In einer retrospektiven Analyse wurden 224 Patienten mit exokrinem Pankreaskarzinom zwischen 1990 und 2004 an der Chirurgischen Universitätsklinik Würzburg erfasst. Ihre Daten wurden im Hinblick auf für die Erkrankung prognoserelevanten Faktoren ausgewertet. Es zeigte sich ein leichtes Überwiegen der Erkrankung beim männlichen Geschlecht, sowie ein Altersgipfel in der 7. und 8. Lebensdekade. 29% zeigten Fernmetastasen, 48% regionalen Lymphknotenbefall und 36% mit T4 einen lokal fortgeschrittenen Tumor. CA 19-9 zeigte sich signifikant abhängig von der lokalen Ausdehnung T des Primärtumors und hatte signifikanten Einfluss auf die Möglichkeit einer R0-Resektion. 50% aller Patienten wurden mit kurativer Intention operiert, bei 33% konnte R0 erreicht werden. R0 bestätigte sich wie bereits vorbeschrieben als wichtigster prognostischer Faktor für das Gesamtüberleben, daneben konnte für das Alter, die lokale Tumorausdehnung (T), den regionalen Lymphknotenstatus (N), Fernmetastasierung (M) und den histologischen Differenzierungsgrad (G) signifikanter prognostischer Einfluss nachgewiesen werden. Nach R0-Resektion hängt das Gesamtüberleben signifikant von N, G, der Perineuralscheideninfiltration und dem Auftreten einer postoperativen Infektion ab. Für den Faktor der Perineuralscheideninfiltration wurde die Signifikanz in einer Subgruppenanalyse bei 35 Patienten im Stadium IIB nach R0-Resektion bestätigt. / By retrospective analysis 224 patients were recorded with carcinoma of the exocrine pancreas between 1990 and 2004 at the University of Würzburg, Department of Surgery. Their data was analysed regarding prognostic factors of pancreatic cancer. The male rate among all patients was higher than the female rate and the majority of patients was diagnosed at the age of 60 to 80. 29% showed distant metastasis, 48% showed infiltration of the regional lymph nodes and 36% presented with locally advanced tumor (T4). CA 19-9 was significantly influenced by the local tumor size T and showed significant influence on the possibility of a complete resection (R0). 50% of all patients were operated in a curative intention to treat. In 33% complete resection (R0) was achieved. The complete resection of the tumor (R0) was the most important prognostic factor for overall survival as described before. Besides for age, local tumor size (T), regional lymph node invasion (N), distant metastasis (M) and tumor grading (G) significant influence on overall survival was shown. After complete resection of the tumor (R0) overall survival significantly depends on N, G, perineural invasion and presence of a postoperative infection. For perineural invasion statistical significance after complete resection was confirmed in a subgroup analysis of 35 patients who presented at UICC stage IIB.

In dieser Arbeit wird aufgezeigt, wie die Versorgungssituation und die damit einhergehende Prognose an einem zertifizierten Pankreaskarzinomzentrum (DKG) aussieht. Betrachtet wurden die Therapieverläufe von 201 Patienten, die im Zeitraum von 01.01.2010 bis 31.12.2016 am Leopoldina Krankenhaus in Schweinfurt sowie dem zugehörigem MVZ aufgrund der Erstdiagnose eines Adenokarzinom des Pankreas behandelt wurden. Das aus den gesammelten Daten errechnete mediane Gesamtüberleben aller Patientin lag bei 8.6 Monaten. Sowohl durch eine Operation mit anschließender adjuvanter Therapie als auch durch eine primär palliative Chemotherapie kann eine signifikante Verlängerung der Überlebenszeit erzielt werden, die immer den möglichen Nebenwirkungen einer zytostatischen Therapie sowie perioperative Risiken gegenübergestellt werden müssen. Die häufig frühen Rezidive nach initial kurativer Operation geben Hinweise, dass es sich beim Adenokarzinom des Pankreas primär um Systemerkrankungen handelt. / In this paper, the reality of medical care at the Pancreatic Cancer Center Schweinfurt is pointed out by describing the courses of therapy of 201 patients. All 201 patients were initially diagnosed with pancreatic adenocarcinoma between 01.01.2010 and 31.12.2016 at the Leopoldina Krankenhaus in Schweinfurt. The median overall survival time was 8.6 months. Unaffected by different therapies, the often early tumor recurrences indicate that pancreatic adenocarcinomas are primary systemic diseases.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is predominantly driven by mutations in KRAS and TP53. However, PDAC tumors display deregulated levels of MYC and are a paradigm example for MYC-driven and -addicted tumors. For many years MYC was described as a transcription factor that regulates a pleiotropic number of genes to drive proliferation. Recent work sheds a different light on MYC biology. First, changes in gene expression that come along with the activation of MYC are mild and MYC seems to act more as a factor that reduces stress and increases resilience towards challenges during transcription. Second, MYC is a strong driver of immune evasion in different entities. In this study we depleted MYC in murine PDAC cells and revealed the immune dependent regression of tumors in an orthotope transplant model, as well as the activation of the innate immune system using global expression analysis, immunoblotting and fCLIP. These experiments revealed that endogenous double-stranded RNA is binding as a viral mimicry to Toll-like receptor 3, causing activation of TBK1 and downstream activation of a proimmunogenic transcription program. The regression of tumors upon depletion of MYC is dependent on this pathway since the knockout of TBK1 prevents regression of tumors after depletion of MYC. We can summarize this study in three main findings: First, the dominant and most important function of MYC in tumors is not to drive proliferation but to promote immune evasion and prevent immune-dependent regression of tumors. Second, cells monitor defects or delay in splicing and RNA processing and