Das Ziel dieser Arbeit war die Darstellung der Einflüsse verschiedener Interleukine auf die HDGF-Expression in verschiedenen Kolonzelllinien. HDGF stellt einen Wachstumsfaktor dar, der nicht nur physiologisch bei der Entwicklung einiger Gewebe wie der Niere, der Leber und des Darms von Be-deutung ist, sondern auch eine wichtige Rolle in der Karzinogenese verschie-dener Tumoren spielt. Hierzu zählen unter anderem das hepatozelluläre Karzi-nom, das NSCLC und das Melanom. Von besonderer Relevanz ist seine Rolle in der Pathogenese des kolorektalen Karzinoms. Die verwendeten Interleukine (1beta, 4, 5, 8 und 13) zeigen sowohl inhibierende als auch fördernde Eigenschaften in Bezug auf die Karzinogenese von kolorektalen Tumoren. Dies steht im Einklang mit früheren Resultaten der Literatur. Die vier verschiedenen Zelllinien, eine Adenomzelllinie, zwei Adenokarzinomzelllinien sowie eine Zelllinie aus Lymphknotenmetastasenzellen wurden mit den verschiedenen Interleukinen inkubiert und mittels REAL TIME-RT-PCR analysiert. Die Ergebnisdarstellung in Blockdiagrammen zeigt semiquantitativ die relative HDGF-Expression. So lassen sich Aussagen über Anstieg oder Abfall der Expression durch den Einfluss der verschiedenen Interleukine machen. Die hier gezeigten Ergebnisse lassen, wie auch schon teilweise in der Literatur beschrieben, für alle Interleukine außer für IL 1beta, sowohl hemmende als auch tumorunterstützende Effekte beobachten. Interleukin 1beta zeigt in Kongruenz der vorbeschriebenen Studien, im Gegensatz zu den anderen Zytokinen, in allen Zelllinien tumorfördernde Eigenschaften. Für IL 4 ist zunächst in den Adenomzellen ein antitumoröser Effekt zu erkennen, dieser kehrt sich in der Metastasenzelllinie in eine förderndene Wirkung um. In den Adenokarzinomzelllinien sind weder eindeutige suppressive noch unterstützende Wirkungen zu verzeichnen. Über einen Zusammenhang zwischen dem Grad der malignen Transformation und unterschiedlichem Ansprechen auf IL 4 lässt sich jedoch bisher nur spekulieren. Für IL 5 ist ein ähnliches Verhalten zu beobachten. Eine anfängliche inhibitorische Wirkung auf die HDGF-Expression in den Adenomzellen sowie Adenokarzinomzellen kehrt sich in der Metastasenzelllinie in den gegenteiligen Effekt um. Auch hier lässt sich eine Umkehr der ausgelösten Effekte mit fortschreitender maligner Transformation vermuten. IL 8 zeigt kongruente Effekte zu IL 4 und IL 5, jedoch lassen sich für IL 8 in der Literatur bisher nur tumorunterstützende Wirkungen finden. Hier lässt sich in den Adenomzellen eine suppressive Wirkung verzeichnen, wohingegen in den beiden Adenokarzinomzelllinien fördernde Effekte beobachtet werden. In der Metastasenzelllinie lassen sich jedoch weder positive noch negative Auswirkungen feststellen. Des Weiteren spiegeln auch die Ergebnisse des Einflusses von IL 13 die Vielgestaltigkeit der Wirkweisen dieses Interleukins dar, mit tumorhemmenden Effekten in den Adenom- sowie Metastasenzellen und fördernder Wirkung in den HT29-Zellen. Über die genauen Mechanismen, inwiefern ein Interleukin die Expression von HDGF hochreguliert oder supprimiert, kann zum momentanen Zeitpunkt nur spekuliert werden. Es kann jedoch vermutet werden, dass ein gewisser Zu-sammenhang zwischen dem Grad der malignen Transformation und der Wirk-weise der Interleukine existiert. Entscheidend sind hier sicherlich klonal erwor-bene Alterationen einzelner Signalkaskaden. Festzuhalten ist zum einen, dass bis auf IL 1beta für alle Zytokine der Einfluss auf HDGF vom jeweiligen Zellsystem abhängt. Diese Ergebnisse machen eine Schlüsselrolle von HDGF eher unwahrscheinlich, vielmehr scheint seine Regulation hier in teilweise komplexe Regulationsmechanismen mit eingebunden zu sein. Dass diese Alterationen möglicherweise auch im Rahmen der Karzinogenese bzw. der Akquise der Metastasierungsfähigkeit entstehen könnten, zeigen die teilweise bestehenden Unterschiede zwischen der verwendeten Adenomzelllinie und den Karzinomzelllinien respektive zwischen Karzinom- und Metastasenzelllinie. Die beschriebenen Ergebnisse geben einen Anhaltspunkt, in welche Richtung die einzelnen Interleukine wirken, zumindest in wie weit hier ein Einfluß auf die Transkription von HDGF als Surrogatmarker der Mitogenese erfolgt. Um die Komplexität und Vielfalt der Effekte von Interleukinen in Bezug zu Tumorstadium, Invasivität sowie Metastasierungsfähigkeit in Einklang zu bringen, bedarf