Das Ziel dieser Arbeit war in erster Linie die Untersuchung von follikulären Adnextumoren hinsichtlich ihrer Gefäßdichten. Hier sollte beurteilt werden, inwiefern die Zahl der Gefäße eine Bedeutung für Diagnostik, Prognose und Einteilung der trichogenen Tumoren hat. Darüber hinaus sollten die erhobenen klinischen Daten der Patienten verglichen werden und der diagnostische Wert einiger immunhistologischer Unterscheidungsmöglichkeiten besprochen werden. Aus dem Archiv der Universitäts-Hautklinik Würzburg der Jahre 2000 bis 2008 wurden 112 Präparate entnommen, darunter 35 solide und 15 sklerodermiforme Basalzellkarzinome, 17 Pinkus-Tumoren, 20 Trichoblastome, elf Trichoepitheliome, sechs desmoplastische Trichoepitheliome und acht Trichofollikulome. Es erfolgte eine immunhistochemische Färbung mit dem Antikörper CD31 und eine Zählung der Gefäße bei 200facher Vergrößerung. Das durchschnittliche Alter der Patienten mit solidem Basalzellkarzinom lag bei 75,1 Jahren, mit sklerodermiformem bei 76,1 Jahren. Die Pinkus-Tumoren wurden mit 60,6 Jahren entfernt, die Trichoblastome mit 57,0, die Trichofollikulome mit 56,4, die Trichoepitheliome mit 46,7 und die desmoplastischen Trichoepitheliome mit 47,2 Jahren. Bei den soliden bzw. sklerodermiformen Basalzellkarzinomen überwog der Männeranteil mit 57,1% bzw. 73,3%, bei den Trichoblastomen sogar mit 75,0%. Bei den Pinkus-Tumoren waren dagegen 70,6% der Patienten weiblichen Geschlechts, bei den Trichofollikulomen 87,5%, bei den Trichoepitheliomen 72,7% und bei den desmoplastischen Trichoepitheliomen 83,3%. Die häufigste Lokalisation der soliden und sklerodermiformen Basalzellkarzinome war mit 65,7% und 86,7% das Gesicht, wie auch bei Trichofollikulomen (75,0%), Trichoepiteliomen (72,7%) und desmoplastischen Trichoepitheliomen (83,3%). Trichoblastome traten zu 65,0% am Kopf und zu 35,0% an Rumpf und Extremitäten auf, wo sich alle Pinkus-Tumoren befanden. Die durchschnittliche Gefäßdichte für alle Tumoren beträgt peritumoral 19,9, im Tumor 3,1 und im Gesunden 8,8. Die Werte im tumorfreien Gewebe bewegen sich, für die einzelnen Tumoren aufgeschlüsselt, in einem engen Rahmen zwischen 7,1 und 10,4. Die soliden Basazellkarzinome und die Trichoblastome haben im Tumor selbst durchschnittlich nur 1,5 bzw. 1,7 Gefäße pro Gesichtsfeld, Trichofollikulome 2,8, Pinkus-Tumoren 3,4, Trichoepitheliome 4,5, sklerodermiforme Basalzellkarzinome 5,5 und desmoplastische Trichoepitheliome sogar 7,3. Für die Gefäßdichte im peritumoralen Gewebe lässt sich ein signifikanter Unterschied erkennen zwischen den soliden und sklerodermiformen Basalzellkarzinomen mit 24,7 bzw. 24,1 auf der einen Seite und den Trichoblastomen (15,3), Trichofollikulomen (14,5), Trichoepitheliomen (14,3) und desmoplastischen Trichoepitheliomen (13,1) auf der anderen Seite. Die Pinkus-Tumoren stehen mit einem Wert von 19,7 zwischen den beiden Gruppen. Bis auf kleinere Abweichungen stimmen die klinischen Daten mit Angaben in der Literatur überein, so dass davon ausgegangen werden kann, dass die ausgewählten Tumoren die Entitäten gut repräsentieren. Als Unterscheidungsmöglichkeiten, die die Immunhistologie bietet, sind in erster Linie der Androgen-Rezeptor und die Merkel-Zellen zu nennen. Basalzellkarzinome sind positiv