activate the immune system to clear cells that face problems with co-transcriptional processing. Third, MYC suppresses the activation of the cell-intrinsic innate immune system and shields highly proliferating cells from the recognition by the immune system. To translate this into a therapeutically approach, we replaced the shRNA mediated depletion of MYC by treatment with cardiac glycosides. Upon treatment with cardiac glycosides tumor cells reduce uptake of nutrients, causing a downregulation of MYC translation, inhibition of proliferation, glycolysis and lactate secretion. Lactate is a major reason for immune evasion in solid tumors since it dampens, amongst others, cytotoxic T cells and promotes regulatory T cells. Treatment of mice with cardiac glycosides causes a complete and immune-dependent remission of PDAC tumors in vivo, pointing out that cardiac glycosides have strong proimmunogenic, anti-cancer effects. More detailed analyses will be needed to dissect the full mechanism how cardiac glycosides act on MYC translation and immune evasion in PDAC tumors. / Pankreaskarzinome entwickeln sich in den meisten Fällen durch die Mutation von KRAS und TP53. Nichtsdestotrotz weisen Pankreaskarzinome sehr hohe, deregulierte Level des MYC Proteins auf und sind exemplarisch für Tumore, deren Wachstum abhängig von MYC ist. Für lange Zeit wurde MYC als Transkriptionsfaktor beschrieben, der vor allem Gene aktiviert, die für die Proliferation von Zellen notwendig sind. Die jüngste Forschung wirft jedoch ein anderes Bild auf die Biologie von MYC. Zum einen sind die transkriptionellen Veränderung nach Aktivierung von MYC mild und vieles deutet darauf hin, dass die Funktion von MYC zum einen in der Reduktion von transkriptionellem Stress liegt. Zum anderen verhindert MYC die Erkennung von Tumorzellen durch das Immunsystem. In dieser Studie wurde MYC in murinen Pankreaskarzinomzellen depletiert und die immunabhängige Regression der Tumore in einem orthotopen Transplantationsmodel untersucht. Die Aktivierung der zell-intrinsischen Immunantwort wurde mittels globaler Expressionsanalyse, Immunoblots und fCLIP Experimenten untersucht. Diese Experimente haben gezeigt, dass endogene doppel-strängige RNAs als virales Mimikry an Toll-like Rezeptor 3 binden, worauf TBK1 phosphoryliert und ein pro-immunogenes Transkriptionsprogram aktiviert wird. Die Deletion von TBK1 konnte beweisen werden, dass die Regression der Tumore von diesem Signalweg abhängig ist. Die Ergebnisse der Studie lassen sich in drei zentrale Erkenntnisse zusammenfassen: Erstens ist die prä-dominante Funktion von MYC in Tumoren in vivo nicht die Proliferation der Zellen zu fördern, sondern zu verhindern, dass der Tumor vom Immunsystem erkannt und bekämpft wird. Zweitens überwachen Zellen das richtige Prozessieren von RNA und aktivieren bei Bedarf das Immunsystem um defekte Zellen zu entfernen. Drittens unterdrückt MYC die Aktivierung dieses zell-intrinsischen Signalweges und schirmt den Tumor dadurch vom Immunsystem ab. Um diese Ergebnisse in einen translationalen Ansatz zu überführen, haben wir die shRNA vermittelte Depletion von MYC durch die Behandlung mit Herzglykosiden ersetzt, die die Aufnahme von Nährstoffen reduzieren, Proliferation einschränken, die Translation des MYC Proteins stoppen und Glykolyse und Laktatsekretion herunterfahren. Laktat hat starke immunsuppressive Eigenschaften in soliden Tumoren, da es zytotoxische T Zellen erschöpft und regulatorische T Zellen aktiviert. Die Behandlung von Mäusen mit Herzglykosiden führte in Abhängigkeit vom Immunsystem zur kompletten Remission der Tumore, auch wenn noch weitere Forschung notwendig ist, um die exakten Zusammenhänge besser zu verstehen.

Trotz stetiger Weiterentwicklung und Verbesserungen in chirurgischen Anastomosetechniken treten postoperative Pankreasfisteln (POPF) in 20 - 25 % der Patienten und Patientinnen als Komplikation nach partieller Pankreatikoduodenektomie (PPD) auf. Kommt es zu einer kombinierten Leckage aus Gallen- und Pankreassekret, wurde in dieser Arbeit die Definition einer komplizierten POPF (CPPF) eingeführt, welche eine seltene, aber schwerwiegende und gefährliche postoperative Komplikation darstellt. Neben einer Relaparotomie kann eine Restpankreatektomie als ultima ratio zur Beherrschung dieser schweren Komplikation notwendig werden, welche mit einer Mortalität von 50 % verbunden ist. Die Internationale Studiengruppe der Pankreaschirurgie (ISGPS) entwickelte ein Klassifikationssystem für POPF, welches auf Abweichungen der üblichen postoperativen Behandlungsstrategie beruht. Jedoch wurden keine spezifischen Behandlungsalgorithmen bzw. Therapiekonzepte, insbesondere im Falle einer CPPF, vorgeschlagen. In dieser Arbeit soll die therapeutische Effektivität einer perkutanen transhepatischen Cholangiodrainage (PTCD) bei Patienten und Patientinnen mit einer CPPF evaluiert werden. Dazu wurde eine retrospektive Analyse an Patienten und Patientinnen durchgeführt, welche eine CPPF nach PPD entwickelten. Die Patienten und Patientinnen wurden hinsichtlich der gewählten Behandlungsstrategie, des Outcomes, postoperativer Komplikationen nach Clavien-Dindo-Klassifikation, des CCI (Comprehensive Complication Index), der 30- und 90-Tage-Mortalität sowie Restpankreatektomie, postoperativer Arrosionsblutungen und der Hospitalisierungsdauer nach Behandlung einer CPPF analysiert. Zwischen 2007 und 2018 entwickelten 56 (19,1 %) von insgesamt 293 Patienten und Patientinnen eine relevante POPF (ISGPS Grad B/C) nach einer Pankreaskopfresektion. Darunter wurden 17 Patienten und Patientinnen mit einer komplizierten POPF (CPPF) identifiziert. 