es jedoch weiterführender Studien. Es lies sich zeigen, dass die angewendeten Interleukine generell Einfluss auf die Expressionshöhe von HDGF in verschiedenen Kolonzelllinien haben und als exogene Faktoren in die Regulation eingreifen können. Dies könnte ein weiterer Ansatz zur Etablierung immunmodulatorischer Therapieoptionen in soliden Neoplasien in der Zukunft sein. / Hepatoma-derived growth factor (HDGF) is a growth factor which plays a role in physiological development of some organ tissues and in the carcinogensis of a few tumors like colorectal cancer, hepatocellular cancer, NSCLC. For this study especially the role of HDGF with regard to colorectal cancer is important. The main focus is set on the influences that different interleukins have on the expression of HDGF in different gut-tissues and colon cancer-tissues. To this end, five interleukins (1beta, 4, 5, 8 and 13) with different effects on the carcinogenesis of colorectal cancer (inhibition/promotion) were investigated. It is known from the literature that all five interleukins show different behavior. Four cell lines–one adenoma cell line, two different cell lines of adenoma carcinoma of intestine, one cell line of lymph node metastase of adenoma carcinoma of intestine–were incubated with the five interleukins and analyzed with Real Time-RT-PCR. This method allows for an observation of changes of the relative HDGF-expression. The results show that all interleukins have an influence on the HDGF-expression. The most pronounced effects are observed in dependency of the concentration of the interleukins under investigation. Interleukin 1beta exhibits throughout a tumor supporting behavior. In contrast to this, all other interleukins showed that their influence depends on the probed cell line. This suggests that there is a connection between the effect of the interleukin and the degree of malign differentiation. This complex interplay manifests itself, for instance, in a totally inversion of the effects, with depression of the HDGF-expression in the cell line of adenoma and a promotion in the cell line of metastasis in some experimental runs. These findings are partly concurrent with known properties described in the literature related to colorectal cancer. ln summary the results show that interleukins as exogenous factor can influence the HDGF-expression. However, the data do not allow to derive final statements on the mechanism of regulation. It is imaginable that an alteration of the signal pathways, presumably acquired clonal, determine whether an interleukin shows effects of inhibition or promotion on the cell lines. Therefore, further studies are required to clarify in how far interleukins influence the HDGF-expression.

Hereditary Colorectal Carcinomas – Reflection on Preventive Surgery Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer (HNPCC) accounts for about 5% of all colorectal cancers and is the most frequent familial form; familial adenomatous polyposis coli accounts for about 1%. Prerequisitive for individually tailored surveillance is the identification of the pathogenic germline mutation. In classical FAP, surgical standard is a restorative proctocolectomy while in HNPCC there is no surgical standard other than standard oncological resection due to missing evidence. In HNPCC, prophylactic colectomy before the onset of the first colorectal cancer is not recommended. Main arguments for the extension of the resection in the case of the first colorectal carcinoma in HNPCC are the rate of metachronous colorectal carcinomas of 40–45% in a 10-year interval and rapid tumor progression. In HNPCC, in the case of first colon cancer a subtotal colectomy seems to be indicated. A proctocolectomy or, if indicated, a restorative proctocolectomy may be considered in the case of carcinomas in the lower rectum. These considerations should be evaluated in a prospective clinical trial. Counselling, molecular diagnosis and surgery in patients with hereditary colorectal cancers should only be performed in interdisciplinary centers. / Das «Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer» (HNPCC)-Syndrom bildet mit zirka 5% aller kolorektalen Karzinome die größte Gruppe der familiären Formen; die familiäre adenomatöse Polyposis coli (FAP) macht zirka 1% aus. Voraussetzung für die Indikationsstellung zu individuellen Vorsorgeprogrammen ist die Identifizierung