für den Androgen-Rezeptor und negativ für Merkel-Zellen, während bei den benignen trichogenen Tumoren dieses Verhältnis genau umgekehrt ist. CD10, CD34 und bcl-2 hingegen scheinen die Tumoren nur sehr unsicher voneinander zu trennen. Die Expression der Zytokeratine weist sogar auf einen gemeinsamen Entwicklungsweg der Tumoren hin. Die Pinkus-Tumoren sind sowohl positiv für Androgen-Rezeptoren als auch für Merkel-Zellen und stehen somit zwischen den Basalzellkarzinomen und den benignen follikulären Adnextumoren. Die Gefäßdichte liegt peritumoral deutlich höher als im gesunden Gewebe und spiegelt damit wider, dass Tumoren eine bessere Gefäßversorgung für ihr Wachstum benötigen als normalerweise in der Haut vorhanden. Im Tumor selbst geht ein solides Wachstumsmuster mit wenigen Gefäßen und ein Wachstum in schmalen Strängen mit mehr Gefäßen einher. Peritumoral zeigen die Basalzellkarzinome entsprechend ihrem malignen Potential eine signifikant höhere Gefäßdichte als die benignen Tumoren. Daraus lässt sich ableiten, dass die Gefäßdichte das biologische Verhalten der Tumoren zeigt und damit, zusammen mit anderen Faktoren, zu Diagnostik und Prognose herangezogen werden kann. Auch hinsichtlich der Gefäßdichte zeigen die Pinkus-Tumoren kein eindeutiges Verhalten und lassen sich weder den Basalzellkarzinomen noch den benignen trichogenen Tumoren zuordnen. Während die sonstigen Ergebnisse das Konzept von Ackerman bezüglich der Einteilung der Tumoren in Trichoblastom und trichoblastisches Karzinom (Basalzellkarzinom) stützen, betont dies einmal mehr die Zwischenstellung der Pinkus-Tumoren. / In order to get insight into angiogenesis in benign and malignant trichogenic neoplasms immunohistological quantification of CD 31 positive vessels was performed in 112 tumors, comprised of 50 BCC of nodular (35) or morphoeic (15) growth pattern, 17 Pinkus’ tumors, as well as 17 trichoepitheliomas of which 6 were desmoplastic, 8 trichofolliculomas, and 20 trichoblastomas. Methods: Vessel density was counted within the tumors, in the tumor-surrounding stroma, and, as a control, in the normal skin of the operation specimen. The results were compared using statistical methods. Results: Whereas, irrespective of the patients’ age and location of tumors, the vessel density in normal skin showed no significant differences (8.8 ± 2.7), the counts in the peritumoral stroma revealed significant differences between the different tumors investigated. The highest counts were obtained in BCC (24.7 ± 6.7), and the lowest in benign trichogenic neoplasms (around 14). The Pinkus’ tumors revealed intermediate counts (19.7 ± 6.6). The vessel densities within the tumors were generally low, and no correlation to the dignity was found. Conclusion: Determination of blood vessel density in the peritumoral stroma may be an additional parameter for differential diagnosis of trichogenic tumors of uncertain dignity.

Freie Universiẗat, Diss., 2006--Berlin. / Dateiformat: zip, Dateien im PDF-Format. Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2005.

Universiẗat, Diss., 2007--Giessen.

Zugl.: Giessen, Universiẗat, Diss., 2008.

Zugl.: Giessen, Universiẗat, Diss., 2007.

Proefschrift Groningen. / Met lit.opg. en een samenvatting in het Nederlands.

