Das Neuroblastom ist ein vom sympathischen Nervensystem ausgehender neuroektodermaler maligner Tumor des Kleinkindesalters. Bei über 50% der Neuroblastom-Ersterkrankungen liegt bereits das disseminierte Stadium 4 vor, das eine infauste Prognose hat. Eine wirksame Behandlung des Stadium 4 Neuroblastoms stellt deshalb nach wie vor eine der größten Herausforderungen der pädiatrischen Onkologie dar: Die Gesamtüberlebensrate von 20-25% der Kinder, die an dieser bösartigen Krankheit leiden, konnte während der letzten zwei Jahrzehnte trotz neuer Chemotherapie-Protokolle nicht wesentlich verbessert werden. Aus diesem Grund gibt es zunehmend Bestrebungen sich um Therapiealternativen zu bemühen. In dieser Arbeit werden die derzeit möglichen immunologischen Strategien zur Behandlung des Neuroblastoms abgehandelt. / Neuroblastoma is a neuroectodermal malignancy of early childhood derived from sympathetic nervous tissue. At initial diagnosis over 50% of patients present with disseminated stage 4 disease which has a dismal prognosis. Effective treatment of patients with stage 4 neuroblastoma remains a major challenge in pediatric oncology. Despite novel therapeutic approaches including chemotherapy and autologous stem cell transplantation the overall survival rate of only 20-25% did not improve over the last two decades. Therefore, a lot of effort has been made to develop novel alternative therapies. This thesis summarizes possible immunotherapeutic strategies for the treatment of neuroblastoma.

Multidrug Resistenz (MDR), die simultane Resistenz gegenüber strukturell und funktionell nicht-verwandten Zytostatika, stellt eine wesentliche Ursache für unzureichende Behandlungserfolge maligner Erkrankungen dar. Die inherente Resistenz bzw. Resistenzentwicklung gegenüber chemotherapeutischen Substanzen ist vor allem die Folge der Präsens und Regulation unterschiedlicher Transportproteine wie MDR1, MRP1, BCRP und MVP. In der Konsequenz kommt es zu alteriertem Influx und/oder Efflux von Zytostatika, verminderter Akkumulation und Effektivität von Chemotherapeutika. Sowohl Zytostatika als auch Zytokine zeigten modulierende Einflüsse auf die Expression der MDR-Gene MDR1, MRP1 und MVP (Kapitel 2-9). Zytostatika wie Adriamycin resultierten vorwiegend in induzierten MDR1-Expressionen, dem hauptsächlichen Interventionstarget zur Überwindung des klassischen MDR-Phänotyps. Zytokine wie TNFa führten, extern appliziert als auch durch Gentransfer, zur Chemosensitivierung der Tumorzellen, verbunden mit Down-Regulationen von MDR1 und MVP. Die Zytokin-vermittelte Überwindung des klassischen MDR-Phänotyps weist auf die Inklusion definierter Zytokine in etablierte Chemotherapieprotokolle hin, wie bereits angewendet bei der hyperthermen isolierten Extremitätenperfusion mit TNFa (Kapitel 13). Die Verwendung BCRP-spezifischer Ribozyme demonstrierte deren Potential zur Überwindung des BCRP-bedingten, atypischen MDR-Phänotyps. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die Expression der ABC-Transporter als auch des MVP durch Hyperthermie temperatur- und zeitabhängig induzierbar ist (Kapitel 10-13). Diese Hyperthermie-Induktion wird für MDR1 und MRP1 über den Transkriptionsfaktor YB-1 zeitnah zum Stressereignis vermittelt. In der klinischen Situation konnte anhand verfügbarer Biopsien von Kolonkarzinomen, Sarkomen und Melanomen, jeweils mittels Hyperthermie im Kontext multimodaler Behandlungsregime behandelt, kein direktes, generelles Risiko einer MDR1- oder MRP1-vermittelten, Hyperthermie-bedingten Induktion/Verstärkung einer MDR beobachtet werden. Die Analyse der Promotoren MDR-assoziierter Gene wie MDR1 und MVP zeigte deren Induzierbarkeit durch unterschiedliche Therapie-relevante Faktoren wie Zytostatika und Hyperthermie in verschiedenen in vitro- und in vivo-Modellen (Kapitel 10,14-20). Spezifische Sequenzmotive sind für die Stressfaktor-induzierte Bindung von Transkriptionsfaktoren wie YB-1 verantwortlich; Mutationen in diesen Sequenzbereichen modulierten die Induzierbarkeit (Kapitel 14,15,20). Der Einsatz Therapie-induzierbarer Promotoren unterschiedlicher MDR-Gene wie MDR1 (Kapitel 14-18) und MVP (Kapitel 19,20) erlaubt somit generell die Anpassung an etablierte Behandlungsprotokolle verschiedener Tumorentitäten. In fortführenden Arbeiten bleibt die erfolgreiche Anwendung von Therapie-induzierbaren MDR-Promotorsequenzen zur Expression therapeutisch relevanter Gene im Kontext einer Gentherapie maligner Erkrankungen zu prüfen. / Multidrug resistance, the simultaneous resistance towards structurally and functionally unrelated cytostatic drugs, still represents a major cause of cancer treatment failure. Inherent or acquired resistance against a wide variety of chemotherapeutic drugs depends mainly on the presence and regulation of different transporter proteins, such as MDR1, MRP1, BCRP, and MVP. Thus, decreased uptake and/or increased efflux, lowered net accumulation, and in consequence, less efficiency of anti-cancer drugs is the clinical hurdle to struggle with. Cytostatics as well as cytokines showed modulating effects on the expression of the MDR-associated genes MDR1, MRP1, and MVP (chapter 2-9). Cytostatics such as adriamycin resulted mainly in increased expression of the MDR1 gene, the most prominent intervention target for the reversal of the classical MDR phenotype. Cytokines such as TNFa, externally applied or by gene transfer, led to chemosensitization of tumor cells, and to down regulation of MDR1 and MVP. This cytokine-mediated reversal of the classical MDR phenoype refer to the inclusion of defined cytokines into established chemotherapy protocols, as already realized by the hyperthermic isolated limb perfusion with TNFa (chapter 13). The employment of BCRP-specific ribozymes demonstrated their potential to reverse the BCRP-mediated atypical MDR phenotype. Furthermore it was shown, that the expression of the ABC transporters as well as of MVP was inducible by hyperthermia in a temperature and time-dependet manner (chapter 10-13). This hyperthermia-caused induction of MDR1 and MRP1 is mediated by the transcription factor YB-1 timely close to the stress event. However, no direct, general risk of a MDR1- or MRP1-mediated hyperthermia-caused induction/enhancement of the MDR phenotype was observed in clinical settings, analyzed by using biopsies available from colon carcinomas, sarcomas, and melanomas, which were treated with hyperthermia in the context of multimodal regimes. The analyses of promoters of the MDR-associated genes MDR1 and MVP revealed their inducibility by different therapy-related factors such as cytostatics and hyperthermia in several in vitro- and in vivo models (chapter 10,14-20). Specific sequence motifs were found to be responsible for the stress-induced binding of transcription factors; mutations within these sequence regions modulated their inducibility (chapter 14,15,20). Thus, the employment of therapy-inducible promoters of different MDR genes such as MDR1 (chapter 14-18) and MVP (chapter 19,20) allows the improvement of established treatment protocols for different tumor localizations. Based on this, the succesful use of therapy-inducible MDR promoter sequences for the expression of therapeutically relevant genes in the context of a gene therapy of cancer represents an ambitious goal for the future.

Die Todesrezeptoren der TNF-Familie sind neben der Vermittlung von Apoptosesignalen auch in der Lage, nicht-apoptotische intrazelluläre Signalwege zu beeinflussen. Der Caspase-8-Inhibitor cFLIPlong inhibiert dosisabhängig die Prozessierung der Initiator-Caspase-8 am TRAIL-DISC (death inducing signalling complex) und hemmt die Aktivierung des NF-kappa-B-Signalweges über die Modulation der Rekrutierung und Spaltung des für die NF-kappa-B-Aktivierung notwendigen RIP (receptor interactin protein)am DISC. / TNF-derived death-receptors are not only involved in transducing apoptosis-signalling but also modulate non-apoptotic pathways. Cellular FLICE-inhibitory protein cFLIPlong is able to block processing of initiator-caspases in the TRAIL-DISC dependent on the FLIP/Casp-8- level. It also interacts with NF-kappa-B-signalling pathways by modulating the recruitment and processing of receptor-interacting-protein RIP in the TRAIL-DISC-complex.

