbeit war es zu überprüfen, ob die von der EGILS empfohlenen Nachsorgeintervalle von den Patienten nach einer alleinigen H.p.-Eradikation eingehalten werden. Ferner sollte auf dieser Grundlage und unter Berücksichtigung des Therapieerfolgs eine Empfehlung für optimale Nachsorgeintervalle nach klinischer Vollremission erarbeitet werden. Methode: 106 Patienten (50 weiblich; 56 männlich); Alter 59 (33 – 85) Jahre mit beliebigem H.p.Status, histologisch gesichertem gastralem MALT-Lymphom und alleiniger H.p.-Eradikationsbehandlung wurden eingeschlossen. Grundlage zur Beurteilung war, bis zur Vollremission, das Nachsorgeschema gemäß EGILS (alle 4-6 Monate); danach erfolgte die Nachsorge alle 6 bis 12 Monate. Die Compliance wurde bei jedem Patienten als das Verhältnis aus erfüllter Nachsorgepflicht zu individueller Gesamtdauer der Nachsorge berechnet und über alle Patienten gemittelt. Ergebnisse: Die meisten Patienten erreichen nach alleiniger H.p.-Eradikation unabhängig vom H.p.-Status eine Vollremission (ca. 71%). Die Nachsorgen wurden über den gesamten Beobachtungszeitraum zu ca. 55% eingehalten. Patienten mit Interesse an einer Nachsorge nehmen diese über Jahre hinweg sehr zuverlässig war. In dieser Patientengruppe liegt die Compliance bei ca. 95%. Schlussfolgerung: Die exzellente Prognose gastraler MALT-Lymphome, unabhängig vom H.p.-Status, und die hohe Bereitschaft der Patienten für Nachsorgeuntersuchungen auch nach Vollremission erhöht die Attraktivität einer „Watch-and-Wait“-Strategie. Nach klinischer Vollremission sind jährliche endoskopische Nachsorgeuntersuchungen praktisch umsetzbar. / Background: The European gastrointestinal lymphoma study (EGILS) consensus report from 2011 included as a central therapy basis the H pylori eradication treatment with subsequent “watch and wait” as well as follow-up care after full remission. The main requirement for a structured follow up care is good patient compliance. A study about the duration and the practical feasibility of follow up care, especially after full remission has not been carried out to date. Aims: The aim of this retrospective work was to review whether patients were complying with the EGILS recommended follow-up intervals after a single H pylori eradication treatment. Furthermore, on this basis and in consideration of treatment success, a recommendation for the optimal follow-up interval after a full clinical remission should be developed. Methods: 106 patients (50 females, 56 males) with an average age of 59 years (33-85) with a variable H pylori status, histologically confirmed gastric MALT-lymphoma and a single H pylori eradication treatment, were included. The basis of assessment was, up to full remission, the follow-up scheme in accordance with EGILS (4-6 months) thereafter follow up in 6-12 months. The compliance for every patient was calculated as the ratio of fulfilled follow-up care obligations to individual duration of follow-up care and averaged out over all Patients. Results: The majority of patients reached a full remission after a single H pylori eradication independent of H pylori status (ca. 71%). Ca 55% of the follow-up care was adhered to the whole observation period. Patients with an interest continued to take part reliably in follow-up care for many years. The compliance in this patient group was ca 95%. Conclusion: The excellent prognosis of gastric MALT-lymphoma, independent of H pylori status and the willingness of the patients to have aftercare-check-ups even after a full remission, increases the attraction of a “watch and wait” strategy. After a full clinical remission, yearly endoscopic check-ups can be easily implemented.