der pathogenen Keimbahnmutation. Bei der klassischen FAP ist die Durchführung einer restaurativen Proktokolektomie die Therapie der Wahl, beim HNPCC-Syndrom gibt es aufgrund fehlender Daten klinischer Studien noch keinen Operationsstandard, der über eine Resektion entsprechend den onkologischen Resektionsprinzipien hinausgeht. Eine prophylaktische Kolektomie vor Manifestation eines kolorektalen Karzinoms bei HNPCC kann bei der gegenwärtigen Datenlage nicht empfohlen werden. Hauptargumente für die Erweiterung des Eingriffs bei manifestem kolorektalem Karzinom bei HNPCC-Patienten sind das Risiko metachroner kolorektaler Karzinome von 40–45% in einem Zeitraum von 10 Jahren und die rasche Tumorprogression. Bei Erstmanifestation eines Kolonkarzinoms erscheint die Durchführung einer subtotalen Kolektomie indiziert. Bei Erstmanifestation des Karzinoms im unteren Rektumdrittel ist die Durchführung einer Proktokolektomie bzw. unter entsprechenden onkologischen und funktionellen Voraussetzungen eine Kolektomie mit Proktomukosektomie und Ileum-Pouch zu erwägen. Die Evaluierung dieser Überlegungen sollte im Rahmen einer prospektiven klinischen Studie erfolgen. Die Beratung, molekulare Diagnostik und chirurgische Therapie von Patienten mit hereditären kolorektalen Karzinomen sollte zunächst nur entsprechenden interdisziplinären Zentren vorbehalten bleiben. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Despite progress in our understanding of the molecular drivers that propagate the overall process of metastasis, the adaptation of specific organs upon these molecular interactions for metastatic entry remains poorly understood. This is particularly true for liver metastases, the liver being a common site for metastatic disease, and metastatic hepatic tumors are more prominent than primary hepatocellular or biliary tumors. Liver metastases most commonly arise from colorectal cancer than any other cancer and constitute one of the most detrimental outcomes of cancer, characterized by poor prognosis, high mortality, and no effective therapies available other than surgical interventions. Since interactions between tumour cells and the tumour microenvironment play an important part in the engraftment, survival, and progression of the metastases, the discovery of new drivers of liver metastasis with the potential to become therapeutic and preventive targets is required to advance the care of liver metastasis patients as well as cancer patients at risk of metastatic spread to the liver. The alteration of the physical structure of the tissue is extremely important in the progression of malignant diseases, such as cancer metastasis, as it directly affects the extravasation and colonization of tumour cells. The major hurdles in liver metastasis research, stem not only from our insufficient understanding of the molecular mechanisms directing and mediating metastasis particularly to the liver but also from the limited number of pre-clinical models available that mimic human disease and enable the study of the complex interactions between tumor cells and the liver microenvironment. The liver metastatic process underlies the acquisition of key adaptations by tumor-derived factors and is determined by both tumour-intrinsic properties and the crosstalk between tumour cells and stromal cells in the liver. A normal functioning and structurally intact extracellular matrix (ECM) constitute a hostile “soil” for seeding tumor cells to colonize. Eventually, it is the ability of tumor cells to remodel the liver microenvironment and create a supportive niche for metastatic tumor cell survival and outgrowth that determines successful metastatic colonization. Among tumour-secreted factors, which are recognized as major contributors to the formation of pre-metastatic and metastatic niches, tumor-derived extracellular vesicles (EVs) have recently arisen as crucial players in cell-to-cell communication and in the remodeling of distant microenvironments that favor organ-specific metastasis. Therefore, we sought to determine the role of tumor-derived EVs in the modulation of the liver microenvironment and their specific contribution to supporting metastatic colonization of the liver. The preliminary step to this process was to establish a model system to identify EV-associated targets and their effect on the ECM remodelling. Immunohistochemical analyses of primary colon