La MMP2 est une protéinase stromale qui dégrade plusieurs éléments de la matrice extracellulaire et qui active d’autres MMPs dont la MMP9. La MMP14 active la MMP2 via l’inhibiteur de la pro-MMP2, le TIMP2. Cette étude avait pour buts de démontrer l’association entre la surexpression de la MMP2 et la récidive du CaP, d’évaluer l’influence de la MMP9, de la MMP14 et du TIMP2 sur cette association, puis de tester par un modèle murin l’influence de la MMP14 stromale sur la croissance tumorale. Nous avons analysé immunohistochimiquement 204 cas de CaP (T3NxM0) et avons étudié séparément les cellules cancéreuses, stromales et épithéliales bénignes (CEB), notamment selon le pourcentage d’expression des marqueurs (< 10% ou ≥ 10%). Le suivi médian est de 4,61 ans. La surexpression de la MMP9 dans les cellules cancéreuses est associée à un score de Gleason élevé (8-10) (p = 0,0009). Dans les CEB, la surexpression la MMP14 est associée au niveau de PSA sérique initial bas (≤ 20 ng/ml) (p = 0,0027). Le TIMP2 est protecteur (RR = 0,573, p = 0,0233) lorsque fortement exprimé dans les cellules stromales. La MMP2 augmente le risque de récidive lorsqu’exprimée par les cellules cancéreuses (RR = 1,549, p = 0,0027, test de tendance). L’étude de la croissance de tumeurs injectées à des souris nues/nues suggère que la MMP14 est associée à l’implantation tumorale. La MMP9 et la MMP14 seraient impliquées dans l’évolution du CaP alors que la MMP2 et le TIMP2 peuvent servir de marqueurs pronostiques pour les CaP T3NxM0. / Introduction: The matrix metalloproteinase 2 (MMP2) is associated with poor prognosis in many neoplasms. MMP14 activates MMP2 using pro-MMP2 specific inhibitor TIMP2 as a receptor. Activated MMP2 degrades extracellular matrix components such as collagen and gelatin, and activates other MMPs including MMP9 (gelatinase B). We therefore tested the influence of MMP9, MMP14 and TIMP2 expression on prostate cancer (Pca) disease-free survival and the association between MMP2, MMP9, MMP14 and TIMP2. Stromal MMP14 involvement in tumor growth was also tested. Material and methods: By immunohistochemistry, we analyzed 200 T3NxM0 Pca cases. We evaluated marker expression separately in cancer, stromal and benign epithelial (BE) cells according to a percentage scale (0, < 10, 10-50 and ≥ 50%) and to low (< 10%) or high (≥ 10%) expression of the markers. MCF7 cells were injected subcutaneously to nu/nu mice with MMP14 -/- fibroblasts and their growth was compared to MCF7 + MMP14 +/+ fibroblasts tumors. Results: Median follow-up was 4.61 years. MMP9 overexpression in cancer cells was associated with high Gleason score (8-10) (p = 0.0009). Low initial PSA serum levels (≤ 20ng/ml) were indirectly associated with MMP14 overexpression in BE cells (p = 0.0027) and with MMP9 overexpression in stromal (p = 0.0050) and BE cells (p = 0.0056). There was a decreased risk of Pca recurrence with high (≥ 10%) TIMP2 expression in stromal cells (hazard ratio (HR) = 0.573, p = 0.0233) and an increased risk of Pca recurrence with MMP2 expression by > 50% of BE cells (HR = 3.006, p = 0.0387). Increased risk of Pca recurrence was also observed with high MMP2 expression (HR = 1.549, p = 0.0027, trend test) and with the following combinations: low TIMP2 in stromal cells and high MMP2 in BE cells (HR = 4.121, p < 0.0001); high MMP2 in stromal cells and low TIMP2 in cancer cells (HR = 2.742, p = 0.0171). MCF7 studies suggest MMP14 stromal involvement in Pca implantation. Conclusions: MMP9 and MMP14 are involved mostly in Pca implantation. MMP2 and TIMP2 might be used as predictors of disease-free survival in T3NxM0 Pca.