Für diese Arbeit wurden in-vitro-Studien an kaninen Mammatumorzellen und humanen follikulären B-NHL-Zellen durchgeführt. Es wurden erstmals die migratorischen Eigenschaften einer kaninen Mammatumorzelllinie (CMT-U-27, infiltrierendes duktuläres Karzinom mit Metastasen) und deren Beeinflussbarkeit untersucht. Die Experimente zeigten einen leichten promigratorischen Einfluss von Noradrenalin und EGF; mit dem Tumorpromotor PMA wurde eine sehr deutliche Stimulation der Migration erreicht. Es konnte gezeigt werden, dass Iscador® M in der Lage ist, die PMA-stimulierte Migration der CMT-U-27-Zellen zu hemmen, wobei die spontane, Matrix-induzierte Zellmigration unbeeinflusst blieb. Zwischen der migratorischen Aktivität von Tumorzellen und ihrer Fähigkeit Metastasen zu bilden, besteht ein Zusammenhang. Durch einen inhibierenden Effekt auf die Migration von Tumorzellen könnte eine Progression der Erkrankung durch Metastasenbildung verhindert oder zumindest verzögert werden. IL-6 dient als prognostischer Faktor bei lymphoproliferativen Erkrankungen der B-Zellen und kann sich negativ auf den Krankheitsverlauf bei B-Lymphompatienten auswirken. Unterstützend zu den guten in-vivo Erfahrungen in der Lukasklinik in Arlesheim, Schweiz, sollte in dieser Arbeit untersucht werden, ob Iscador® P bei follikulären B-NHL-Zelllinien (DoHH2, WSU-NHL, Sc-1) einen autokrinen IL-6-Loop auslösen kann. Dafür wurden die Zellen über definierte Zeiträume mit verschiedenen Iscador® P-Konzentrationen inkubiert. Es wurden Proben entnommen und durchflusszytometrische Messungen auf membrangebundenen IL-6R und gp130, Messungen der mRNA-Expression von IL-6, IL-6R und gp130 mittels Real-Time-RT-PCR und ELISA-Messungen zur Bestimmung von IL-6, löslichem IL-6R (sIL-6R) und löslichem gp130 (sgp130) durchgeführt. Es konnte kein Einfluss von Iscador® P auf die Oberflächen- oder Genexpression von IL-6 und den dazugehörigen Rezeptorkomponenten gp130 und IL-6R nachgewiesen werden. Zudem wird kein IL-6, sgp130 oder sIL-6R von den Zellen freigesetzt. Damit kann ein autokriner IL-6-Loop und ein durch Freisetzen von sIL-6R ermöglichtes Transsignalling bei den in dieser Arbeit untersuchten follikulären B-NHL-Zelllinien ausgeschlossen werden. In Wachstumskurven konnte gezeigt werden, dass Iscador® P den proliferativen Einfluss von IL-6, bei gleichzeitiger Inkubation, aufhebt. Genexpressionsmessungen der apoptoserelevanten Gene bcl-2, bax, bcl-xl und bad mittels Real-Time-RT-PCR zeigten bei den WSU-NHL-Zellen, dass die Apoptose über ein Verschieben des bcl-2/bax-Quotienten ausgelöst wird, welches mittels durchflusszytometrischer Analyse bestätigt werden konnte. Im Gegensatz dazu konnte bei Sc-1 Zellen keine Verschiebung des bcl﷓2/bax-Quotienten in Richtung Induktion der Apoptose beobachtet werden, sodass die bei dieser Zelllinie beobachtete Hemmung der IL-6 mediierten Proliferation durch Iscador® P, durch einen anderen, bislang noch nicht geklärten, Mechanismus ablaufen muss.