tumour (CRC) and secondary liver metastases (CRC liver MET) tissue samples from patients with CRC revealed higher stromal TIMP1 levels in CRC liver MET than in CRC. The elevated stromal TIMP1 signature in the invasive front was associated with poor progression-free survival in patients with CRC liver MET. Our characterisation of the CRC tumour-derived EVs showed TIMP1 enrichment in the EVs (TIMP1EV) compared to its parental cell. Using cultures of primary liver fibroblasts, we could demonstrate that TIMP1 enrichment in the CRC-EVs was associated with regulation of TIMP1 levels in the EV-conditioned liver fibroblasts. Using our optimized ex vivo 3D ECM remodelling assay, we observed that pre-conditioning the liver fibroblasts with EVs from CRC cells promotes ECM remodelling. In accordance with our cell line model, we showed that serum-derived TIMP1EV from CRC patients promotes ECM remodelling. Moreover, high serum TIMP1EV expression in CRC liver MET patients was significantly associated with poor overall survival. In addition, our data also indicated that the determination of EV-associated TIMP1 is superior for non-invasive diagnosis than the analysis of soluble TIMP1 from total serum. Finally, we showed that HSP90AA is constitutively bound to TIMP1EV and that targeting HSP90AA leads to TIMP1 downregulation and inhibits ECM-mediated remodelling. This study defining the contribution of extravesicular TIMP1 to liver metastasis brings a novel insight into the molecular mechanisms through which tumor-secreted factors packaged via EVs promote remodelling of the liver microenvironment. The clinical significance of overexpression of extravesicular TIMP1 in patients with colorectal liver metastases highlights its potential as a prognostic biomarker and therapeutic target. With further clinical studies, Heparin and HSP90 inhibitors targeting the EV mediated TIMP1 regulation could be a putative treatment strategy to treat colorectal liver metastases.:Table of Contents Abbreviations v 1. Introduction 1 1.1 Colorectal cancer 1 1.1.1. Incidence and mortality 1 1.1.1. Tumor staging 2 1.1.1. Pattern of distant metastases in colorectal cancer 5 1.2 Colorectal liver metastases 6 1.2.1 Current evaluation and treatment strategies for colorectal liver metastases 7 1.2.2 The liver metastasis cascade - a multi-step process 10 1.3 Tumor microenvironment 12 1.3.1 Tumour-stroma interactions 15 1.3.2 ECM remodelling and its role in CRC tumor progression 17 1.4 Extracellular vesicles 21 1.4.1 EV types 21 1.4.2 Biogenesis and secretion of EVs 22 1.4.3 Molecular composition of EVs 24 1.4.4 Biological functions of EVs 26 1.4.5 EVs in Tumor microenvironment 28 1.4.6 EVs in Tumor-fibroblast communication 29 1.4.7 Role of EVs in colorectal cancer 31 1.5 Tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMP1) 35 1.5.1 TIMP1 in cancer 37 2. Background and Research Aims 39 3. Material and Methods 40 3.1 Material 40 3.1.1 Devices 40 3.1.2 Additional material and equipment 42 3.1.3 Fine chemicals 43 3.1.4 Biochemicals 45 3.1.5 Primary antibodies 46 3.1.6 Secondary antibodies 47 3.1.7 Nucleic acids 47 3.1.8 Consumables 50 3.1.9 Softwares 51 3.2 Methods 52 3.2.1 Patients 52 3.2.2 Immunohistochemistry 52 3.2.3 Hematoxylin eosin staining 54 3.2.4 Cell lines 54 3.2.5 Primary liver fibroblast cell lines 54 3.2.6 Passaging and freezing of cells 55 3.2.7 Revival of frozen cells 55 3.2.8 Cell counting 56 3.2.9 EV Isolation from CRC cell lines 56 3.2.10 Isolation of serum-derived EVs from liquid biopsies 56 3.2.11 Characterisation of EVs 57 3.2.12 Treatment of Fibroblasts with EVs 58 3.2.13 Stimulation of PFs with recombinant TIMP1 59 3.2.14 RNA isolation 59 3.2.15 cDNA synthesis 59 3.2.16 Quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR) 60 3.2.17 Protein quantification 61 3.2.18 Immunoblotting and co-immunoprecipitation 61 3.2.19 ELISA 62 3.2.20 TIMP1 Knock-Out (KO) and Over-Expression (OE) 62 3.2.21 17 AAG and HSP90AA antibody treatment 63 3.2.22 3D ECM-remodelling assay 63 3.2.23 PKH staining 65 3.2.24 In vivo experiments 65 3.2.25 DAPI staining 66 3.2.26 Tissue explant model 66 3.2.27 Statistical analysis and reproducibility 67 4. Results 68 4.1 Identification of TIMP1 as target molecule 68 4.1.1 Identification of TIMP1 as a target through data mining 68 4.1.2 Localization pattern of TIMP1 in CRC and CRC liver MET 70 4.1.3 Invasion front-specific overexpression