11 Patienten und Patientinnen erhielten als Behandlung eine PTCD und sechs Patienten und Patientinnen erhielten eine chirurgisch eingebrachte transhepatische Cholangiodrainage (CTCD) im Rahmen eines Revisionseingriffes. Es wurde keine Restpankreatektomie oder Reoperation nach einer initialen PTCD Therapie notwendig. In 4 von 17 Fällen kam es zu postoperativen Blutungen nach Einbringen einer transhepatischen Cholangiodrainage, der mediane CCI lag bei 44 ± 17,3, die mediane Hospitalisierungsdauer betrug 36 ± 19,2 Tage, die 30-Tage-Mortalität war 0 % und die 90-Tage-Mortalität 17,7 %. Es wurde kein Sterbefall in Verbindung mit einer PTCD beobachtet. Mit Hilfe dieser Studie kann gezeigt werden, dass eine PTCD eine praktikable, sichere und effektive Behandlungsoption für Patienten und Patientinnen mit einer CPPF bietet. Die Separierung von Galle und Pankreassaft stellt eine neuartige Behandlungsoption in ausgewählten Patienten und Patientinnen mit ausreichend drainierter CPPF nach PPD dar. / Despite continuous advancements and improvements in surgical anastomosis techniques, postoperative pancreatic fistulas (POPF) occur as complications in 20-25 % of patients after partial pancreaticoduodenectomy (PPD). In cases of combined leakage of bile and pancreatic secretions, this work introduces the definition of a complicated POPF (CPPF), which is a rare but severe and dangerous postoperative complication. Besides a relaparotomy, a remaining pancreatectomy may be necessary as a last resort to control this severe complication, which is associated with a mortality rate of 50 %. The International Study Group of Pancreatic Surgery (ISGPS) developed a classification system for POPF based on deviations from the usual postoperative treatment strategy. However, no specific treatment algorithms or therapeutic concepts, especially in the case of a CPPF, have been proposed. This study aims to evaluate the therapeutic effectiveness of percutaneous transhepatic biliary drainage (PTCD) in patients with a CPPF. For this purpose, a retrospective analysis was conducted on patients who developed a CPPF after PPD. The patients were analyzed regarding the chosen treatment strategy, outcome, postoperative complications according to the Clavien-Dindo classification, the Comprehensive Complication Index (CCI), the 30- and 90-day mortality rates, as well as remaining pancreatectomy, postoperative erosive bleeding and hospitalization duration after treatment of a CPPF. Between 2007 and 2018, 56 (19.1%) out of a total of 293 patients developed a relevant POPF (ISGPS Grade B/C) after pancreatic head resection. Among them, 17 patients with a complicated POPF (CPPF) were identified. Eleven patients received PTCD as treatment, and six patients received surgically placed transhepatic biliary drainage (CTCD) as part of a revision procedure. No remaining pancreatectomy or reoperation was necessary after initial PTCD therapy. In 4 out of 17 cases, postoperative bleeding occurred after the introduction of a transhepatic biliary drainage; the median CCI was 44 ± 17.3, the median hospitalization duration was 36 ± 19.2 days, the 30-day mortality was 0%, and the 90-day mortality was 17.7%. No deaths associated with PTCD were observed. This study demonstrates that PTCD offers a feasible, safe and effective treatment option for patients with a CPPF. The separation of bile and pancreatic juice presents an innovative treatment option in selected patients with adequately drained CPPF after PPD.

Therapien mittels replikations-kompetenter onkolytischer Viren zeigten bereits vielversprechende Erfolge in klinischen Studien zur Bekämpfung verschiedener Krebserkrankungen. Die Viren sind in der Lage, sich präferentiell und selektiv in Krebszellen zu vermehren, wodurch das Tumorgewebe durch Zelllyse zerstört, das gesunde Gewebe jedoch nicht geschädigt wird. Biopsien sind zurzeit der Gold-Standard zur Überwachung onkolytischer Virus Therapien. In der präklinischen und frühen klinischen Phasen ist dies auch durchführbar, doch für weitere Studien am Menschen werden Methoden benötigt, die eine nicht-invasive Überwachung der Therapie ermöglichen. Das Nachverfolgen der Viren könnte Klinikern die Möglichkeit geben, die Verteilung der Viren im Körper nachzuverfolgen, die Effizienz und therapeutische Effekte zu korrelieren bzw. die mögliche virale Toxizität zu überwachen. Im Fokus dieser Arbeit stand die Konstruktion und das Austesten des VACV Stamms GLV-1h153, welches das Gen für den humanen Natrium-Iodid-Symporter (hNIS) kodiert, das als Reportergen für nicht-invasive bildgebende Nachverfolgung der Viren diente. Demzufolge diente das hier vorgestellte Projekt der Entwicklung von Bildgebungsverfahren, die in der onkolytischen Virustherapie eingesetzt werden können. Weiterhin sollte als weitere Strategie zur Krebsbekämpfung die Möglichkeit untersucht werden, mit Unterstützung der Viren eine gezielte Radiotherapie durchzuführen. Bei hNIS handelt es sich um ein intrinsisches Membranprotein welches den aktiven Transport und die Anreicherung von Iodid in Schilddrüsenzellen und einigen anderen Geweben vermittelt. Zudem wird das Gen, neben einigen anderen humanen Genen, bereits in präklinischen Studien als Reportergen verwendet und wurde in klinischen Studien bereits zur Darstellung von Viren in Prostata-Krebspatienten benutzt. Der Transfer des hNIS-kodierenden Gens mittels viraler Vektoren könnte es ermöglichen, dass infizierte Tumorzellen Träger-freie Radionuklidproben wie z.B. Iodid-124 (124I), Iodid-131 (131I), und 99m-Technecium Pertechtenate (99mTcO4), anreichern, welche schon lange für die Verwendung am Menschen zugelassen sind. Weitere Vorteile bei der Verwendung von hNIS als Reportergen humanen Ursprungs sind zum einen seine minimale Immunogenität und zum anderen die intrazelluläre Signalamplifikation durch die Transportfunktion des Systems. Der Stamm GLV1h153 wurde in der Pankreas-Adenokarzinom Zelllinie PANC-1 getestet. GLV-1h153 konnte diese Zellen infizieren, sich in ihnen replizieren und sie in Zellkultur schließlich ebenso effizient abtöten wie GLV-1h68. Zudem wurde eine Dosis-abhängige Expression von