In der vorliegenden Dissertation wird die Entwicklung eines phylogenetischen DNA Microarrays, die Analyse von mehreren Microarray-Genexpressionsdatensätzen und neue Ansätze für die Datenanalyse und Interpretation der Ergebnisse vorgestellt. Die Entwicklung und Analyse der Daten eines phylogenetischen DNA Microarrays wird in der ersten Publikation dargestellt. Ich konnte zeigen, dass die Spezies-Detektion mit phylogenetischen Microarrays durch die Datenanalyse mit einem linearen Regressionsansatz signifikant verbessert werden kann. Standard-Methoden haben bislang nur Signalintensitäten betrachtet und eine Spezies als an- oder abwesend bezeichnet, wenn die Signalintensität ihres Messpunktes oberhalb eines willkürlich gesetzten Schwellenwertes lag. Dieses Verfahren ist allerdings aufgrund von Kreuz-Hybridisierungen nicht auf sehr nah verwandte Spezies mit hoher Sequenzidentität anwendbar. Durch die Modellierung des Hybridisierungs und Kreuz-Hybridisierungsverhaltens mit einem linearen Regressionsmodell konnte ich zeigen, dass Spezies mit einer Sequenzähnlichkeit von 97% im Markergen immer noch unterschieden werden können. Ein weiterer Vorteil der Modellierung ist, dass auch Mischungen verschiedener Spezies zuverlässig vorhergesagt werden können. Theoretisch sind auch quantitative Vorhersagen mit diesem Modell möglich. Um die großen Datenmengen, die in öffentlichen Microarray-Datenbanken abgelegt sind besser nutzen zu können, bieten sich Meta-Analysen an. In der zweiten Publikation wird eine explorative Meta-Analyse auf Arabidopsis thaliana-Datensätzen vorgestellt. Mit der Analyse verschiedener Datensätze, die den Einfluss von Pflanzenhormonen, Pathogenen oder verschiedenen Mutationen auf die Genexpression untersucht haben, konnten die Datensätze anhand ihrer Genexpressionsprofile in drei große Gruppen eingeordnet werden: Experimente mit Indol-3-Essigsäure (IAA), mit Pathogenen und andere Experimente. Gene, die charakteristisch für die Gruppe der IAA-Datensätze beziehungsweise für die Gruppe der Pathogen-Datensätze sind, wurden näher betrachtet. Diese Gene hatten Funktionen, die bereits mit Pathogenbefall bzw. dem Einfluss von IAA in Verbindung gebracht wurden. Außerdem wurden Hypothesen über die Funktionen von bislang nicht annotierten Genen aufgestellt. In dieser Arbeit werden auch Primäranalysen von einzelnen Arabidopsis thaliana Genexpressions-Datensätzen vorgestellt. In der dritten Publikation wird ein Experiment beschrieben, das durchgeführt wurde um herauszufinden ob Mikrowellen-Strahlung einen Einfluss auf die Genexpression einer Zellkultur hat. Dazu wurden explorative Analysemethoden angewendet. Es wurden geringe aber signifikante Veränderungen in einer sehr kleinen Anzahl von Genen beobachtet, die experimentell bestätigt werden konnten. Die Funktionen der regulierten Gene und eine Meta-Analyse mit öffentlich zugänglichen Datensätzen einer Datenbank deuten darauf hin, dass die pflanzliche Zellkultur die Strahlung als eine Art Energiequelle ähnlich dem Licht wahrnimmt. Des weiteren wird in der vierten Publikation die funktionelle Analyse eines Arabidopsis thaliana Genexpressionsdatensatzes beschrieben. Die Analyse der Genexpressions eines pflanzlichen Tumores zeigte, dass er seinen Stoffwechsel von aerob und auxotroph auf anaerob und heterotroph umstellt. Gene der Photosynthese werden im Tumorgewebe reprimiert, Gene des Aminosäure- und Fettstoffwechsels, der Zellwand und Transportkanäle werden so reguliert, dass Wachstum und Entwicklung des Tumors gefördert werden. In der fünften Publikation in dieser Arbeit wird GEPAT (Genome Expression Pathway Analysis Tool) beschrieben. Es besteht aus einer Internet- Anwendung und einer Datenbank, die das einfache Hochladen von Datensätzen in die Datenbank und viele Möglichkeiten der Datenanalyse und die Integration anderer Datentypen erlaubt. In den folgenden zwei Publikationen (Publikation 6 und Publikation 7) wird GEPAT auf humane Microarray-Datensätze angewendet um Genexpressionsdaten mit weiteren Datentypen zu verknüpfen. Genexpressionsdaten und Daten aus vergleichender Genom-Hybridisierung (CGH) von primären Tumoren von 71 Mantel-Zell-Lymphom (MCL) Patienten ermöglichte die Ermittlung eines Prädiktors, der die Vorhersage der Überlebensdauer von Patienten gegenüber herkömmlichen Methoden verbessert. Die Analyse der CGH Daten zeigte, dass auch diese für die Vorhersage der Überlebensdauer geeignet sind. Für den Datensatz von Patienten mit großzellig diffusem B-Zell-Lymphom DLBCL konnte aus den Genexpressionsdaten ebenfalls ein neuer Prädiktor vorgeschlagen werden. Mit den zwischen lang und kurz überlebenden Patienten differentiell exprimierten Genen der MCL Patienten und mit den Genen, die zwischen den beiden Untergruppen von DLBCL reguliert sind, wurden Interaktionsnetzwerke gebildet. Diese zeigen, dass bei beiden Krebstypen