In der Diagnostik der gastrointestinalen Stromatumoren (GIST) spielt neben der Histologie die Immunhistochemie eine zentrale Rolle. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Fragestellung, welche Wertigkeit der Mutationsanalyse im diagnostischen Kontext zukommt und wie stabil Immunphänotyp und Mutationsstatus im Verlauf der Erkrankung tatsächlich sind. In drei Fällen rezidivierter GIST war die Histomorphologie, die Immunhistochemie und der Mutationsstatus im Vergleich zum Primärtumor stabil. Bei den untersuchten synchron auftretenden Tumoren von drei Patienten waren in der Mutationsanalyse unterschiedliche Ergebnisse zu erheben. Bei zwei Patienten unterstützte das unterschiedliche Mutationsmuster das Vorliegen synchroner Tumoren, bei einem Patienten ist das Vorliegen eines Primärtumors und einer Metastase statt einem synchronen GIST wahrscheinlich. Die Untersuchung metastasierter GIST wurde an verschiedenen Tumoren von neun Patienten durchgeführt. Acht der neun Fälle zeigten sich bezüglich der Metastasen genotypisch stabil, einer der acht Fälle wies zusätzlich einen Zugewinn einer Punktmutation auf, die als Möglichkeit eines Tumormosaiks oder als neu erworbene zusätzliche Mutation zu werten sein könnte. Zudem wurden 28 Fälle unklarer spindelzelliger Tumoren mit uneinheitlichem immunhistochemischen Profil untersucht. In Zusammenschau mit der Mutationsanalyse war eine eindeutige Bestimmung der Tumorentität möglich. Abschließend zeigt sich die Kombination aus Histomorphologie, immunhistochemischer Untersuchung und Mutationsanalyse als gutes diagnostisches Mittel zur Sicherung der Tumorentität und Entdeckung eventuell neu aufgetretener prognostisch relevanter Mutationen mit therapeutischer Konsequenz.:Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 1. Einleitung 2 1.1 Definition und Epidemiologie 2 1.1.1 Definition 2 1.1.2 Epidemiologie 3 1.2 Histologie 3 1.2.1 Spindelzellige GIST 4 1.2.2 Epitheloide GIST 5 1.2.3 Intermediäre GIST 6 1.2.4 Mitosen 7 1.3 Immunhistochemie 8 1.4 Molekulare Pathologie 9 1.5 Klinische Diagnostik 11 1.6 Krankheitsverlauf und Risikoabschätzung 11 1.7 Therapie 13 1.7.1 Patienten mit lokalem Tumorgeschehen 13 1.7.2 Patienten mit lokal fortgeschrittenem oder metastasiertem GIST 13 2. Zielsetzung 15 3. Material und Methoden 16 3.1 Untersuchungsgut 16 3.1.1 Rezidivierte gastrointestinale Stromatumoren 16 3.1.2 Synchrone gastrointestinale Stromatumoren 16 3.1.3 Metastasierte gastrointestinale Stromatumoren 16 3.1.4 Unklare spindelzellige Tumoren 17 3.2 Chemikalien 17 3.3 Verbrauchsmaterialien 17 3.4 Chemikalien-Zusammensetzungen 18 3.5 Geräte 19 3.6 Antikörper Immunhistochemie 20 3.7 Oligonukleotide 20 3.8 Bestimmung des Risikoprofils und TNM-Klassifikation 22 3.9 Immunhistochemie 24 3.9.1 Probenaufarbeitung 25 3.9.2 Durchführung und Färbung 25 3.9.3 Auswertung und Kontrolle 26 3.10 Mutationsanalyse 27 3.10.1 Probenaufbereitung 27 3.10.2 Entparaffinierung 27 3.10.3 DNA-Extraktion 27 3.10.4 Amplifikation / Polymerase-Kettenreaktion 29 3.10.5 Konzentrationsbestimmung des PCR-Produktes 30 3.10.6 Kapillargelelektrophorese 30 3.10.7 Aufreinigung der PCR-Produkte 32 3.10.8 Sanger-Sequenzierung 32 3.10.9 Sequenzauswertung 33 4. Ergebnisse 35 4.1 Patienten mit Lokalrezidiv eines GIST 37 4.1.1 Risiko der Krankheitsprogression