of TIMP1 in the stroma of patients with CRC liver MET is associated with poor progression-free survival (PFS) 72 4.2 Model system to study CRC-EV mediated ECM remodelling 73 4.2.1 Investigating the role of CRC- derived EVs in the evolution of colorectal liver metastases 73 4.2.2 Characterizsation of isolated EVs from the CRC cell lines 74 4.2.3 TIMP1 enrichment in EVs derived from CRC cell lines 75 4.2.4 CRC-derived TIMP1EV regulates TIMP1 levels in recipient fibroblasts 76 4.2.5 TIMP1EV mediated TIMP1 upregulation in the recipient fibroblast is an EV-mediated effect 79 4.2.6 Recombinant TIMP-1 induces TIMP1 levels in recipient pFs in a time- and concentration-dependent manner 81 4.2.7 Alteration of TIMP1 levels in HCT 116 cells translates into EVs but does not affect EV packaging. 83 4.2.8 TIMP1EV levels in CRC EVs determine TIMP1 levels in recipient fibroblasts 85 4.2.9 EV-mediated TIMP1 upregulation in pFs induces ECM remodelling 86 4.2.10 TIMP1 levels in the PFs influence the extent of ECM remodelling 88 4.3 Clinical significance of TIMP1EV 89 4.3.1 TIMP1 enriched in serum-derived EVs of CRC patients compared to healthy controls 89 4.3.2 Serum derived TIMP1EV from CRC patients regulate TIMP1 levels in primary liver fibroblasts 91 4.3.3 Serum derived TIMP1EV from CRC patients promote ECM remodelling 93 4.3.4 TIMP1EV exhibits superior stratification power compared to soluble TIMP1 in liquid biopsies 93 4.3.5 TIMP1EV is a non-invasive independent prognostic marker in colorectal liver metastases 94 4.4 Targeting TIMP1EV mediated ECM remodelling 97 4.4.1 TIMP1EV binds to HSP90AA 97 4.4.2 HSP90 inhibition interferes with TIMP1 protein stabilisation 99 4.4.3 17AAG attenuates TIMP1EV-mediated ECM remodelling 101 4.5 EVs derived from murine CRC cell lines regulate TIMP1 levels in recipient fibroblasts 104 4.6 Increased homing of CRC EVs to the liver compared to other organs 106 4.7 TIMPEV regulates TIMP1 levels in liver tissues 108 5. Discussion 112 5.1 TIMP1 Localization and its significance in liver metastases 112 5.2 Model system to study the role of CRC-EVs in liver metastasis 113 5.3 In-vitro model to study the pro-metastatic effects of TIMP1EV 114 5.4 Serum-derived extravesicular TIMP1 and its pro-metastatic functions underlying remodeling of the extracellular matrix 116 5.5 Clinical significance of TIMP1EV in colorectal liver metastases 117 5.6 Scope of HSP90 inhibitors in the prevention and treatment of CRC liver metastases...……………………………………………………………………………………..118 6. Future perspectives and concluding remarks 120 7. Graphical summary of the findings 122 Zusammenfassung 123 Summary 125 List of figures 127 List of Tables 129 References 130 Acknowledgements 163 Appendix 165

Kolorektale Karzinome weisen eine Rotfluoreszenz auf. Die Art des zugrunde liegenden Fluorophors und sein diagnostisches Potential waren Gegenstand der Arbeit. Protoporphyrin IX (PpIX) wurde als das prädominant vorkommende Fluororphor in Primärtumoren und ihren Metastasen identifiziert. Das Fluorophor wurde in Abwesenheit von Nekrose und in sterilen Lokalisationen nachgewiesen. Affymetrix-GeneChip und quantitative PCR untersuchungen der Enzyme der Häm-Synthese machen eine Minderexpression als Ursache der PpIX Akkumulation wahrscheinlich. In Nicht-vorbehandelten Fällen erlaubt die PpIX-Fluoreszenz eine Diskrimination der metastatisch befallenen Lymphknoten mit einer Sensitivität von 62% bei einer Spezifität von 78% (p / Colorectal cancers exhibit a red fluorescence. The nature of the responsible fluorophore and its eventual diagnostic potential were investigated. Protoporphyrin IX (PpIX) was identified as the predominant fluorophore in primary tumors and their metastases. The fluorophore occurred in the absence of necrosis and in sterile locations. Affymetrix-GeneChip and quantitative PCR investigations of the heme metabolic pathway enzymes suggest a reduced expression of the enzyme ferrochelatase to cause the PpIX accumulation. In untreated cases, PpIX fluorescence discriminates metastatically involved lymph nodes from all other palpable nodes with a sensitivity of 62% at a specificity of 78% (p