hNIS in infizierten Zellen nachgewiesen. Immunfluoreszenzanalysen bestätigten den erfolgreichen Transport des Proteins an die Zellmembran bevor die Zelllyse stattfand, was die Zeit- und Dosis-abhängigen Aufnahme von 131I verstärkte. In vivo war GLV-1h153, ebenso wie GLV-1h68, sicher und führte zu einer effektiven Regression der Pankreasxenograft Tumoren. Die Infektion des Tumors wurde weiterhin durch optische Bildgebung und histologische Untersuchungen bestätigt. GLV-1h153 ermöglichte weiterhin die Bildgebung von Viren in Tumoren mittels 124I-abhängiger Positronen-Emissions-Tomographie (PET) sowie 99m-Technecium Pertechnat-abhängiger (99mTcO4) Gamma Szintigraphie. Die Darstellung konnte sowohl mit intratumoral, wie auch mit intravenös applizierten Viren erfolgen, war quantitativ, und die Radiotracer konnten bis zu 24 bzw. sogar 48 h nach deren Injektion nachgewiesen werden. Die quantitative Analyse der Radionuklidaufnahme aus PET-Bildgebungsdaten korrelierte mit den Daten der Bioverteilungsdaten aus isolierten Gewebn. Autoradiographische Untersuchungen von GLV-1h153 infizierten Tumoren zeigten, dass das Vorhandensein von Viren (visualisiert durch die viral vermittelte GFP Expression), lebendes Gewebe und ausreichender Blutfluss benötigt werden, um die Aufnahme des Radiotracers in den Tumor zu erhöhen. Dosimetrische Analysen infizierter Tumoren zeigten das Potential für eine systemisch applizierte Radiotherapie des Tumors auf. So führte eine Kombination aus GLV-1h153 mit 131I-Behandlung zu geringfügig besseren therapeutischen Erfolgen, als eine alleinige Therapie mit GLV-1h153. Zusammengefasst, ist GLV-1h153 demnach ein vielversprechender Kandidat zur Behandlung von Bauchspeicheldrüsenkrebs und zur nichtinvasiven Bildgebung der viralen Therapie. Die Ergebnisse untermauern die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen und Entwicklungen in der Langzeitverfolgung viraler Therapien sowie synergistischer Effekte einer Radioiod-Kombinationstherapie mit dieser neuen therapeutischen und bildgebenden Substanzklasse. / Replication-competent oncolytic viral therapies have shown great promise preclinically and in clinical trials for the treatment of various cancers. They are able to preferentially and selectively propagate in cancer cells, consequently destroying tumor tissue via cell lysis, while leaving noncancerous tissues unharmed. Currently, biopsy is the gold standard for monitoring of viral tumor colonization and oncolysis. This may be feasible in preclinical or early clinical trials; however, a noninvasive method facilitating ongoing monitoring of viral therapy is needed for human studies. The tracking of viral delivery could give clinicians the ability to assess the biodistribution of oncolytic viruses to ensure safety and correlation with treatment efficacy. This work centers on the construction and testing of a VACV strain, GLV-1h153, carrying the human sodium iodide symporter (hNIS) as a marker gene for non-invasive tracking of virus by imaging. Thus, this project aimed to help develop imaging techniques for use in clinical trials of oncolytic viral therapy. Further, the feasibility and effectiveness of virally induced targeted radiotherapy as an anti-cancer strategy was also investigated. hNIS is an intrinsic plasma membrane protein which mediates the active transport and concentration of iodide in the thyroid gland and some extra-thyroidal tissues. It is also one of several human genes currently being used as reporters in preclinical studies and has already been used in clinical studies for imaging viral replication in prostate cancer. hNIS gene transfer via viral vector may allow infected tumor cells to concentrate several carrier-free radionuclide probes such as Iodide-124 (124I), Iodide-131 (131I), and 99m-Technecium Pertechtenate (99mTcO4), which have long been approved for human use. hNIS also has the advantage of being of human origin thus minimizing immunogenicity, and its transporter based system allows intracellular signal amplification. GLV-1h153 was tested in pancreatic adenocarcinoma cell line PANC-1. GLV-1h153 infected, replicated within, and killed PANC-1 cells in cell culture as efficiently as GLV-1h68 and provided dose-dependent levels of hNIS transgene expression in infected cells. Immunofluorescence detected successful transport of the protein to the cell membrane prior to cell lysis, which enhanced dose and time-dependent intracellular uptake of 131I. In vivo, GLV-1h153 was as safe and effective as GLV-1h68 in regressing pancreatic cancer xenografts. Tumor infection by virus was confirmed via optical imaging and histology. GLV-1h153 further facilitated deep tissue imaging of virus replication in tumors via Iodide-124I positron emission tomography (PET) as well as 99mTcO4-mediated gamma scintigraphy. This was possible with both intratumoral and intravenous injection of the virus with radiouptake retained as long as 24 and 48 hours after radiotracer injection. PET image quantitation of radiouptake in tumors was found to correlate well with tissue radiouptake counts. Autoradiography of GLV-1h153-infected tumors revealed a need for presence of virus (visualized with green fluorescent protein expression), viable tissue, and adequate blood flow to enhance radiouptake in tumors. Dosimetric analysis of uptake in infected tumors displayed potential for therapeutic doses of radiotherapy to be delivered systemically to tumors. When GLV-1h153 was combined with 131I for treatment, a modest additive effect was seen as compared to GLV-1h153 alone. Therefore, GLV-1h153 is a promising new candidate for treating pancreatic cancer and noninvasively imaging viral therapy. These findings warrant further investigation into possible long term monitoring of viral therapy, as well as synergistic or additive effects of radioiodine combined with this novel treatment and imaging modality.