Gene des Zellzyklus und der Proliferation zwischen Patienten mit kurzer und langer Überlebensdauer unterschiedlich reguliert sind. / In this thesis, the development of a phylogenetic DNA microarray, the analysis of several gene expression microarray datasets and new approaches for improved data analysis and interpretation are described. In the first publication, the development and analysis of a phylogenetic microarray is presented. I could show that species detection with phylogenetic DNA microarrays can be significantly improved when the microarray data is analyzed with a linear regression modeling approach. Standard methods have so far relied on pure signal intensities of the array spots and a simple cutoff criterion was applied to call a species present or absent. This procedure is not applicable to very closely related species with high sequence similarity because cross-hybridization of non-target DNA renders species detection impossible based on signal intensities alone. By modeling hybridization and cross-hybridization with linear regression, as I have presented in this thesis, even species with a sequence similarity of 97% in the marker gene can be detected and distinguished from related species. Another advantage of the modeling approach over existing methods is that the model also performs well on mixtures of different species. In principle, also quantitative predictions can be made. To make better use of the large amounts of microarray data stored in public databases, meta-analysis approaches need to be developed. In the second publication, an explorative meta-analysis exemplified on Arabidopsis thaliana gene expression datasets is presented. Integrating datasets studying effects such as the influence of plant hormones, pathogens and different mutations on gene expression levels, clusters of similarly treated datasets could be found. From the clusters of pathogen-treated and indole-3-acetic acid (IAA) treated datasets, representative genes were selected which pointed to functions which had been associated with pathogen attack or IAA effects previously. Additionally, hypotheses about the functions of so far uncharacterized genes could be set up. Thus, this kind of meta-analysis could be used to propose gene functions and their regulation under different conditions. In this work, also primary data analysis of Arabidopsis thaliana datasets is presented. In the third publication, an experiment which was conducted to find out if microwave irradiation has an effect on the gene expression of a plant cell culture is described. During the first steps, the data analysis was carried out blinded and exploratory analysis methods were applied to find out if the irradiation had an effect on gene expression of plant cells. Small but statistically significant changes in a few genes were found and could be experimentally confirmed. From the functions of the regulated genes and a meta-analysis with publicly available microarray data, it could be suspected that the plant cell culture somehow perceived the irradiation as energy, similar to perceiving light rays. The fourth publication describes the functional analysis of another Arabidopsis thaliana gene expression dataset. The gene expression data of the plant tumor dataset pointed to a switch from a mainly aerobic, auxotrophic to an anaerobic and heterotrophic metabolism in the plant tumor. Genes involved in photosynthesis were found to be repressed in tumors; genes of amino acid and lipid metabolism, cell wall and solute transporters were regulated in a way that sustains tumor growth and development. Furthermore, in the fifth publication, GEPAT (Genome Expression Pathway Analysis Tool), a tool for the analysis and integration of microarray data with other data types, is described. It consists of a web application and database which allows comfortable data upload and data analysis. In later chapters of this thesis (publication 6 and publication 7), GEPAT is used to analyze human microarray datasets and to integrate results from gene expression analysis with other datatypes. Gene expression and comparative genomic hybridization data from 71 Mantle Cell Lymphoma (MCL) patients was analyzed and allowed proposing a seven gene predictor which facilitates survival predictions for patients compared to existing predictors. In this study, it was shown that CGH data can be used for survival predictions. For the dataset of Diffuse Large B-cell lymphoma (DLBCL) patients, an improved survival predictor could be found based on the gene expression data. From the genes differentially expressed between long and short surviving MCL patients as well as for regulated genes of DLBCL patients, interaction networks could be set up. They point to differences in regulation for cell cycle and proliferation genes between patients with good and bad prognosis.