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Hereditary Colorectal Carcinomas – Reflection on Preventive Surgery Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer (HNPCC) accounts for about 5% of all colorectal cancers and is the most frequent familial form; familial adenomatous polyposis coli accounts for about 1%. Prerequisitive for individually tailored surveillance is the identification of the pathogenic germline mutation. In classical FAP, surgical standard is a restorative proctocolectomy while in HNPCC there is no surgical standard other than standard oncological resection due to missing evidence. In HNPCC, prophylactic colectomy before the onset of the first colorectal cancer is not recommended. Main arguments for the extension of the resection in the case of the first colorectal carcinoma in HNPCC are the rate of metachronous colorectal carcinomas of 40–45% in a 10-year interval and rapid tumor progression. In HNPCC, in the case of first colon cancer a subtotal colectomy seems to be indicated. A proctocolectomy or, if indicated, a restorative proctocolectomy may be considered in the case of carcinomas in the lower rectum. These considerations should be evaluated in a prospective clinical trial. Counselling, molecular diagnosis and surgery in patients with hereditary colorectal cancers should only be performed in interdisciplinary centers. / Das «Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer» (HNPCC)-Syndrom bildet mit zirka 5% aller kolorektalen Karzinome die größte Gruppe der familiären Formen; die familiäre adenomatöse Polyposis coli (FAP) macht zirka 1% aus. Voraussetzung für die Indikationsstellung zu individuellen Vorsorgeprogrammen ist die Identifizierung der pathogenen Keimbahnmutation. Bei der klassischen FAP ist die Durchführung einer restaurativen Proktokolektomie die Therapie der Wahl, beim HNPCC-Syndrom gibt es aufgrund fehlender Daten klinischer Studien noch keinen Operationsstandard, der über eine Resektion entsprechend den onkologischen Resektionsprinzipien hinausgeht. Eine prophylaktische Kolektomie vor Manifestation eines kolorektalen Karzinoms bei HNPCC kann bei der gegenwärtigen Datenlage nicht empfohlen werden. Hauptargumente für die Erweiterung des Eingriffs bei manifestem kolorektalem Karzinom bei HNPCC-Patienten sind das Risiko metachroner kolorektaler Karzinome von 40–45% in einem Zeitraum von 10 Jahren und die rasche Tumorprogression. Bei Erstmanifestation eines Kolonkarzinoms erscheint die Durchführung einer subtotalen Kolektomie indiziert. Bei Erstmanifestation des Karzinoms im unteren Rektumdrittel ist die Durchführung einer Proktokolektomie bzw. unter entsprechenden onkologischen und funktionellen Voraussetzungen eine Kolektomie mit Proktomukosektomie und Ileum-Pouch zu erwägen. Die Evaluierung dieser Überlegungen sollte im Rahmen einer prospektiven klinischen Studie erfolgen. Die Beratung, molekulare Diagnostik und chirurgische Therapie von Patienten mit hereditären kolorektalen Karzinomen sollte zunächst nur entsprechenden interdisziplinären Zentren vorbehalten bleiben. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Purpose Anastomotic leakage (AL) and surgical site infection (SSI) account for most postoperative complications in colorectal surgery. The aim of this retrospective trial was to investigate whether perioperative selective decontamination of the digestive tract (SDD) reduces these complications and to provide a cost-effectiveness model for elective colorectal surgery. Methods All patients operated between November 2016 and March 2020 were included in our analysis. Patients in the primary cohort (PC) received SDD and those in the historical control cohort (CC) did not receive SDD. In the case of rectal/sigmoid resection, SDD was also applied via a transanally placed Foley catheter (TAFC) for 48 h postoperatively. A propensity score-matched analysis was performed to identify risk factors for AL and SSI. Costs were calculated based on German diagnosis-related group (DRG) fees per case. Results A total of 308 patients (154 per cohort) with a median age of 62.6 years (IQR 52.5–70.8) were analyzed. AL was observed in ten patients (6.5%) in the PC and 23 patients (14.9%) in the CC (OR 0.380, 95% CI 0.174–0.833; P = 0.016). SSI occurred in 14 patients (9.1%) in the PC and 30 patients in the CC (19.5%), representing a significant reduction in our SSI rate (P = 0.009). The cost-effectiveness analysis showed that SDD is highly effective in saving costs with a number needed to treat of 12 for AL and 10 for SSI. Conclusion SDD significantly reduces the incidence of AL and SSI and saves costs for the general healthcare system.