Regulatory T cells (Treg) expressing the transcription factor forkhead box protein P3 (Foxp3) have been demonstrated to mediate evasion from anti-tumor immune responses during tumor progression. Moreover, Foxp3 expression by tumor cells themselves may allow them to counteract effector T cell responses, resulting in a survival benefit of the tumor. For gastrointestinal cancers, in particular pancreatic and colorectal cancer (CRC), the clinical relevance of Foxp3 is not clear to date. Therefore the aim of this study was to analyze its impact in CRC and pancreatic cancer. To determine the relevance of Foxp3 for tumor progression and patient survival, gene and protein analysis of human pancreatic and colon cancer cell lines as well as tumor tissues from patients with CRC was performed. The results derived from the patients with CRC were correlated with clinicopathological parameters and patients’ overall survival. Cancer cell mediated Foxp3 expression in vitro was demonstrated in human pancreatic cancer cell lines PANC1, PaCa DD 135, PaCa DD 159 and PaCa DD 185 as well as in human colon cancer cell lines SW480 and SW620. Additionally, Foxp3 expressing cancer cells were found in ex vivo tumor tissue samples of patients with CRC. The percentage of Foxp3+ cancer cells increased from stages UICC I/II to UICC III/IV compared to normal tissue. Moreover, high tumor cell mediated Foxp3 expression was associated with poor prognosis compared to patients with low Foxp3 expression. In contrast, low and high Foxp3 level in tumor infiltrating Treg cells demonstrated no significant differences in patients’ overall survival. Correlation analysis demonstrated a significant association of Foxp3 cancer cell expression with the expression of immunosuppressive cytokines IL-10 and TGF-β. These findings suggest that Immunosuppressive cytokines such as IL-10 and TGF-β released by rather Foxp3+ cancer cells than Foxp3+ Treg cells may inhibit the activation of naive T cells, hence limiting antitumor immune responses and favoring tumorigenesis and progression. Chronic inflammation has been shown to be an important epigenetic and environmental factor in numerous tumor entities. Recent data suggest that tumorigenesis and tumor progression may be associated with inflammation-triggered activation of Toll-like receptors (TLR). In this study, the specific impact of both TLR7 and TLR8 expression and signaling on tumor cell proliferation and chemoresistance is analyzed in inflammation linked CRC and pancreatic cancer. By gene and protein expression analysis of human pancreatic and colon cancer cell lines TLR7 and TLR8 expression was determined in vitro. Additionally, expression of TLR7/TLR8 in UICC stage I-IV pancreatic cancer, chronic pancreatitis and normal pancreatic tissue was examined. For in vitro/in vivo studies TLR7/TLR8 overexpressing PANC1 cell lines were generated and analyzed for effects of TLR expression and stimulation on tumor cell proliferation and chemoresistance. Cancer cell mediated TLR7 and TLR8 expression in vitro was demonstrated in human colon cancer cell lines SW480, SW620 and HT-29 as well as in primary pancreatic cancer cell lines PaCa DD 135, PaCa DD 159 and PaCa DD 185. Additionally, TLR7 and TLR8 expressing tumor cells were found in ex vivo tissue samples of patients with pancreatic cancer and chronic pancreatitis. Significantly elevated expression levels of TLR7 and TLR8 were found in advanced tumor stages (UICC III) compared to early tumor stages (UICC II) and chronic pancreatitis. No or occasionally low expression was detected in normal pancreatic tissue. In contrast to the tissues from patients with pancreatic cancer or chronic pancreatitis, established pancreatic tumor cell lines express only very low levels of TLR7 and TLR8. Therefore, for in vitro and xenograft studies TLR7 or TLR8 overexpressing PANC1 cells were generated. Proliferation promoting effects of TLR7 and TLR8 expression and stimulation with R848 were detected in vitro. Additionally, increased tumor growth of TLR expressing PANC1 cells was demonstrated in subcutaneously injected Balb/c nude mice. Interestingly, activation of TLR7 or TLR8 induced not only an increase in tumor cell proliferation but also a strong chemoresistance of PANC1 cells against 5-fluorouracil (5-FU). Moreover, treatment with R848 resulted in elevated expression levels of NF-κB, COX-2 and inflammatory cytokines IL-1β, IL-8 and TNF-α, suggesting TLR7/8 signaling to contribute to an inflammatory, anti-apoptotic and proliferation promoting tumor microenvironment. These findings emphasize the particular role of TLR7 and TLR8 in inflammation related cancers and their relevance as potential targets for cancer therapy. / In jüngerer Vergangenheit wurde regulatorischen T-Zellen, die den Transkriptionsfaktor forkhead-box protein P3 (Foxp3) exprimieren, wiederholt die Fähigkeit zugesprochen, Antitumorimmunreaktionen während der Tumorentwicklung und –progression abzuschwächen. Daneben sind Tumorzellen selbst befähigt Foxp3 zu exprimieren. Sie können damit der Effektor-T-Zell-Antwort entgegen wirken und so Tumorwachstum begünstigen. Die klinische Bedeutung der Foxp3-Expression in gastrointestinalen Tumoren, insbesondere im Pankreaskarzinom und kolorektalen Karzinom, ist zum heutigen Stand noch unklar. Daher war es das Ziel dieser Arbeit, die Bedeutung von Foxp3 im Pankreaskarzinom und kolorektalen Karzinom weiter aufzuklären. Um seine prognostische Relevanz hinsichtlich der Tumorprogression sowie das Patienten-Überleben zu untersuchen, wurden Gen- und Proteinexpressionsanalysen in Tumorgeweben aus Patientenkohorten mit kolorektalem Karzinom durchgeführt. Die Ergebnisse aus den Tumorgeweben wurden mit klinikopathologischen Parametern und dem Gesamtüberleben der Patienten