Die Zellen des Hodgkin-Lymphoms sind, neben einer permanenten Aktivierung des NF-kB Signalweges, durch eine konstitutive AP-1 Aktivität gekennzeichnet. Die vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit der Analyse der aberranten AP-1 Aktivität in Zellen des Hodgkin-Lymphoms. Von besonderem Interesse ist in diesem Zusammenhang der JUN Promotor, da c-Jun unter anderem die Fähigkeit besitzt seinen eigenen Promotor positiv zu regulieren (Autoregulation). Im Rahmen dieser Arbeit wurden Faktoren, die mit dem JUN Promotor in Zellen des Hodgkin-Lymphoms assoziiert sind, über verschiedene chromatographische Reinigungsschritte angereichert, mittels Massenspektrometrie identifiziert und hinsichtlich ihres Einflusses auf die c-Jun Expression analysiert. Dabei wurden die zwei Faktoren ATF-3, aus der Familie der AP-1 Proteine, und p52, aus der NF-kB Familie, hinsichtlich ihres Einflusses auf die Überexpression von c-Jun in Hodgkinzellen genauer untersucht. Die hier aufgeführten Ergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis der Regulation der konstitutiven AP-1 Aktivität in den Hodgkinzellen bei. Im Rahmen dieser Arbeit konnten zwei Faktoren identifiziert werden, die maßgeblich an der Regulation der Expression von c-Jun in Hodgkinzellen beteiligt sind. Eine besondere Rolle kommt dabei dem Transkriptionsfaktor p52 zu, da dieser unter anderem auch die Expression anderer Mitglieder der AP-1 Familie reguliert. Ein weiterer Befund dieser Arbeit, dass p50 und p52 die zentralen Komponenten der konstitutiven NF-kB Aktivität sind, rückt p52 in das Zentrum zukünftiger Forschung. Die Befunde dieser Arbeit belegen, dass die aberrante Aktivierung von AP-1 im Hodgkin-Lymphom nicht auf ein einzelnes Ereignis in der Zelle zurückzuführen ist, sondern das Ergebnis eines komplexen Zusammenspiels vieler Faktoren ist. / The cells of Hodgkin''s lymphoma are characterized by a permanent activation of the NF-kB signaling pathway and a constitutive AP-1 activation. The present study focused on the analysis of aberrant AP-1 activity in cells of Hodgkin''s lymphoma. Of particular interest in this context is the JUN promoter, since c-Jun has the ability to regulate its own promoter (autoregulation). In this work different JUN promoter associated factors were enriched through various chromatographic purification steps, identified by Mass spectrometry and analyzed in terms of its influence on the expression of c-Jun. The focus was on specific factors in cells of Hodgkin''s lymphoma. The two factors ATF-3 and p52, were analyzed in terms of their influence on the overexpression of c-Jun in cells of Hodgkin''s lymphoma. Another interesting finding of this study is, p50 and p52 are central components of the constitutive NF-kB activity. This puts p52 in the center of future research. The results presented here contribute to a better understanding of the regulation of the constitutive AP-1 activity in the Hodgkin cells. In this work two Factors (ATF3 and p52) could be identified, which are are involved in the regulation of the expression of c-Jun in Hodgkin cells. A special role is played by the transcription factor p52, which also regulates the expression of other members of the AP-1 family. The findings of this study also show that the aberrant activation of AP-1 in Hodgkin''s lymphoma is not due to a single event in the cell. It is rather a result of a complex interplay of many factors.