nach Fletcher und Miettinen 37 4.1.2 Immunhistochemie 38 4.1.3 Mutationsanalyse 38 4.2 Patienten mit synchron aufgetretenen GIST 39 4.2.1 Risiko der Krankheitsprogression nach Fletcher und Miettinen 40 4.2.2 Immunhistochemie 41 4.2.3 Mutationsanalyse 41 4.3 Patienten mit metastasiertem GIST 42 4.3.1 Risiko der Krankheitsprogression nach Fletcher und Miettinen 44 4.3.2 Immunhistochemie 45 4.3.3 Mutationsanalyse 47 4.4 Patienten mit unklaren spindelzelligen Tumoren 49 4.4.1 Risiko der Krankheitsprogression nach Fletcher und Miettinen 51 4.4.2 Immunhistochemie 53 4.4.3 Mutationsanalyse 54 5. Diskussion 57 5.1 Patienten mit Lokalrezidiv eines GIST 57 5.2 Patienten mit synchronen GIST 59 5.3 Patienten mit metastasiertem GIST 61 5.4 Patienten mit unklaren spindelzelligen Tumoren 70 Zusammenfassung 73 Tabellenverzeichnis 76 Abbildungsverzeichnis 78 Literaturverzeichnis 79 Erklärung 84 Danksagung 85 Lebenslauf 86

Dorsoradial and anterior oblique ligaments were harvested during surgery in 13 patients with symptomatic trapeziometacarpal osteoarthritis, which had been graded preoperatively by a modified Eaton-Littler radiographic grading. Ligaments, including the periligamentous synovium, were stained with S100 protein, neurotrophic receptor p75, protein gene product 9.5, calcitonin gene related peptide, acetylcholine, substance P, neuropeptide Y, noradrenaline, N-methyl-D-aspartate-receptor and Met/Leu-enkephalin. The synovium was classified as showing no, low-grade or high-grade synovitis. Free nerve endings had higher immunoreactivity for substance P than for N-methyl-D-aspartate-receptor, enkephalin and noradrenaline. The synovial stroma had less immunoreactivity for N-methyl-D-aspartate-receptor than for noradrenaline, substance P and calcitonin gene related peptide. There was no relation between the grade of osteoarthritis and the visual pain analogue scale, synovitis score, immunoreactivity of all antibodies and quantity of free nerve endings or blood vessels. Synovium in trapeziometacarpal joint osteoarthritis produces several neuromediators causing a polymodal neurogenic inflammation and which may serve as biomarkers for osteoarthritis or therapeutic targets.

Abstract Background: Due to its clinical importance and due to a suggestion regarding the afferent innervation, the microscopic appearance of the frontalis muscle was investigated. Methods: From seven human cadavers, serial sections of the frontalis muscle were studied using light microscopy. Immunhistochemistry was performed using antibodies against collagen XXII and neurofilament. Results: The macroscopic appearance of the muscle was in accordance with the literature. At both insertion sides, the muscle fiber endings expressed collagen XXII, a marker for myotendinous junctions, although no tendons were present at the origin side. Neuromuscular junctions were seen in the middle part of the muscle belly (insertion of the nerve fibers of the facialis nerve) and in the cranial part toward the galea aponeurotica (possible afferent fibers?). Conclusions: This study summarizes the microscopic appearance of the frontalis muscle. It is a first example that collagen XXII can be expressed even without tendon formation. It confirms the absence of corpuscular afferent neuronal structures within the muscle.

