Maintenance of tumor vasculature integrity is indispensable for tumor growth and thus affects tumor progression. Previous studies have identified platelets as major regulators of tumor vascular integrity, as their depletion selectively renders tumor vessels highly permeable, causing massive intratumoral hemorrhage. While these results establish platelets as potential targets for anti-tumor therapy, depletion is not a treatment option due to the essential role of platelets for hemostasis. This thesis demonstrates for the first time that functional inhibition of glycoprotein (GP) VI on the platelet surface rapidly induces tumor hemorrhage and diminishes tumor growth similar to complete platelet depletion but without inducing systemic bleeding complications. Both, the intratumoral bleeding and tumor growth arrest could be reverted by depletion of Ly6G+ cells confirming them to be responsible for the induction of bleeding and necrosis within the tumor. In addition, GPVI inhibition increased intra-tumoral accumulation of co-administered chemotherapeutic agents, thereby resulting in a profound anti-tumor effect. In summary, this thesis manifests platelet GPVI as a key regulator of vascular integrity specifically in growing tumors, serving as a potential basis for the development of anti-tumor strategies. In the second part of this thesis, light is shed on the modulating role of bridging integrator 2 (BIN2) in platelet Ca2+ signaling. Stromal interaction molecule 1 (STIM1) mediated store-operated calcium entry (SOCE) is the major route of Ca2+ influx in platelets, triggered by inositol trisphosphate receptor (IP3R)-dependent Ca2+ store release. In this thesis, the BAR domain superfamily member BIN2 was identified as the first Ca2+ signaling modulator, interacting with both, STIM1 and IP3R in platelets. Deletion of BIN2 resulted in reduced Ca2+ store release and Ca2+ influx in response to all tested platelet agonists. These defects were a consequence of impaired IP3R function in combination with defective STIM1-mediated SOC channel activation, while Ca2+ store content and agonist-induced IP3 production were unaltered. These results establish BIN2 as a central regulator of platelet Ca2+ signaling. The third part of this thesis focuses on the effect of the soluble neuronal guidance protein Sema7A on platelet function. Rosenberger et al. discovered that Sema7A cleavage from red blood cells increases the formation of platelet-neutrophil complexes, thereby reinforcing thrombo-inflammation in myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI). This thesis establishes soluble Sema7A as a stimulator of platelet thrombus formation via its interaction with platelet GPIbα, thereby reinforcing PNC formation. Thus, interfering with the GPIb-Sema7A interaction during MIRI represents a potential strategy to reduce cardiac damage and improve clinical outcome following MI. / Die Aufrechterhaltung einer intakten Gefäßstruktur im Primärtumor ist unerlässlich für dessen Wachstum und beeinflusst dadurch die Tumorentwicklung. Es wurde bereits gezeigt, dass Thrombozyten bei diesem Prozess eine große Rolle spielen, da ihre experimentelle Depletion in Mäusen zu extrem durchlässigen Gefäßen und in Folge dessen zu starken Blutungen im Tumor führt. Diese Ergebnisse machen Thrombozyten zu potentiellen Angriffspunkten in der Krebstherapie, eine komplette Depletion ist dabei jedoch auf Grund ihrer essentiellen Funktion bei der Hämostase nicht denkbar. In dieser Thesis wurde zum ersten Mal gezeigt, dass auch die Blockade des Glykoproteins (GP) VI auf der Thrombozytenoberfläche zu vergleichbaren Blutungen im Tumor und zur Hemmung des Tumorwachstums führt, ohne jedoch das generelle Blutungsrisiko zu beeinflussen. Die durch die GPVI Blockade induzierten Effekte können durch eine gleichzeitige Depletion von Ly6G+ Zellen verhindert werden, was zeigt, dass dieser Zelltyp ursächlich an der Entstehung der Blutung beteiligt ist. Des Weiteren führt die Blockade von GPVI in Kombination mit einem Chemotherapeutikum zu einer Erhöhung dessen Konzentration im Tumorgewebe und damit zu einer verstärkten antitumoralen Wirkung. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass GPVI ein wichtiger Regulator der Gefäßintegrität im wachsenden Tumor ist, was als Grundlage für die Entwicklung von Krebstherapien genutzt werden könnte. Im zweiten Teil dieser Thesis wurde die Rolle des bridging integrator 2 (BIN2) im Ca2+ Signalweg von Thrombozyten untersucht. Der STIM1 abhängige „store operated calcium entry“ (SOCE) vermittelt den größten Ca2+-Einstrom in Thrombozyten. SOCE wird durch den inositol trisphosphate receptor (IP3R)-abhängigen Ca2+ Ausstrom aus dem zelleigenen Ca2+ Reservoir aktiviert. In dieser Thesis wurde BIN2 als erstes Adapterprotein im Ca2+ Signalweg von Thrombozyten identifiziert, das sowohl mit STIM1 als auch mit IP3R interagiert. Das Fehlen von BIN2 führt zu einer Reduktion des Ca2+ Ausstroms aus dem zelleigenen Ca2+ Reservoir und eine Verminderung des Einstroms von extrazellulärem Ca2+. Diesen Defekten liegen die Beeinträchtigungen der Funktion sowohl des IP3R als auch von STIM1 zugrunde, während die Ca2+ Menge im Reservoir und die Agonisten-induzierte IP3 Produktion unverändert bleiben. Zusammenfassend konnte BIN2 als zentrales Molekül im Ca2+ Signalweg von Thrombozyten etabliert werden. Der dritte Teil der Thesis befasst sich mit dem Effekt des löslichen „neuronal guidance protein“ Sema7A auf Thrombozyten. Die Arbeitsgruppe um Prof. Rosenberger konnte bereits zeigen, dass das von Erythrozyten abgespaltene Sema7A die Bildung von Komplexen aus Thrombozyten und Neutrophilen (PNC) fördert und damit die Thrombo-Inflammation während Zusammenfassung III des Ischämie/Reperfusionsschadens des Myokards (MIRI) begünstigt. In dieser Thesis konnte gezeigt werden, dass die Interaktion des löslichen Sema7A mit GPIbα auf der Thrombozytenoberfläche die Thrombenbildung fördert und über diesen Mechanismus auch die PNC Bildung und somit Thrombo-Inflammation verstärkt. Aufgrund dessen stellt der Eingriff in die GPIbα-Sema7a Interaktion eine potentielle Strategie dar, den Gewebeschaden während des MIRI zu reduzieren und damit den Schaden nach einem Myokardinfarkt einzugrenzen.

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Carcinoma of unknown primary (CUP) is an intriguing clinical finding that is defined as biopsy-proven metastasis from a malignancy in the absence of an identifiable primary site after a complete clinical work-up. CUP is a relatively common clinical entity, accounting for approximately 3–5% of all cancer diagnoses, and consists of a heterogeneous group of tumors that have acquired the capacity to metastasize before the development of a clinically evident primary lesion. Notable advances have been made over the past years in the treatment of well-defined clinical subgroups of CUP, such as women with peritoneal carcinomatosis and young adults with poorly differentiated carcinomas of midline distribution, but for the majority of patients, the prognosis still remains poor. In this review, we highlight recent advances in the diagnosis and treatment of patients with CUP syndrome, and emphasize the importance of identifying several favorable subsets of CUP, amenable to specific treatment options. In addition, we will point out novel diagnostic and therapeutic approaches which will hopefully improve both our understanding and the prognosis of this more or less neglected disease. / Unter dem Cancer of Unknown Primary (CUP)-Syndrom werden diejenigen Tumorerkrankungen zusammengefasst, bei denen auch nach Abschluss der Diagnostik nur Metastasen, jedoch kein Primärtumor gefunden wird. Das CUP-Syndrom macht ca. 3–5% aller neu diagnostizierten Malignomfälle aus und umfasst eine heterogene Gruppe von Tumoren, die die Fähigkeit zur Metastasierung erlangt haben bevor sich ein klinisch manifester Primärtumor entwickelt hat. Obwohl bemerkenswerte Fortschritte in der Behandlung von Patienten mit bestimmten, gut definierten Erkrankungssubgruppen, wie beispielsweise Frauen mit isolierter Peritonealkarzinose oder jungen Erwachsenen mit gering differenzierten Karzinomen mit Mittellinienverteilung, erzielt werden konnten, ist die Prognose bei der Mehrzahl der Patienten nach wie vor schlecht. Wir berichten im weiteren Verlauf dieser Übersichtsarbeit über Fortschritte in der Diagnostik und Therapie von Patienten mit CUPSyndrom und weisen darauf hin, dass es trotz der immer noch sehr schlechten Prognose von großer Bedeutung ist, Patienten mit bestimmten Subtypen des CUP-Syndroms zu identifizieren, die spezifischen Therapien mit der Option auf Heilung zugeführt werden sollten. Darüber hinaus möchten wir auf neuere diagnostische und therapeutische Bestrebungen aufmerksam machen, die das Verständnis und die Prognose dieses auch in der Onkologie bisher stiefmütterlich behandelten Krankheitsbildes hoffentlich verbessern werden. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Die Dissertation hat sich mit der Aufgabe befasst, durch Kombination von IR-Spektroskopie und chemometrischen Auswertungsalgorithmen eine Differenzierung und Klassifizierung von Hirnmetastasen-Dünnschnitten zu erreichen. Die Untersuchungen konzentrieren sich dabei auf jene fünf Primärtumoren, die besonders oft Metastasen im Gehirn bilden. Das sind kolorektale Karzinome, Mammakarzinome, maligne Melanome, Nierenzellkarzinome und Bronchialkarzinome. Metastasen tragen die molekularen Informationen der Gewebezellen des Primärtumors in sich. Die Anwendung von IR-spektroskopischen Methoden stellt deshalb einen innovativen Ansatz zur Identifikation des Primärtumors von Hirnmetastasen dar, da die Spektren einem molekularen Fingerabdruck entsprechen. Als Klassifizierungsalgorithmen wurden SIMCA (soft independent modeling of class analogies) und ANN (artificial neural networks) herangezogen. Die Entwicklung der Klassifizierungsverfahren gliederte sich in drei Teile. Im ersten Teil wurden Trainingsmodelle mit den ausgewählten homogenen Bereichen der Metastasengewebeschnitte erstellt und an unabhängigen Daten weiterer Proben bekannter und unbekannter Organherkunft getestet. Im zweiten Teil wurden die Modelle mit Hilfe homogener Tumorzelllinien optimiert und auf die Zuordnung der Hirnmetastasen zu den Primärtumoren angewandt. Eine zweistufige Klassifizierungsstrategie gewährleistet damit eine Genauigkeit der Klassifizierung von über 80%.

Immunhistochemische Zusatzuntersuchungen an Karzinommetastasen mit unbekanntem Primärtumor sind kostengünstig und erlauben insbesondere bei Adenokarzinomen oft eine spezifische Identifizierung des primären Tumorsitzes. Die Auswahl an kommerziell verfügbaren Antikörpern gegen Markerproteine mit gut dokumentierter hoher bis sehr hoher Spezifität für bestimmte Primärtumoren ist jedoch begrenzt. Dazu gehören der Thyreoidale Transkriptionsfaktor-1, Uroplakin III, GCDFP-15, Östrogen- und Progesteronrezeptoren, (-Fetoprotein, der A103-Antikörper gegen MART-1, die Cytokeratine 7 und 20, Basalzell-Cytokeratine, das carcinoembryonale Antigen, CA-125, EMA, Vimentin, HepPar-1, PSA, Thyreoglobulin und das S100-Protein. Die meisten dieser Marker sind jedoch nicht absolut spezifisch, die mit ihnen erzielten Färbeergebnisse müssen daher im Kontext des klinischen und konventionell-histomorphologischen Gesamtbefundes bewertet werden. Je genauer im Rahmen dieses Gesamtbefundes das Spektrum der infrage kommenden Karzinome und ihre relativen a priori Wahrscheinlichkeiten abgeschätzt werden, um so genauer lassen sich auch auf der Grundlage des Bayes-Theorems aus den Färbeergebnisse der Marker diagnostisch relevante Aussagen (prädiktive Werte) gewinnen. / Immunohistochemical studies on metastatic carcinomas of unknown primary site are cost-effective and often allow a specific identification of the tumor origin, especially if the metastases are adenocarcinomas by light microscopy. Commercially available site-specific markers include prostate-specific antigen, thyreoglobulin, thyreoid transcription factor-1, uroplakin III, GCDFP-15, estrogen- and progesterone rezeptors, (-Fetoprotein, the A103 monoclonal antibody against MART-1, cytokeratins 7 and 20, cytokeratins of basal cell type, p63, carcinoembryonic antigen, CA-125, EMA, vimentin, HepPar-1, and S100 protein. However, immunostainings with most of these markers do not show an absolute specificity for a certain primary site. For this reason, histopathologists interpretating staining results with these markers should take into consideration the available clinical data and the histological features of the metastatic carcinoma. These data are necessary to estimate the relative a priori probabilities of possible carcinomas. Based on Bayes` theorem, the a priori probabilities can then be used to calculate the diagnostically relevant predictive values for immunostaining results with the chosen markers.