Die Niere ist eines der wichtigsten Zielorgane für toxische Wirkungen. Bislang werden nephrotoxische Wirkungen vor allem im Rahmen gesetzlich vorgeschriebener Toxizitätsprüfungen in klassischen Tierversuchen mit Nager-Spezies erfasst. Mit dem Ziel einer effizienteren Prüfung auf Toxizität und Vermeidung von Tierversuchen vollzieht sich derzeit jedoch ein Paradigmenwechsel in der toxikologischen Prüfung zu in-vitro-Hochdurchsatzverfahren in alternativen Testorganismen. Einer dieser alternativen Testorganismen ist die Larve des Zebrabärblings (Danio rerio), die nach den Regelungen des Tierschutzgesetzes bis zum fünften Tag nach der Befruchtung nicht als Tierversuch eingestuft wird. Um die Eignung von Tests an Larven des Zebrabärblings für die Vorhersage von Nephrotoxizität zu prüfen, wurden in diesem Projekt gut charakterisierte Nephrotoxine auf ihre nierenschädigende Wirkung im larvalen Zebrabärbling untersucht. Als Modell-Nephrotoxine wurden Aristolochiasäure, Cadmiumchlorid, Ochratoxin A, Kaliumbromat und Gentamicin gewählt. Die Untersuchungen zeigten für vier von fünf der untersuchten Toxine adverse Effekte, welche mit den für diese Substanzen beschriebenen nephrotoxischen Effekten im Säugermodell im Einklang stehen. So konnten deutliche histopathologische Veränderungen im proximalen Tubulus der larvalen Niere, Störungen des Expressionsmusters der nieren-spezifischen Na+/K+-ATPase α6F sowie funktionelle Beeinträchtigungen der Niere beobachtet werden. Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass Larven des Zebrabärblings in der Lage sind, die Wirkung nephrotoxischer Substanzen hinsichtlich Art und Lokalisation analog zum Säugermodell abzubilden. Diese Beobachtungen wurden durch Änderungen in der Expression von Markergenen für Nephrotoxizität komplementiert. Darüber hinaus offenbarte der Vergleich der Transkriptom-Daten der larvalen Niere gegenüber renalen Ratten-Transkriptom-Daten Übereinstimmungen zwischen der renalen transkriptionellen Reaktion beider Spezies. / The kidney is a major target organ of toxicity. A plethora of structurally diverse drugs, natural compounds and chemicals can lead to renal injury. Nephrotoxic effects of drugs and chemicals are traditionally assessed in repeated dose toxicity tests in rodents. With the goal of increasing efficiency and reducing ethical concerns in toxicity testing, the field of toxicology experiences a paradigm shift from investigating apical endpoints in animals to high-throughput in vitro test systems using cells or alternative organisms. One of these alternative organisms is the zebrafish larva which until 5 days post fertilization (dpf) is categorized as an in vitro test system. In this project, effects of model nephrotoxins that are well-characterized in mammalian species (aristolochic acid, cadmium chloride, ochratoxin A, potassium bromate, gentamicin), on the zebrafish kidney (pronephros) were studied to test the potential of zebrafish larvae for nephrotoxicity detection. Zebrafish larvae were exposed for 48 h from 3 dpf, when organogenesis is mostly finished, until 5 dpf. Treatment related effects observed in larval kidney in response to 4 of the 5 model compounds were in agreement with nephrotoxic effects reported in rodents or humans. Effects induced by model nephrotoxins consisted of pronounced histopathological changes in the proximal tubules of the larval kidney, reduction and delocalization of the expression pattern of the pronephros-specific sodium-potassium ATPase α6F, as well as altered pronephros function, characterized by a reduced renal clearance. These results demonstrate the potential of larval zebrafish to model the effect of nephrotoxic substances regarding type and localization. The histopathological, immunohistochemical and functional observations were supported by treatment-related gene expression changes in isolated pronephros cells and whole larvae. Deregulated genes included classical marker genes of nephrotoxicity like timp2 and clusterin, that were identified by qPCR and microarray, as well as the pronephros marker gene cdh17. Consistent with cdh17 expression changes observed in zebrafish larvae exposed to model nephrotoxins, toxic lesions in the pronephros were visualized using a transparent cdh17:mCherry reporter fish line. In addition to individual nephrotoxicity marker genes, comparison of the pronephric transcriptional changes after exposure to ochratoxin A, gentamicin and cadmium chloride with publicly available renal rat transcriptome data revealed strong similarities between the transcriptional response to model nephrotoxins in both species. Considering the many advantages of the larval zebrafish model, inclucing cheap maintenance, little space requirements, optical transparency and amenability to high-throughput screening, the results of this work support the potential of larval zebrafish for nephrotoxicity testing. Integrated into high-throughput-amenable imaging pipelines, the identified biomarkers may present promising candidates for the establishment of a high-throughput screening assay for the detection of nephrotoxic compounds. In drug development such assays might accelerate decision-making in the Hit-to-Lead screening of new compounds. Moreover, in regulatory assessment of new chemicals, New Approach Methods such as assays with larval zebrafish, implemented in integrated testing strategies, might help to reduce the number of animal experiments.