Background The inducible Cre-lox system is a valuable tool to study gene function in a spatial and time restricted fashion in mouse models. This strategy relies on the limited background activity of the modified Cre recombinase (CreER) in the absence of its inducer, the competitive estrogen receptor ligand, tamoxifen. The RIP-CreER mouse (Tg (Ins2-cre/Esr1) 1Dam) is among the few available β-cell specific CreER mouse lines and thus it has been often used to manipulate gene expression in the insulin-producing cells of the endocrine pancreas. Principal Findings Here, we report the detection of tamoxifen-independent Cre activity as early as 2 months of age in RIP-CreER mice crossed with three distinct reporter strains. Significance Evidence of Cre-mediated recombination of floxed alleles even in the absence of tamoxifen administration should warrant cautious use of this mouse for the study of pancreatic β-cells.

Intra- und extrazelluläre ß-Amyloid-Ablagerungen (Abeta) sind ein neuropathologisches Hauptmerkmal der Alzheimerschen Demenz (AD). Aktuelle Studien belegen, dass nicht Abeta-Plaques, sondern Abeta-Oligomere die Schädigung von Synapsen und Nervenzellen verursachen und dass ihre Konzentration gut mit der Schwere der kognitiven Dysfunktion korreliert. Allerdings sind Abeta-Peptide eine heterogene Gruppe schwer wasserlöslicher Peptide mit zahlreichen C- und N-terminalen Modifikationen. Dabei hängt die Tendenz von Abeta-Peptiden Oligomeren zu bilden, ihre proteolytische Resistenz und ihr neurotoxisches Potential maßgeblich von ihrer N-terminalen Struktur ab. Abeta-Peptide, die N-terminal einen Pyroglutamyl-Laktamring (pE-Abeta) aufweisen, machen einen Hauptbestandteil der Abeta-Last in den frühen Stadien der AD aus. Diese modifizierten Abeta-Peptide aggregieren schneller als unmodifiziertes Abeta, sind gegen Proteolyse geschützt und wirken als Aggregationskeim für andere Abeta-Spezies. Das Enzym Glutaminylzyklase (QC) katalysiert die n-terminale pE-Modifikation von Abeta in vitro und in vivo und wird in Neuronenpopulationen gefunden, für die ein starker Verlust von Synapsen und Neuronen im Zusammenhang mit der AD beschrieben wurde. Diese Arbeit stellt die schichtspezifische Verteilung von QC im temporalen Kortex und der hippocampalen Formation von Alzheimerpatienten und Kontrollen vergleichend dar und zeigt einen direkten Zusammenhang zwischen der Überexpression von QC und der Vulnerabilität betreffender Neuronenpopulationen auf. Darüber hinaus bestätigen die vorgestellten Ergebnisse die These, wonach QC und pE-Abeta das Potential haben, nach axonalem Transport eine Kaskade in efferenten Hirnregionen zu initiieren, an deren Ende der Verlust von Nervenzellen steht. Diese Erkenntnisse unterstützen das Interesse an QC als Gegenstand zukünftiger Grundlagenforschung und Wirkstoffentwicklungen für die Therapie der AD. / Intra- and extracellular s-amyloid (Abeta) deposits are a major neuropathological hallmark of Alzheimer\'s disease (AD). Recent studies demonstrate that Abeta oligomers rather than Abeta plaques cause severe damage of synapses and nerve cells and in addition the concentration of Abeta oligomers correlates well with the severity of cognitive dysfunction. However, Abeta peptides are a heterogeneous group of poorly water-soluble peptides with various C- and N-terminal modifications. Biophysical properties of these peptides such as their propensity to form oligomers, their proteolytic resistance and their neurotoxic potential particularly depends on their N-terminal structure. Abeta-peptides that contain a pyroglutamyl-a-lactam ring at their N-Terminus (pE-Abeta) constitute a major component of the Abeta load in the early stages of AD. These modified Abeta-peptides aggregate faster than unmodified Abeta, are protected against proteolysis and act as aggregation seed for other Abeta-species. The enzyme glutaminyl cyclase (QC)catalyzes the cyclization of Abeta to pE-Abeta in vitro and in vivo and is found in neuronal populations for which a strong loss of synapses and neurons in the context of AD is described. This thesis presents the layer-specific distribution of QC in the temporal cortex and the hippocampal formation of Alzheimer\'s patients and controls, showing a direct correlation between the overexpression of QC and the vulnerability of respective neuronal populations. Moreover, the presented results confirm the hypothesis that QC and pE-Abeta have the potential to initiate a cascade leading to the loss of nerve cells due to axonal transport and release in efferent brain regions. These findings support the interest in QC as a subject of fundamental research and future drug developments for the treatment of AD.