korreliert. Sowohl in den humanen Pankreaskarzinomzelllinien PANC1, PaCa DD 135, PaCa DD 159 und PaCa DD 185 als auch in den humanen Kolonkarzinomzelllinien SW480 und SW620 konnte tumorzellvermittelte Foxp3 Expression nachgewiesen werden. Zusätzlich wurden auch in den ex vivo Gewebeproben Foxp3-exprimierende Tumorzellen vorgefunden. Dabei nahm der Anteil an Foxp3-positiven Tumorzellen stadienabhängig von frühen zu fortgeschrittenen Tumorstadien (UICC I/II zu UICC III/IV) zu. Zudem waren Patienten mit einer starken Expression von Foxp3 im Vergleich zu Patienten mit niedrigem Foxp3-Expressionsprofil in den Tumorzellen von einer schlechten klinischen Prognose gekennzeichnet. Hohe bzw. niedrige Foxp3-Expressionen in tumorinfiltrierenden T-Zellen zeigten dagegen keinen signifikanten Einfluss auf das Gesamtüberleben der Patienten. In der Korrelationsanalyse ergab sich außerdem eine signifikante Verknüpfung von Foxp3-Expression mit der Expression der immunsuppressiven Zytokine IL-10 und TGF-β in den Tumorzellen. Diese Beobachtungen lassen vermuten, dass Foxp3-positive Tumorzellen durch die Sekretion von immunsuppressiven Zytokinen wie IL-10 und TGF-β im Tumormikromilieu die Aktivierung naiver T-Zellen inhibieren. Damit würden Antitumorimmunreaktionen unterdrückt und das Tumorwachstum begünstigt. Chronische Entzündungsreaktionen sind wichtige epigenetische Faktoren in verschiedenen Tumorentitäten. Neuere Daten deuten darauf hin, dass Karzinogenese und Tumorprogression in Verbindung mit inflammationsinduzierter Aktivierung von Toll-like Rezeptoren (TLR) stehen. In dieser Arbeit wurde insbesondere der Einfluss der beiden Rezeptoren TLR7 und TLR8 auf die Tumorzellproliferation und Chemotherapieresistenz von gastrointestinalen Tumoren wie das kolorektale Karzinom und das Pankreaskarzinom untersucht. Mit Hilfe von Gen- und Proteinexpressionsanalysen wurde die tumorzellvermittelte Expression von TLR7 und TLR8 in vitro in verschiedenen humanen Kolon- als auch Pankreaskarzinomzelllinien nachgewiesen. Zusätzlich wurde verstärkte TLR7 und TLR8 Expression in Tumorgewebeproben aus Patienten mit Pankreaskarzinom als auch bei chronischer Pankreatitis vorgefunden, wobei die Expression in fortgeschrittenen Tumorstadien (UICC III) gegenüber früheren Stadien (UICC II) und chronischer Pankreatitis signifikant erhöht war. In vitro und in vivo Untersuchungen im xenogenen Tumormodell mit humanem Pankreaskarzinom zeigten für TLR7- und TLR8-exprimierende PANC1-Pankreaskarzinome signifikant gesteigerte Tumorproliferationen. Zusätzlich wurde durch die gezielte TLR7/8 Stimulation mit der Substanz R848 eine ausgeprägte Chemotherapieresistenz gegenüber 5-Fluorouracil (5-FU) induziert. Die Aktivierung von TLR7 und TLR8 führte darüber hinaus zu einer verstärkten Expression von NF-kB, COX-2, sowie den proinflammatorischen Zytokinen IL-1β, IL-8 und TNF-α. Diese Beobachtungen legen nahe, dass die TLR7/8 Signalgebung zu inflammatorischen, antiapoptotischen und proliferationsfördernden Prozessen im Tumormikromilieu beiträgt und unterstreichen die Bedeutung der Toll like Rezeptoren 7 und 8 als potentielle therapeutische Zielstrukturen in inflammationsassoziierten Tumorerkrankungen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese prospektive Studie sowohl den prognostischen als auch den prädiktiven Nutzen eines Tumormarker-Abfalls von CA19- 9 auf eine Induktionschemotherapie bei Patienten mit LAPC bestätigt. Nicht die Ausgangswerte des Tumormarkers vor Therapie sollten zur Planung des weiteren Vorgehens herangezogen werden, sondern die Werte nach Abschluss der Induktionschemotherapie bzw. der Abfall unter der Induktionschemotherapie. Das biochemische Ansprechen von CA19-9 ist ein bedeutender Indikator für den Behandlungserfolg und verbessert die diagnostische Genauigkeit bei der Auswahl von Patienten für eine chirurgische Exploration. Sowohl die Betrachtung des biochemischen Ansprechens allein als auch in Kombination mit dem radiologischen Ansprechen verbessert Sensitivität und Spezifität hinsichtlich einer möglichen R0-Resektion. Kombiniert man bei Patienten mit einer SD in Woche 16 ein gutes biochemisches Ansprechen (Rückgang von CA19-9 > 55%), so wird eine Sensitivität von 100% hinsichtlich der möglichen R0-Resektion erreicht. Zur Abschätzung des Gesamtüberlebens von Patienten mit LAPC sollten dagegen eher die absoluten Werte von CA19-9 nach Induktionschemotherapie verwendet werden und nicht der relative Rückgang des Markers. So zeigen Patienten, welche in Woche 16 einen CA19-9 Wert < 50 U/ml aufweisen mit 27,8 Monaten das beste mediane Gesamtüberleben. / In summary, this prospective study confirms both the prognostic and predictive benefit of a tumor marker decrease in CA19-9 on induction chemotherapy for patients with LAPC. It is not the initial values of the tumor marker before therapy that should be used to plan the next steps, but the values after completion of induction chemotherapy or the drop during induction chemotherapy. The biochemical response of CA19-9 is an important indicator of treatment success and improves diagnostic accuracy when selecting patients for surgical exploration. Both the consideration of biochemical response alone and in combination with radiologic response improves sensitivity and specificity with regard to a possible R0 resection. If a good biochemical response (decrease in CA19-9 > 55%) is combined in patients with SD at week 16, a sensitivity of 100% with regard to possible R0 resection is achieved. In contrast, the absolute values of CA19-9 after induction chemotherapy rather than the relative decline of the marker should be used to estimate the overall survival of patients with LAPC. Patients with a CA19-9 value < 50 U/ml at week 16 show the best median overall survival of 27.8 months.