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Cytokine steuern die Kommunikation von verschiedenen Zelltypen untereinander und regulieren deren Überleben, Differenzierung und Wachstum. Kommt es zu einer Deregulation der Expression von Cytokinen oder deren Rezeptoren, kann es zu autoimmunen oder malignen Erkrankungen kommen. Ein besonderes Beispiel der aberranten Cytokinexpression ist das klassische Hodgkin Lymphom. Die malignen Hodgkin/Reed-Sternberg (HRS) Zellen des Hodgkin Lymphoms stammen ursprünglich aus Keimzentrums B-Zellen ab, haben aber ihren B-Zell Phänotyp verloren. Des Weiteren exprimieren sie eine Vielzahl von verschiedenen Cytokinen und Cytokinrezeptoren, die ursprünglich nicht in einem Genexpressionsprogramm von B-Zellen vorkommen. In dieser Arbeit wurden zwei dieser Cytokin-Rezeptorsysteme (IL-21/IL-21R und CSF-1/CSF1R) hinsichtlich ihrer Funktionen für die HRS Zellen des Hodgkin Lymphoms charakterisiert. Die Expression des T-Zell assoziierten Cytokins IL-21 konnte in dieser Arbeit erstmals in HRS Zellen nachgewiesen werden. Für die Expression des myeloiden CSF1R zeigen Ergebnisse dieser Arbeit eine neuartige Regulation durch ein Long Terminal Repeat (LTR) Element, welche zu einem bis dahin unbekannten mRNA Transkript des Protoonkogens CSF1R in den HRS Zellen führt. Sowohl für IL-21 als auch für CSF1R konnte in der Doktorarbeit die Expression und Funktionalität des jeweilig korrespondierenden Rezeptors (IL-21R) bzw. Cytokins (CSF-1) nachgewiesen werden. Die Bedeutung dieser B-Zell fremden Gene für die HRS Zellen lag hauptsächlich in der Stimulation von Wachstum und Überleben und der Induktion von wichtigen Signalwegen (z.B. STAT3). Die Ergebnisse der Dissertation können als Ausgangspunkt für neue Strategien in der Diagnostik und der spezifischeren Therapie von Hodgkin Lymphom Patienten dienen. Der außergewöhnliche Mechanismus der Genregulation des CSF1R Gens über ein endogenes LTR Element kann in anderen Tumorentitäten ebenfalls ein Grund für die Aktivierung von Onkogenen sein. / Cytokines in the human body are responsible for cell-cell communication and regulate survival, differentiation and proliferation of different cell types. Deregulation of expression levels of cytokines might contribute to autoimmune diseases or tumor growth. One of the most prominent examples of aberrant cytokine expression is the classical Hodgkin Lymphoma. The malign Hodgkin/Reed-Sternberg (HRS) cells of classical Hodgkin Lymphoma are derived from germinal centre B cells, however they lost their B cell-specific phenotype. Moreover they express a huge variety of cytokines and cytokine receptors, normally not expressed in B cells. Two of these cytokine-receptor systems (IL-21/IL-21R and CSF-1/CSF1R) and their expression and function in HRS cells are subject of this dissertation. The expression of the T cell-associated cytokine IL-21 has been shown for the first time in HRS cells. The results for the myeloid-specific proto-oncogene CSF1R identified a unique, so far unknown mRNA transcript, expressed due to activation of a long terminal repeat (LTR) element. For both, IL-21 and CSF1R, the expression and functionality of the corresponding receptor (IL-21R) or cytokine (CSF-1), respectively, was demonstrated in this dissertation. Protection from apoptosis, proliferation and stimulation of several pathways are the main functional consequences of auto- and paracrine stimulation of HRS cells with either IL-21 or CSF-1. These results might lead to new diagnostic and more specific treatment strategies for Hodgkin Lymphoma patients. Regarding the unusual expression of CSF1R via LTR activation this mechanism might also be the reason for oncogene activation in several other tumor entities.

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