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.

In etwa 2-10% aller Krebsleiden findet man eine Metastase vor bei unbekanntem Primärtumor, der mit der üblichen Diagnostik nicht bestimmt werden kann. Meist handelt es sich hierbei um ein metastasierendes Adenokarzinom. Als Hilfsmittel bei der immunhistochemischen Differenzierung solcher Metastasen ist ein statistisches Verfahren entwickelt worden. Dabei können Wahrscheinlichkeitsangaben für die mögliche Organlokalisation des Primärtumors auf der Grundlage von immunhistologischen Färbeergebnissen mit 7 verschiedenen Tumormarkern (CEA, CK7, CK20, ER, GCDFP-15, Surfactant A, Vimentin) geliefert werden. Das histologische Untersuchungsmaterial umfaßte 313 Adenokarzinommetastasen mit bekanntem Primärtumor in Mamma, Ovar, Lunge, Niere, Kolon, Magen und Pankreas. Unter der Annahme einer ausreichenden Diagnosesicherheit bei einer Zuordnungswahrscheinlichkeit von >=90% konnten mit Hilfe des Verfahrens 46% der Metastasen ihrem Primärtumor zugeordnet werden. Die Methode erreicht dabei eine Spezifität von 95%. Mamma- und Lungenadenokarzinommetastasen wurden vor allem aufgrund des positiven Färbeergebnisses für ihren spezifischen Marker GCDFP-15 bzw. Surfactant A differenziert. Da die Diagnose hierbei unabhängig von den übrigen Ergebnissen gestellt werden konnte, wird die Anwendung des Verfahrens besonders bedeutsam für Metastasen, die ihren organspezifischen Marker nicht exprimieren, bzw. für Kolon-, Nieren- und Ovarialkarzinommetastasen, die zum Teil charakteristische Markerspektren aufweisen und damit recht gut zu differenzieren waren. Eine Differenzierung von Magen- und Pankreaskarzinommetastasen war dagegen aufgrund der sehr ähnlichen Markerprofile nicht möglich. Das vorgestellte Programm läßt sich nicht nur als Diagnosehilfe für den Immunhistologen nutzen, sondern läßt auch eine bessere Beurteilung der diagnostischen Wertigkeit verwendeter Markerkombinationen zu, so dass evtl. eine effektivere Antikörper-Auswahl getroffen werden kann. / Cancer of unknown primary origin is a common clinical syndrome and accounts for 2-10% of all cancer diagnoses. Most of these cases are related to a metastatic adenocarcinoma. We have developed and tested a statistical method which can serve as a diagnostic tool for the immunhistochemical differentiation of such metastases. Based on the different expression patterns of 7 tumor markers (CEA, CK 7, CK20, GCDFP-15, Vimentin, Surfactant A), the probability for a certain primary cancer site is calculated. To test the method, 313 metastases of adenocarcinoma with primary sites in the breast, the ovary, the kidney, the colon, the stomach, the pancreas and the lung were examined. Taking the diagnosis to be reliable if the method identifies a certain cancer site with a probability of 90 %, we find that we could differentiate 46 % of the metastases with a specificity of 95 %. Metastases of breast and lung carcinoma were identified mainly based on the expression of their specific markers Surfactant A and GCDFP-15. The procedure becomes especially useful, if a specific marker does not exist, or if the staining result is negative. Metastases of carcinoma from the kidney, the colon and the ovary could be differentiated, because they often exhibit specific expression patterns. In contrast, metastases from stomach and pancreas carcinoma have very similar immunhistochemical properties. Here, a differentiation was not possible. The suggested method can help immunhistochemists not only in the diagnosis, but also to estimate the diagnostic value of certain combinations of tumor markers.