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In dieser Arbeit wurden 48 Patienten nach multimodaler Tumortherapie bei lokal fortgeschrittenem Rektumkarzinom im Rahmen der CAO/ARO/AIO-04-Studie untersucht. Die Patienten wurden neoadjuvant radiochemotherapiert und entweder in Arm A mit 5-FU (1. und 5. RTx-Woche, 1000 mg/m2/Tag) oder in Arm B mit 5-FU und Oxaliplatin (5-FU Tag 1-14 und Tag 22-35, 250 mg/m2/Tag; Oxaliplatin Tag 1,8,22,29, 50 mg/m2/Tag) zusätzlich zur Bestrahlung mit 50,4 Gy (1,8 Gy/Tag; 3DCRT oder IMRT oder VMAT oder VMAT und 3DCRT) behandelt. Bei Nachsorgeuntersuchungen (NS) 1 und 2 Jahre nach Therapieende wurde die Spättoxizität nach LENT/SOMA-Kriterien erfasst. Blutproben wurden akquiriert zur Durchführung des Mikronukleustests (MNT), eines zuverlässigen und einfach durchführbaren Tests zur Darstellung genomischer Schäden in peripheren Blutlymphozyten (PBL). Innerhalb des Kollektivs trat eine interindividuelle Variabilität der Mikrokern(MK)-Ausbeuten auf, die nur zum Teil (Effekt des Geschlechts bei BE 1y) durch Patientenalter und geschlecht, Bestrahlungsart und –volumina und Zeitpunkte der NS erklärt werden konnte. Bezogen auf einzelne Patienten traten im Verlauf der NS konstant hohe bzw. niedrige MK-Ausbeuten auf. Im Vorfeld konnte eine Zunahme der MK-Ausbeuten im Verlauf der RCT gezeigt werden (Helms 2010; Hennies 2010; Wolff et al. 2011b). Die MK-Ausbeuten waren jeweils 1 Jahr und 2 Jahre nach Ende der RCT signifikant (p<0,0001) über dem Level von vor Beginn der RCT. Die MK-Ausbeuten lagen bei beiden NS signifikant (p<0,0001) unter dem Level des Endes der RCT. Für die Gesamt-, Rektum- und Hautspättoxizität bestand keine Korrelation mit dem Ausmaß der MK-Ausbeuten. Die Befunde im Bereich der Blase sollten weiter beobachtet werden, da ein Zusammenhang zwischen dem Grad der Blasenspättoxizität und den MK-Ausbeuten bei der 1. NS bestand. Auf der einen Seite kann vermutet werden, dass genetische Faktoren (Radiosensitivität) interindividuelle Schwankungen der MK-Ausbeuten erklären könnten. Auf der anderen Seite könnten dezidiertere Kenntnisse der Einflussvariablen (z. B. integrale Dosis des Knochenmarks) zur Klärung beitragen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit könnten die Kenntnis der Relation experimentell darstellbarer zytogenetischer Schäden und klinischer Folgen einer multimodalen Tumortherapie bei einzelnen Patienten verbessern.

Background: The optimal extent of the prostate biopsy remains controversial. There is a need to avoid detection of insignificant cancer but not to miss significant and curable tumors. In alternative treatments of prostate cancer, repeated sextant biopsies are used to estimate the response. The aim of this study was to investigate the reliability of a repeated systematic sextant biopsy as the standard biopsy technique in patients with significant tumors which are being considered for curative treatment. Methods: Systematic sextant biopsy was performed in vitro in 92 radical prostatectomy specimens. Of these patients, 81 (88.0%) had palpable lesions. Results: Of the 92 investigated patients, 70 (76.1%) had potentially curable pT2-3pN0 prostate cancers. In these patients, the cancer was detected only in 72.9% of cases by a repeated in vitro biopsy. In the pT2 tumors, there was a detection rate of only 66.7%. Conclusions: This study underlines the fact that a considerable number of significant and potentially curable tumors remain undetected by the conventional sextant biopsy. A negative sextant biopsy does not rule out significant prostate cancer. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

La Protéine Kinase CK2 est une enzyme tétramérique composé d'un dimère de sous-unité régulatrice (β) et de deux sous-unités catalytiques, CK2α et/ou CK2α'. La sous-unité catalytique de CK2 est constitutivement active alors que la sous-unité régulatrice régule seulement la sélection des substrats phosphorylés par CK2. CK2 est une Ser/Thr protéine kinase ubiquitaire impliquée dans le contrôle de nombreuses voies de signalisations. La dérégulation de CK2 promeut le développement des cancers et il a été démontré que CK2 est une cible pertinente dans le traitement des cancers. Notre objectif était de cibler la protéine kinase CK2 de manière indépendante du site actif. Deux séries de composés ont été étudiés : Basé sur un premier hit faiblement actif (CI50 = 30 μM) mais inhibant CK2 de manière non- ATP compétitive, des dérivés comportant le noyau 2-aminothiazole ont été synthétisés et un composé actif (CI50 = 0,6 μM) et efficace in cellulo a été obtenu. Grace à des expériences sur des mutants ponctuels de CK2, des expériences de dichroïsme circulaire, de la STD-RMN et de la modélisation moléculaire, le site de fixation de nos inhibiteurs a été précisément défini à l'interface de la boucle riche en glycine et de l'hélice-αC. Des inhibiteurs de l'interaction α/β ont été étudiés à partir d'un peptide cyclique jusqu'au développement de petites molécules via un screening