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Le vieillissement cérébral entraine certaines modifications physiologiques. Lorsque ces changements neurodégénératifs surpassent ou diffèrent de ceux attendus pour l'âge, ils sont souvent accompagnés de manifestations cliniques. On parle alors d'étiologies comme la maladie d'Alzheimer (MA) et la démence vasculaire, causes les plus communes de troubles cognitifs associés au vieillissement, et dont la prévalence augmente avec le vieillissement de la population. Le seuil pathologique entrainant ces maladies est toutefois incertain. Il s'avère donc essentiel d'identifier des biomarqueurs capables de détecter précocement les individus à risque de les développer. De par sa précision, son absence de radiations, et sa disponibilité, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) est une modalité de choix pour répondre à ce besoin. L'objectif général de cette thèse est de procéder à la caractérisation radio-histologique du vieillissement cérébral normal et pathologique afin d'en identifier les premiers signes grâce à l'IRM cérébrale in vivo. Ce travail doctoral s'articule autour de deux objectifs plus spécifiques. Le premier est dédié à l'identification de la pathologie associée à la MA à partir de l'IRM cérébrale. Le Chapitre 1 vise d'abord à établir les trouvailles à l'IRM cérébrale pré-mortem et leur corrélat histologique post-mortem dans la MA et ses principales comorbidités. Le Chapitre 2 évalue la performance d'un modèle prédictif de la dégénérescence neurofibrillaire à partir des mesures volumétriques à l'IRM cérébrale. En second, on s'intéresse aux changements cérébrovasculaires qui jouent un rôle important dans le développement des démences, dont la MA. Le Chapitre 3 examine ainsi les lésions histologiques cérébrovasculaires chez les sujets adultes normaux afin de mieux caractériser les changements attendus en fonction de l'âge. Finalement, le Chapitre 4 s'attarde à l'étude des facteurs cliniques prédicteurs du stade pathologique de la maladie cérébrale des petits vaisseaux amyloïde et non-amyloïde, deux entités communes associées au vieillissement et au développement de troubles cognitifs. En sommes, cette thèse contribue à une meilleure définition radio-histologique des lésions cérébrales associées au vieillissement avec une attention particulière portée aux formes communes de démences. Une compréhension bonifiée des mécanismes physiopathologiques à l'origine des troubles cognitifs et une identification précoce des lésions caractéristiques grâce à l'imagerie cérébrale sont des étapes nécessaires à une prise en charge optimale et au développement de thérapies ciblées visant à atténuer le fardeau associé à ces maladies dévastatrices. / Brain aging is characterized by various physiological alterations. When these neurodegenerative changes exceed or differ from those normally expected for age, they are often accompanied by clinical manifestations. One talks then of conditions such as Alzheimer's disease (AD) and vascular dementia, the two most common aetiologies of age-related cognitive impairment, and whose prevalence increases as the population ages. However, the pathological threshold for developing these diseases remains uncertain. It is therefore essential to identify biomarkers capable of detecting individuals at risk of developing cognitive disorders early in the disease process. Magnetic resonance imaging (MRI), because of its accuracy, safety and relatively wide availability, seems to be an ideal modality to meet this need. Thus, the main objective of this thesis is to provide radio-histological characterization of normal and pathological brain aging in order to identify signs of decline using in vivo brain MRI. This doctoral work is articulated around two more specific objectives. The first one is dedicated to the identification of AD-related pathology from brain MRI. The article in Chapter 1 aims to establish pre-mortem brain MRI findings and their post-mortem histological correlates in AD and related comorbidities. The second article in Chapter 2 evaluates the performance of a predictive model for neurofibrillary degeneration based on brain MRI metrics. The second part of this thesis focuses on cerebrovascular changes that play an important role in the development of dementias, including AD. The third paper in Chapter 3 therefore examines cerebrovascular histological lesions in normal adults in order to better characterize the expected age-dependent changes. Finally, the fourth article in Chapter 4 examines clinical predictors of pathological amyloid and non-amyloid cerebral small vessel disease, two common entities associated with aging and cognitive decline. Altogether, the results from this thesis contribute to a better radio-histological definition of brain lesions associated with aging in pathological and non-pathological states, with a particular focus on the common forms of dementia, i.e. AD and vascular dementia. A better understanding of pathophysiological mechanisms underlying cognitive disorders and early identification of characteristic lesions are mandatory to warrant optimal management and development of targeted therapies with the ultimate goal to reduce the global burden associated with these devastating diseases.

Zugl.: München, Univ., Diss., 2009