Background Prostate cancer (PCa) is the most frequently diagnosed malignant disease among adult males in the USA and the second leading cause of cancer deaths in men. Due to the lack of diagnostic tools that are able to differentiate highly malignant and aggressive cases from indolent tumors, overtreatment has become very common in the era of prostate specific antigen (PSA) screening. New diagnostic methods to determine biological status, malignancy, aggressiveness and extent of PCa are urgently needed. 1H High Resolution Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (1H HRMAS MRS) can be used to establish PCa metabolomic profiles while preserving tissue architecture for subsequent histopathological analysis. Immunohistochemistry (IHC), as opposed to conventional histopathology methods, has the potential to provide objective, more accurate and quantitative knowledge of tissue pathology. This diagnostic- accuracy study sought to evaluate a novel approach to quantitatively identify metabolomic markers of PCa by exploring the potential of PCa immunomarkers to quantify metabolomic profiles established by 1H HRMAS MRS. Material and Methods 1H HRMAS MRS was performed on tissue samples of 51 prostate cancer patients using a 14.1 Tesla NMR spectrometer (BRUKER Biospin, Billerica, MA) with a rotor synchronized CPMG pulse sequence. Spectral intensities of 36 regions of interest were measured as integrals of curve fittings with Lorentzian-Gaussian line shapes. Immunohistochemistry (IHC) was carried out following the spectroscopy scan, using three prostate immunomarkers to identify cancerous and benign glands: P504S (Alpha-methylacyl-CoA-racemace), CK903 (high-molecular weight cytokeratin) and p63. The immunostaining quality following 1H HRMAS MRS was evaluated and compared to unscanned sections of the same sample, to verify the stability and accessibility of the proposed immunomarkers. IHC images were automatically and quantitatively evaluated, using a quantitative image analysis program (QIAP), to determine the percentage of cancerous and benign epithelia in the tissue cross- sections. The results of the program were validated by a correlation with the results of a quantitative IHC review and quantitative conventional histopathology analysis performed by an experienced pathologist. Ultimately, spectral intensities and the cancer epithelium percentage, obtained from quantitative immunohistochemistry, were correlated in order to validate PCa metabolomic markers identified by 1H HRMAS MRS. Patient outcomes and incidence of recurrence were determined by retrospective review of medical records five years after initial surgery. Categories of recurrence were correlated to spectral intensities to explore potential metabolomic markers of recurrence in the cohort. Results Immunostainings with P504S and CK903 showed excellent staining quality and accessibility following 1H HRMAS MRS, suggesting these markers to be suitable for the presented quantitative approach to determine metabolomics profiles of PCa. In contrast, the quality of p63 IHC was impaired after previously performed spectroscopy. IHC using the immunomarkers P504S and CK903 on adjacent slides was found to present a feasible quantitative diagnostic method to distinguish between benign and cancerous conditions in prostate tissue. The cancer epithelium percentage as determined by QIAP showed a significant correlation to the results of quantitative IHC analysis performed by a pathologist (p < 0.001), as well as to a quantitative conventional histopathology review (p = 0.001). The same was true for the benign epithelium percentage (p < 0.001 and p = 0.0183), validating the presented approach. Two metabolomic regions showed a significant correlation between relative spectral intensities and the cancer epithelium percentage as determined by QIAP: 3.22 ppm (p = 0.015) and 2.68 ppm (p = 0.0144). The metabolites corresponding to these regions, phosphocholine and citrate, could be identified as metabolomic markers of PCa in the present cohort. 