Die Wnt/ β-Catenin-Signaltransduktion nimmt eine exponierte Stellung in der kolorektalen Karzinogenere ein. Niclosamid ist ein Derivat der Salicylsäure, das bei Bandwurm- infektionen eingesetzt wird. Es konnte gezeigt werden, dass Niclosamid den Wnt/ β-Catenin-Signalweg moduliert. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den therapeutischen Einsatz des Niclosamids beim kolorektalen Karzinom zu evaluieren. Die Zellproliferation von kolorektalen Karzinomzelllinien (humane SW480 und SW620 Zellen sowie CC531 Zellen einer Ratte) und von Rattenfibroblasten wurde nach 12 und 24 Stunden Inkubation mit Niclosamid durch lichtmikroskopische Zellzahlbestimmungen beurteilt. Die Apoptoseraten wurden mit einem Zelltod-Assay ermittelt. Eine Immunfluoreszenzfärbung gab Aufschluss über das Expressionsmuster von aktivem β-Catenin. Die Promotoraktivität des LEF/ TCF-Transkriptionsfaktors wurde nach Transfektion mit TOPflash mithilfe eines Luciferase Assays analysiert. Die Genexpression von Wnt-modulierenden Faktoren (Bcl-9 und Wif1), von Komponenten des ß-Catenin- Degradationskomplexes (Axin2 und GSK 3β), von kanonischen Zielgenen (Met, MMP7 und Cyclin D1) und von c-jun als Schlüsselprotein des nicht-kanonischen Wnt/ JNK-Signalweges wurde in der RT-PCR untersucht. Auf Proteinebene wurden zur Bestätigung zusätzlich Western Blots mit Antikörpern gegen aktives β-Catenin und c-jun durchgeführt. Die Zellproliferation kolorektaler Karzinomzelllinien wurde dosisabhängig inhibiert, und Niclosamid führte zu Apoptose. Nach Inkubation mit Niclosamid kam es nicht zur Umverteilung von aktivem β-Catenin von der nukleären in die zytosolische Fraktion. Die Wnt-Promotor-Aktivität von LEF/ TCF wurde nach 12 Stunden Inkubation mit 10 und 50 μM Niclosamid jedoch signifikant gesenkt. Kanonische Wnt-Zielgene (Met, MMP7 und Cyclin D1) sowie der Koaktivator Bcl-9 wurden auf Transkriptionsebene gehemmt, während das nicht-kanonische Schlüsselprotein c-jun aktiviert wurde. Fasst man zusammen, so führt die Inkubation mit Niclosamid zu inhibitorischen Effekten auf kolorektale Karzinomzelllinien und zu einer reduzierten kanonischen Wnt-Aktivität. Diese Effekte können durch eine gestörte Formation des Triple-Komplexes aus Bcl-9, β- Catenin und LEF/ TCF und einer Aktivierung von c-jun und damit des nicht-kanonischen Wnt/ JNK-Signalweges bedingt sein. In in vivo-Untersuchungen beabsichtigen wir, in einem Tiermodell die Daten zu verifizieren und so den Einsatz des Niclosamids als Option für Patienten mit metastasiertem kolorektalem Karzinom weiterführend zu beurteilen.