A large fraction of human tumors exhibits aberrant expression of the oncoprotein MYC. As a transcription factor regulating various cellular processes, MYC is also crucially involved in normal development. Direct targeting of MYC has been a major challenge for molecular cancer drug discovery. The proof of principle that its inhibition is nevertheless feasible came from in vivo studies using a dominant-negative allele of MYC termed OmoMYC. Systemic expression of OmoMYC triggered long-term tumor regression with mild and fully reversible side effects on normal tissues. In this study, OmoMYC’s mode of action was investigated combining methods of structural biology and functional genomics to elucidate how it is able to preferentially affect oncogenic functions of MYC. The crystal structure of the OmoMYC homodimer, both in the free and the E-box-bound state, was determined, which revealed that OmoMYC forms a stable homodimer, and as such, recognizes DNA via the same base-specific DNA contacts as the MYC/MAX heterodimer. OmoMYC binds DNA with an equally high affinity as MYC/MAX complexes. RNA-sequencing showed that OmoMYC blunts both MYC-dependent transcriptional activation and repression. Genome-wide DNA-binding studies using chromatin immunoprecipitation followed by high-throughput sequencing revealed that OmoMYC competes with MYC/MAX complexes on chromatin, thereby reducing their occupancy at consensus DNA binding sites. The most prominent decrease in MYC binding was seen at low-affinity promoters, which were invaded by MYC at oncogenic levels. Strikingly, gene set enrichment analyses using OmoMYC-regulated genes enabled the identification of tumor subgroups with high MYC levels in multiple tumor entities. Together with a targeted shRNA screen, this identified novel targets for the eradication of MYC-driven tumors, such as ATAD3A, BOP1, and ADRM1. In summary, the findings suggest that OmoMYC specifically inhibits tumor cell growth by attenuating the expression of rate-limiting proteins in cellular processes that respond to elevated levels of MYC protein using a DNA-competitive mechanism. This opens up novel strategies to target oncogenic MYC functions for tumor therapy. / Eine Vielzahl humaner Tumore entsteht durch die aberrante Expression des Onkoproteins MYC. Da MYC als Transkriptionsfaktor viele zelluläre Prozesse reguliert, ist er auch maßgeblich an der Entwicklung von normalem Gewebe beteiligt. Die direkte Hemmung von MYC stellt eine große Herausforderung für die Wirkstoffentwicklung dar. Studien mit dem dominant-negativen MYC-Allel namens OmoMYC belegten, dass MYC ein potenzieller Angriffspunkt für die zielgerichtete Tumortherapie ist. Die systemische Expression dieser MYC-Mutante löste eine dauerhafte Tumorregression aus und zeigte milde sowie vollständig reversible Nebenwirkungen. In der vorliegenden Arbeit wurde der molekulare Wirkmechanismus von OmoMYC untersucht, wobei sowohl Methoden der Strukturbiologie als auch der funktionalen Genomik angewendet wurden. Die Kristallstruktur des OmoMYC Proteins wurde im freien und E-Box-gebundenen Zustand bestimmt. Dadurch konnte gezeigt werden, dass OmoMYC ein stabiles Homodimer bildet. Als solches erkennt es DNA mittels derselben basenspezifischen Interaktionen wie der MYC/MAX-Komplex. Dabei bindet OmoMYC DNA mit einer ähnlichen Affinität wie das MYC/MAX-Heterodimer. Die genomweite Expressionsanalyse mittels RNA-Sequenzierung identifiziert eine Reduktion sowohl der MYC-abhängigen Transkriptionsaktiverung als auch der Transkriptionsrepression durch OmoMYC. Mittels Chromatin-Immunpräzipitation gefolgt von einer Hochdurchsatz-Sequenzierung wird gezeigt, dass OmoMYC mit MYC/MAXKomplexen auf Chromatin konkurriert und so deren Besetzung global an Konsensus-Bindestellen verringert. Die stärkste Reduktion zeigt sich an Promoterregionen mit schwacher Affinität für die MYC-Bindung, welche durch onkogene MYC-Proteinmengen aufgefüllt werden. Gene set enrichment-Analysen unter Berücksichtigung von OmoMYC-regulierten Genen erlaubten die Identifizierung von Tumor-Subgruppen mit hohen MYC-Proteinmengen in zahlreichen Tumorentitäten. Zusammen mit einem fokussierten shRNA-Screen können so neue Zielproteine für die Bekämpfung von MYC-getriebenen Tumoren, wie zum Beispiel ATAD3A, BOP1 und ADRM1, identifiziert werden. Zusammenfassend weisen die Ergebnisse darauf hin, dass OmoMYC spezifisch das Tumorzellwachstum inhibiert, indem es die Expression von zentralen Proteinen limitiert, welche durch erhöhte MYC-Proteinmengen reguliert werden. Somit können neue Strategien zur Tumortherapie identifiziert werden, die auf onkogene Funktionen von MYC zielen.