virtuel. Des études de relations structure-activité ont été réalisé sur la série de composés synthétisées et des tests cellulaires ont été mis en place afin d'évaluer ces composés. Les deux classes de molécules décrites sont des outils intéressants pour comprendre la régulation physiologique de la protéine kinase CK2 et des opportunités prometteuses dans le traitement de certains cancers / The protein kinase CK2 is a tetrameric enzyme composed of a dimer of regulatory subunits (β) and two catalytic subunits, CK2α and/or CK2α’. The catalytic subunit of CK2 is constitutively active, while the regulatory subunit modulates the selectivity toward a subset of substrate proteins. CK2 is a ubiquitous Ser/Thr protein kinase involved in the control of various signaling pathways, and dysregulation of CK2 promotes cancer development. CK2 has been proved to be a valuable target in cancer treatment. Our objective was to target CK2 outside the ATP-pocket. Two independent classes of compounds were studied: Based on a first hit with a low potency (IC50 = 30 μM) but a non-ATP competitive mechanism of action, several 2-aminothiazole derivatives were synthesized to lead to a potent (IC50 = 0.6 μM) and cell efficient allosteric inhibitor of CK2. Using single mutation scanning, CD spectrometry, STD-NMR and docking experiments, the binding site of our compounds was precisely defined outside the ATP-pocket, at the interface of the glycine-rich loop and the αC-helix. Inhibitors of the α/β interaction were studied from a small cyclic peptide to the development of small molecules through Virtual Ligand Screening. Structures Activity Studies were conducted on the synthesized derivatives and cellular based assays to evaluate the α/β inhibitors were set up. The two classes of compounds developed herein are valuable tools to understand the physiological regulation of the protein kinase CK2, and potential new opportunities in cancer treatment / Das Protein Kinase CK2 ist ein tetrameres Enzym, das aus einem Dimer von regulatorischen Untereinheiten (β) und zwei katalytischen Untereinheiten (CK2α und/oder CK2α’) besteht. Die katalytische Untereinheit der CK2 ist konstitutiv aktiv, während die regulatorische Untereinheit die Auswahl einiger der durch CK2 phosphorylierten Substrate steuert. CK2 ist eine ubiquitäre Proteinkinase, die an der Kontrolle zahlreicher Signalwege beteiligt ist. Eine Fehlregulation der CK2 fördert die Tumorenstehung. Es konnte gezeigt werden, dass CK2 eine vielversprechende Zielstruktur für die Entwicklung neuer Therapeutika ist. Unser Ziel war es, neue Hemmstoffe der Proteinkinase CK2 zu entwickeln, die an anderen Stellen als dem aktiven Zentrum angreifen. Zwei Serien von Verbindungen sind untersucht worden: Basierend auf einem ersten schwach aktiven “Hit” (IC50 = 30 μM), der einen nicht-ATPkompetitiven Wirkmechanismus aufwies, wurden einige neue 2-Aminothiazol-Derivate synthetisiert. Dadurch wurden allosterische Inhibitoren mit einer deutlich gesteigerte Potenz (IC50 = 0,6 μM) und einer beachtlichen Zellaktivität erhalten. Mittels eines CK2- Punktmutanten-Screenings, Zirkulardichroismus-Spektrometrie, STD-NMR und molekularer Docking-Simulationen konnte die Bindestelle unserer Hemmstoffe außerhalb der ATPBindetasche, zwischen der Glycin-reichen Schleife und der αC-Helix, lokalisiert werden. Desweiteren wurden niedermolekulare Inhibitoren der α/β-Interaktion entwickelt, ausgehend von einem zyklischen Peptid sowie von Hitverbindungen aus einem virtuellen Screening. Neue Verbindungen wurden synthetisiert und die Struktur- Wirkungsbeziehungen analysiert; zusätzlich wurde ein Zellassay zur Überprüfung des postulierten Wirkmechanismus etabliert. Die beiden entwickelten Verbindungsklassen sind interessante Werkzeuge, um die physiologische Regulation der Proteinkinase CK2 näher zu analysieren; überdies stellen sie Ausgangspunkte für die Entwicklung neuartiger Krebstherapeutika dar

The aim of this diploma thesis is to present psychosocial aspects of acute phase treatment of childhood cancer. The literary briefing section is divided into four chapters. The first chapter presents the general medical characteristics of childhood malignancies and the principles of treating pediatric oncology diseases. The second chapter captures key findings of developmental psychology to ontogenesis in childhood and adolescence. The third chapter focuses on the psychosocial aspects of oncological treatment and psychological interventions applied during this treatment. The fourth chapter deals with palliative care in pediatric oncology and the psychological context of the child's death and family bereavement. Qualitative research consists of a set of four descriptive case reports of patients and their parents who are in the acute phase of cancer treatment or are shortly after its completion. The case reports present the experience of these patients and parents. Keywords Pediatric oncology, pediatric hematooncology, pediatric oncopsychology, pediatric patient, adolescent patient.