Hintergrund: Die Pathogenese nicht-familiärer kolorektaler Neoplasien ist heute noch nicht bekannt. Die Besonderheiten der Epidemiologie der Erkrankung sprechen für die Beteiligung von Umweltfaktoren, wie sozioökonomischer Faktoren, der Ernährung oder der bakteriellen Flora des Darmes. Eine intrazelluläre, von E.coli dominierte Flora wurde in Kolonbiopsien dieser Patienten beschrieben. Methoden: Es wurden Virulenzfaktoren von Escherichia coli untersucht, die aus gewaschenen koloskopischen Biopsien von 43 Patienten mit kolorektalen Adenomen und Karzinomen isoliert worden waren. 100 Stämme wurden mittels PCR auf Gene für folgende Virulenzfaktoren untersucht: s-Fimbrien (sfa), pyelonephritisassoziierter Pilus (pap), Hämolysin A (hlyA), hitzestabiles und -labiles Toxin (ST, LT, EAST), Intimin (eae), Verotoxin (stx), Invasionsplasmid (ipa), cytolethal distending toxin (cdt) und cytotoxic necrotizing factor 1 (cnf1). Für die Kontrollgruppe wurden E.coli aus Biopsien von 55 Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) und unspezifischer Kolitis, von 16 Patienten mit Colon irritabile (IBS) und aus Stuhlproben von 29 gesunden Probanden isoliert und untersucht. Ergebnisse: Bei 69% der Patienten mit kolorektalen Karzinomen und bei 58% der Patienten mit kolorektalen Adenomen wurde mindestens einer der Virulenzfaktoren gefunden, dagegen nur bei 25 bis 39% der IBS- und CED- Patienten sowie der gesunden Probanden (p / Background: Pathogenesis of non-hereditary colorectal neoplasia is poorly understood. The differences in regional incidence indicate an influence of environmental factors, as socio-economic conditions, nutrition and intestinal flora. An intracellular flora with a predominance of Escherichia coli in colon biopsies has been described in these patients. Methods: We studied virulence factors of Escherichia coli isolated from washed colonoscopic biopsies of 43 patients with colorectal carcinoma and adenoma. 100 strains of E.coli were isolated and used for detection of a broad range of virulence genes by PCR encoding: s-fimbriae (sfa), pyelonephritis-associated pili (pap), hemolysin A (hlyA), heatstable and heatlable toxins (ST, LT, EAST), verotoxin (stx), invasionplasmidantigen (ipaH), intimin (eae), cytolethal distending toxin (cdt) and cytotoxic necrotizing factor 1 (cnf1). E.coli from biopsies of 55 patients with inflammatory bowel disease (IBD) and non-specific colitis, of 16 patients with irritable bowel syndrom (IBS) and from stool samples of 29 healthy individuals were isolated and examined as controls. Results: The prevalence of virulent strains bearing at least one of the tested genes was 69% in colorectal carcinoma and 58% in colorectal adenoma, but only 25 to 39% of IBD and IBS patients and healthy individuals (p

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die retrospektive Beurteilung der Sicherheit und Effektivität der Leberteilresektion bei der Behandlung von Lebermetastasen des kolorektalen Karzinoms sowie der Re-Resektion bei Patienten mit Rezidivlebermetastasen. Weiterhin soll das operative Vorgehen bei synchronen Lebermetastasen hinsichtlich simultaner Resektionsverfahren und zweizeitigen Vorgehens untersucht werden. Insgesamt wurden die Ergebnisse von 660 Patienten ausgewertet, die zwischen 1988 und 2004 mit 685 Leberteilresektionen behandelt wurden. Unter diesen waren 75 Patienten, die eine Re-Resektion erhielten sowie 202 Patienten, bei denen die Lebermetastasen synchron auftraten. Neben der Analyse der postoperativen Letalität und postoperativen Komplikationen sollen prognostische Faktoren für das Langzeitüberleben und das Auftreten von Tumorrezidiven nach Leberteilresektion identifiziert werden. Da sich die Studienpopulation aus einem Zeitraum von über 15 Jahren rekrutiert, sollen außerdem verschiedene Zeitabschnitte vergleichend analysiert werden. Die Leberteilresektion ist derzeit die einzige potentiell kurative Therapie bei kolorektalen Lebermetastasen. Als prognostisch günstige Parameter in der multivariaten Analyse zeigten sich die Radikalität des Eingriffes, die Anzahl der Metastasen, vorhandene ligamentäre Lymph-knotenmetastasen sowie das Jahr der Resektion. Auch bei Rezidiven kolorektaler Lebermetastasen ist das chirurgische Vorgehen derzeit die einzige kurative Intervention. Re-Resektionen weisen ein vergleichbares operatives Risiko und vergleichbare Langzeitüberlebensraten auf wie Erstresektionen. Als einziger prognostischer Parameter für das Langzeitüberleben erwies sich in der multivariaten Analyse die Radikalität des Eingriffes. Bei synchronen Lebermetastasen sind die wichtigsten Kriterien, um eine simultane Resektion durchzuführen, die Berücksichtigung des Alters sowie des Resektionsausmaßes. Simultane Resektionen sind bei synchronen kolorektalen Lebermetastasen dann so sicher und effizient durchführbar wie Resektionen im zweizeitigen Vorgehen.