Background: Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), one of the fourth most lethal malig-nancies in the world, has a less than 5% five-year relative overall survival rate. Thus, there is a great need for novel therapies. PDAC is characterized as a stroma rich malignancy, composed of a large amount of extracellular matrix and pancreatic stellate cells. Accordingly, cell-matrix adhesion is crucial for cancer cell survival, invasion, and therapy resistance. We embarked on a high-throughput assay to identify the function of 117 focal adhesion proteins (FAP) in PDAC cell radiochemoresistance. Material and methods: We generated and performed a 3D tumoroid high-throughput esiRNA-based screening assay (3DHT-esiRNAs) in PDAC cell cultures (established and PDC) grown in laminin-rich extracellular matrix (IrECM). In addition to characterizing the β8 integrin expres-sion, distribution, and co-localization with other cellular organelles, such as Golgi apparatus, we also performed 3D tumoroid formation assay, sphere formation assay, type I collagen-based 3D invasion assay, and 2D clonogenic survival assay following esiRNA-mediated knockdown, 6 Gy x-ray irradiation and gemcitabine treatment. Image analysis was performed to determine Pearson's correlation coefficient, vesicle distribution and expression patterns upon irradiation or gemcitabine treatment by Fiji software (NIH). Immunoprecipitation-mass spectrometry (IP-MS) was performed to investigate the interactome of β8 integrin in the normal versus 6 Gy x-ray irradiation group. Inhibitor screen was conducted following 6 Gy x-ray irradi-ation or gemcitabine treatment to identify pathways involved in changes of β8 integrin localiza-tion upon treatment Autophagy flux was detected by monitoring LC3B puncta. Results: We identified a series of novel targets, including β8 integrin and PINCH1. Intriguingly, depletion of either β8 integrin or PINCH1 both showed radiosensitizing effect, with β8 integrin knockdown exerting a more profound radiosensitizing effect in a panel of PDAC cell lines. Without cytotoxicity, β8 integrin depletion evoked radiochemosensitization in PDAC, PDCs cell lines, and reduced sphere formation and 3D invasion into collagen-I. Intriguingly, β8 integrin was found to be located in the perinuclear region where it co-localized with the cis-Golgi matrix protein, GM130. Upon irradiation and gemcitabine treatment, β8 integrin was translocated from the perinuclear region to the cytosol, showing a slightly increased compart-mentalization in the exosome; a process that was abrogated by treatment with cytoskeletal inhibitors (paclitaxel, latrunculin B, and colchicine) and ATP synthase inhibitors (antimycin A and oligomycin). Depletion of β8 integrin influenced the autophagy via decreasing the LC3B puncta in a microtubule independent manner. Conclusion: Our results generated in 3D lrECM PDAC cell cultures, propose that β8 integrin, but not PINCH1, is a novel determinant of PDAC radiochemoresistance. Moreover, β8 integrin, although not localized to the cell membrane to facilitate cell adhesion, has a critical role in regulating intracellular vesicle trafficking under stress conditions and autophagy flux.

Humane oder humanisierte monoklonale Antikörper haben sich in den letzten zehn Jahren als Arzneimittel etabliert. Sie sind hochspezifisch und zeigen in ihrer Anwendung im Vergleich zu konventionellen Therapeutika viel weniger Nebenwirkungen. In den 80er Jahren gelang es am Pathologischen Institut der Universität Würzburg eine Reihe von humanen Antikörpern aus Patienten zu isolieren, die hochspezifisch mit malignen Zellen reagieren und diese sowohl in vitro als auch im experimentellen Tiermodel selektiv durch Induktion von Apoptose töten. Um die Wirkungsweise von monoklonalen Antikörpern in der Krebstherapie zu erhöhen, werden die meisten in Kombination mit herkömmlichen Methoden, wie Chemotherapie, eingesetzt. Die ideale Therapieform sind hinsichtlich der Nebenwirkungen sog. Cocktails aus verschiedenen monoklonalen Antikörpern. Allerdings sind die Studien hierzu noch wenig fortgeschritten. Das Ziel dieser Arbeit war es, in präklinischen Versuchsreihen den Einsatz verschiedener tumorspezifischer humaner monoklonaler Antikörper als Cocktail und in Kombination mit Chemotherapie zu evaluieren. Hierzu wurden neun Antikörper in 32 verschiedenen Antikörperkombinationen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die in vitro Proliferation einer Pankreaskarzinom-Zellinie untersucht. In Immunfluoreszenz-Aufnahmen ließ sich zeigen, dass kombinierte Antikörper an unterschiedlichen Stellen an der Zelle binden, was eindeutig auf verschiedene Zielstrukturen hinweist. Einige werden dabei endozytiert, während andere auf der Zellmembran bleiben. Interessanterweise ließen sich Kombinationen identifizieren, deren antiproliferative Wirkung sowohl additiv als auch synergistisch ist, das heißt größer als die Summe ihrer Einzelaktivitäten. Wurden Antikörper mit Zytostatika (5-Flurouracil) kombiniert, so ließen sich ebenfalls synergistische Effekte beobachten. In FACS-Analysen zeigt sich ein gesteigertes Bindungsverhalten der Antikörper, wenn die Zellen mit 5-FU vorinkubiert wurden. Zusammenfassend bestätigen die Ergebnisse dieser Arbeit die Beobachtung, dass die Wirkung humaner monoklonaler Antikörper in Kombination mit Chemotherapie erhöht werden kann. Für die Zukunft humaner Antikörper als Therapiemittel gegen maligne Erkrankungen mag allerdings noch wichtiger sein, dass Antiköper in Cocktails tatsächlich synergistische Wirkung zeigen können. / Cancer patients receiving antibodies as mono-therapy have benefited from these treatments. However, significant improvements could be made if the antibodies were used in combination with conventional chemotherapy. Having learned from the natural oligoclonal antibody response that cancer patients mount to their own tumours, we suppose that cocktails of monoclonal antibodies could be even more active in treating cancer. We have isolated a series of human monoclonal IgM antibodies from cancer patients, which bind to different tumor-specific surface receptors and induce apoptosis in vitro and in vivo. To study the antibody-mediated effects in cocktails, the antibodies were applied in different combinations to pancreas carcinoma cells and analyzed in cytotoxic assays. Depending on their target, it was found that some combinations showed a significant additive or synergistic killing effect, when compared to mono-therapy. We also investigated a combinatorial treatment with chemotherapy on pancreas and colon cancer cells and found that a pretreatment with 5-FU sensitizes the cancer cells to antibody treatment. Based on our own results and data from other laboratories, it is likely that the next phase of antibody immunotherapy will include cocktails of monoclonal antibodies.