Die Dissertation hat sich mit der Aufgabe befasst, durch Kombination von IR-Spektroskopie und chemometrischen Auswertungsalgorithmen eine Differenzierung und Klassifizierung von Hirnmetastasen-Dünnschnitten zu erreichen. Die Untersuchungen konzentrieren sich dabei auf jene fünf Primärtumoren, die besonders oft Metastasen im Gehirn bilden. Das sind kolorektale Karzinome, Mammakarzinome, maligne Melanome, Nierenzellkarzinome und Bronchialkarzinome. Metastasen tragen die molekularen Informationen der Gewebezellen des Primärtumors in sich. Die Anwendung von IR-spektroskopischen Methoden stellt deshalb einen innovativen Ansatz zur Identifikation des Primärtumors von Hirnmetastasen dar, da die Spektren einem molekularen Fingerabdruck entsprechen. Als Klassifizierungsalgorithmen wurden SIMCA (soft independent modeling of class analogies) und ANN (artificial neural networks) herangezogen. Die Entwicklung der Klassifizierungsverfahren gliederte sich in drei Teile. Im ersten Teil wurden Trainingsmodelle mit den ausgewählten homogenen Bereichen der Metastasengewebeschnitte erstellt und an unabhängigen Daten weiterer Proben bekannter und unbekannter Organherkunft getestet. Im zweiten Teil wurden die Modelle mit Hilfe homogener Tumorzelllinien optimiert und auf die Zuordnung der Hirnmetastasen zu den Primärtumoren angewandt. Eine zweistufige Klassifizierungsstrategie gewährleistet damit eine Genauigkeit der Klassifizierung von über 80%.

Carcinoma of unknown primary (CUP) is an intriguing clinical finding that is defined as biopsy-proven metastasis from a malignancy in the absence of an identifiable primary site after a complete clinical work-up. CUP is a relatively common clinical entity, accounting for approximately 3–5% of all cancer diagnoses, and consists of a heterogeneous group of tumors that have acquired the capacity to metastasize before the development of a clinically evident primary lesion. Notable advances have been made over the past years in the treatment of well-defined clinical subgroups of CUP, such as women with peritoneal carcinomatosis and young adults with poorly differentiated carcinomas of midline distribution, but for the majority of patients, the prognosis still remains poor. In this review, we highlight recent advances in the diagnosis and treatment of patients with CUP syndrome, and emphasize the importance of identifying several favorable subsets of CUP, amenable to specific treatment options. In addition, we will point out novel diagnostic and therapeutic approaches which will hopefully improve both our understanding and the prognosis of this more or less neglected disease. / Unter dem Cancer of Unknown Primary (CUP)-Syndrom werden diejenigen Tumorerkrankungen zusammengefasst, bei denen auch nach Abschluss der Diagnostik nur Metastasen, jedoch kein Primärtumor gefunden wird. Das CUP-Syndrom macht ca. 3–5% aller neu diagnostizierten Malignomfälle aus und umfasst eine heterogene Gruppe von Tumoren, die die Fähigkeit zur Metastasierung erlangt haben bevor sich ein klinisch manifester Primärtumor entwickelt hat. Obwohl bemerkenswerte Fortschritte in der Behandlung von Patienten mit bestimmten, gut definierten Erkrankungssubgruppen, wie beispielsweise Frauen mit isolierter Peritonealkarzinose oder jungen Erwachsenen mit gering differenzierten Karzinomen mit Mittellinienverteilung, erzielt werden konnten, ist die Prognose bei der Mehrzahl der Patienten nach wie vor schlecht. Wir berichten im weiteren Verlauf dieser Übersichtsarbeit über Fortschritte in der Diagnostik und Therapie von Patienten mit CUPSyndrom und weisen darauf hin, dass es trotz der immer noch sehr schlechten Prognose von großer Bedeutung ist, Patienten mit bestimmten Subtypen des CUP-Syndroms zu identifizieren, die spezifischen Therapien mit der Option auf Heilung zugeführt werden sollten. Darüber hinaus möchten wir auf neuere diagnostische und therapeutische Bestrebungen aufmerksam machen, die das Verständnis und die Prognose dieses auch in der Onkologie bisher stiefmütterlich behandelten Krankheitsbildes hoffentlich verbessern werden. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.