45 patients were followed for more than 12 months. Of these, 97.8% were still alive five years after initial surgery. 11 patients (24.4%) experienced a recurrence during the follow- up time. The categories of recurrence showed a correlation to the spectral intensities of two regions, 2.33 – 2.3 ppm (p = 0.0403) and 1.28 ppm (p = 0.0144), corresponding to the metabolites phosphocreatine and lipids. Conclusion This study introduces a method that allows an observer-independent, quantitative analysis of IHC to help establish metabolomic profiles and identify metabolomic markers of PCa from spectral intensities obtained with 1H HRMAS NMR Spectroscopy. The immunomarkers P504S and CK903 have been found suitable IHC analysis following 1H HRMAS MRS. A prospective in vivo application of PCa metabolite profiles and metabolomic markers determined by the presented method could serve as highly sensitive, non- invasive diagnostic tool. This observer- independent, computer- automated, quantitative analysis could help to distinguish highly aggressive tumors from low-malignant conditions, avoid overtreatment and reduce risks and complications for cancer patients in the future. Further studies are needed to verify the identified PCa metabolomic markers and to establish clinical applicability. / Einführung Prostatakrebs ist eine häufigsten Krebserkrankungen in den USA und die zweithäufigste malignom- assoziierte Todesursache männlicher Patienten weltweit. Seit der Einführung des Prostata- spezifischen Antigen (PSA)- Screeningtests wird diese Krebsart in früheren Stadien diagnostiziert und therapiert, wodurch die Mortalitätsrate in den letzten Jahren deutlich reduziert werden konnte. Da moderne diagnostische Methoden bislang jedoch nicht ausreichend in der Lage sind, suffizient zwischen hochmalignen und weniger aggressiven Varianten dieses bösartigen Krebsleidens zu unterscheiden, werden häufig auch Patienten aggressiv therapiert, deren niedriggradiges Prostatakarzinom keine klinische Relevanz gehabt hätte. Es besteht daher ein großes wissenschaftliches Interesse an der Entwicklung neuer diagnostischer Methoden zur akkuraten Bestimmung von biologischem Status, Malignität, Aggressivität und Ausmaß einer Prostatakrebserkrankung. \\\\\\\"1H High Resolution Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy\\\\\\\" (1H HRMAS MRS) ist eine vielversprechende diagnostische Methode, welche es ermöglicht, metabolomische Profile von Prostatakrebs zu erstellen, ohne die Gewebsstruktur der analysierten Proben zu zerstören. Durch anschließende histopathologische Begutachtung lassen sich die erstellten Metabolitprofile validieren und evaluieren. Im Gegensatz zu konventionellen histopathologischen Methoden können durch immunhistochemische Verfahren dabei objektivere, akkuratere und quantifizierbare histopathologische Erkenntnisse gewonnen werden. Die vorliegende Studie präsentiert einen neuentwickelten diagnostischen Ansatz zur quantitativen Bestimmung von metabolomischen Markern von Prostatakrebs, basierend auf der Durchführung von 1H HRMAS NMR Spektroskopie und quantitativer Immunhistochemie. Material und Methoden Einundfünfzig Gewebsproben von Prostatakrebspatienten wurden mittels 1H HRMAS MRS an einem 14.1 T BRUKER NMR Spektrometer unter Einsatz einer CPMG-Pulssequenz untersucht. Spektrale Intensitäten in 36 Metabolitregionen wurden gemessen. Anschließend wurden die analysierten Gewebeproben mit drei Immunfärbemarkern für sowohl malignes (P504S, Alpha-methylacyl-CoA-racemase) als auch benignes (CK903, High-molecular weight cytokeratin, und p63) Prostatagewebe angefärbt und quantitativ mit Hilfe eines Bildanalyseprogramms (QIAP) ausgewertet. Die Anwendbarkeit und Auswertbarkeit der genannten Immunomarker nach Spektroskopie wurde evaluiert und mit der Färbungsqualität von nicht- gescannten Schnitten verglichen. Die Resultate der automatischen Auswertung durch QIAP konnten durch einen erfahrenen Pathologen in einer quantitativen Analyse der Immunfärbungen sowie konventioneller histologischer Färbungen derselben Gewebsproben validiert werden. Die spektralen Intensitäten aus den Messungen mit 1H HRMAS MRS wurden mit den korrespondierenden Ergebnissen der quantitativen Auswertung der Immunfärbungen korreliert, um metabolomische Marker von Prostatakrebs zu identifizieren. Der klinische Verlauf und die Rezidivrate der Patienten wurden 5 Jahre nach der initialen Prostatektomie retrospektiv bestimmt. Rezidivkategorien wurden erstellt und mit den bestimmten spektralen Intensitäten korreliert, um metabolomische Marker für das Auftreten von Prostatakrebsrezidiven zu identifizieren. Ergebnisse Die Immunfärbungen mit P504S und CK903 zeigten exzellente Qualität und Auswertbarkeit nach vorheriger 1H HRMAS MRS. Beide Marker eigneten sich zur Durchführung von quantitativer Immunhistochemie an spektroskopierten Gewebeproben. Im Gegensatz dazu war die Qualität der Immunfärbungen mit p63 nach Spektroskopie vermindert. Quantitative Immunfärbungen unter Einsatz der Immunmarker P504S und CK903 stellten eine praktikable diagnostische Methode dar, um zwischen malignen und benignem Prostatagewebe zu unterscheiden. Der Anteil von bösartig verändertem Prostatagewebe, bestimmt durch QIAP, korrelierte signifikant mit den Ergebnissen der quantitativen Analyse der Immunfärbungen durch den Pathologen (p < 0.001), sowie mit der quantitativen Auswertung der konventionellen histopathologischen Färbung (p = 0.001). Ebenso ließ sich die Bestimmung des Anteils von benignem Gewebe mit QIAP zu den Ergebnissen der pathologischen Analyse korrelieren (p < 0.001 und p = 0.0183). Für zwei metabolomische Regionen konnte ein signifikante Korrelation zwischen relativen spektralen Intensitäten, bestimmt mit 1H HRMAS NMR Spektroskopie, und dem Anteil von malignem Epithelium in derselben Gewebeprobe, ermittelt durch QIAP, festgestellt werden: 3.22 ppm (p = 0.015) und 2.68 ppm (p = 0.0144). Die zu diesen Regionen korrespondierenden Metaboliten, Phosphocholin und Zitrat, konnten als potentielle metabolomische Marker für Prostatakrebs identifiziert werden. Die retrospektiven Analyse der klinischen Daten der Patienten fünf Jahre nach Prostatektomie ergab eine Überlebensrate von 97.8%. Elf dieser Patienten (24.4%) erlitten ein Rezidiv ihrer Erkrankung. Die bestimmten Rezidivkategorien korrelierten signifikant mit zwei metabolomischen Regionen (2.33 – 2.3 ppm, p = 0.0403 und 1.28 ppm, p = 0.0144), welche zu den Metaboliten Phosphokreatin und Lipiden korrespondierten. Schlussfolgerung Die vorliegende Studie präsentiert einen diagnostischen Ansatz zur objektiven und quantitativen Bestimmung metabolomischer Marker von Prostatakrebs unter Verwendung von 1H HRMAS MRS und Immunhistochemie. P504S und CK903 eignen sich als Immunmarker für quantitative Immunfärbungen nach vorheriger Durchführung von 1H HRMAS MRS. Die Metaboliten Phosphocholin und Zitrat konnten in der vorliegenden Patientenkohorte als potentielle metabolomische Marker für Prostatakrebs identifiziert werden. Eine mögliche in vivo Anwendung der gefundenen metabolomischen Marker könnte als hochsensitives, objektives und nicht- invasives diagnostisches Werkzeug der Prostatakrebsdiagnostik dienen. Der vorliegende untersucherunabhängige, automatisierte und quantitative diagnostischer Ansatz hat das Potential, zwischen hochmalignen und weniger aggressiven Krebsfällen zu unterscheiden und somit unnötige Risiken und Komplikationen für Prostatakrebspatienten zu reduzieren. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um die identifizierten metabolomischen Marker zu verifizieren und eine klinische Anwendung zu etablieren.

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