Die Maligne Hyperthermie ist eine latente metabolische Myopathie, die durch Exposition mit volatilen Anästhetika oder depolarisierenden Muskelrelaxantien in disponierten Individuen zu einem potentiell lebensbedrohlichen hypermetabolen Syndrom der Skelettmuskulatur führen kann. Dieser Zustand basiert auf einer unkontrollierten sarkoplasmatischen Kalziumfreisetzung über funktionell veränderte Ryanodinrezeptoren. Die klinische Symptomatik umfasst einen Anstieg des Kohlendioxidpartialdrucks und der Körperkerntemperatur sowie eine Tachykardie, Laktatazidose und Muskelspasmen. Zur Diagnostik einer MH-Veranlagung stellt der In-Vitro-Kontrakturtest bis heute das einzige verlässliche diagnostische Verfahren dar. Der in dieser Studie untersuchte metabolische Test bietet aufgrund seiner minimalen Invasivität und seinem geringeren zeitlichen bzw. kostenintensiven Aufwand relevante Vorteile gegenüber dem In-Vitro-Kontrakturtest. In dieser Studie wurde untersucht, ob unter Einsatz der MAB 7 Mikrodialysesonden mit integriertem Zuspritzkatheter der intramuskuläre Laktatspiegel durch lokale Applikation von Halothan 4 Vol% und Koffein 80 mM gesteigert werden kann und somit eine Differenzierung zwischen MHS- und MHN-Individuen möglich ist. Mit Genehmigung der örtlichen Ethikkommission wurden bei 7 MHS-, 9 MHN-, 7 MHN-Neuro- und 7 Kontrollprobanden je vier Mikrodialysesonden im Musculus vastus lateralis platziert. Nach 20-minütiger Äquilibrierungszeit wurden über je 2 Sonden 200 µl Koffein 80 mM bzw. 200 µl Halothan gelöst in Sojabohnenöl mit einer Flussgeschwindigkeit von 70 µl/min injiziert und die Laktatkonzentration im Dialysat spektrophotometrisch gemessen. Sowohl nach Stimulation mit Halothan 4 Vol% als auch Koffein 80 mM kam es in der MHS-Gruppe zu einem signifikanten Anstieg der Laktatkonzentrationen im Vergleich zu allen drei anderen Probandengruppen. Ebenso waren die erreichten Maximalwerte der MHS-Probanden signifikant höher verglichen mit denen der MHN-, MHN-Neuro- und Kontrollgruppen. Als Zeichen der stärker abgelaufenen Stoffwechselreaktion waren die Kreatinkinase und die VAS-Werte nach Triggerapplikation in der MHS-Gruppe signifikant erhöht. Systemische hämodynamische und metabolische Parameter blieben bei allen vier Probandengruppen im Normbereich. Wie schon in vorangegangenen Untersuchungen gezeigt, belegt diese Studie, dass die intramuskuläre Stimulation mit MH-Triggersubstanzen zu einer Aktivierung der lokalen Stoffwechselvorgänge führt mit einem signifikanten Laktatanstieg in MH-disponierten Individuen. Die gewählten Triggerkonzentrationen von Halothan 4 Vol% und Koffein 80 mM ermöglichten eine Unterscheidung zwischen MHS- und MHN-Probanden. Es kam jedoch bei drei nicht MH-veranlagten Probanden zu einem falsch-positiven Ergebnis. Die erstmalig eingesetzten MAB 7 Mikrodialysesonden mit integriertem Zuspritzkatheter zeigten konstante relative Recovery-Werte unter den jeweiligen Flussgeschwindigkeiten. Die Einführung dieser Sonden stellt einen weiteren Schritt zur Vereinfachung und Standardisierung des Verfahrens dar. Durch weitere methodische Untersuchungen mit variierenden Parametern wie Trigger-konzentration, Menge und Applikationsintervall scheint es möglich, noch eindeutigere Grenzen zur sicheren Unterscheidung zwischen MHS und MHN ziehen zu können. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass die Entwicklung des minimal-invasiven Testverfahrens eine für die Zukunft vielversprechende klinische Grundlage zur Diagnostik einer MH-Veranlagung darstellt. / Malignant hyperthermia (MH) is a potentially lethal hypermetabolic syndrome which develops in predisposed individuals after exposure to trigger substances: depolarizing neuromuscular blocking agents and volatile anesthetics. In skeletal muscles of MH susceptible (MHS) individuals, a mutated ryanodine receptor leads to an intracellular Ca2+ release. This alters mitochondrial energy turnover resulting in a significant increase in oxygen consumption and an overwhelming production of carbon dioxide and heat. The breakdown of the cellular homeostasis leads to lactic acidosis and rhabdomyolyis. At the moment, the standard testing to diagnose a MH susceptibility is the in-vitro contracture test (IVCT), which requires an invasive open muscle biopsy. We hypothesized that intramuscular injection of halothane 4 vol% and caffeine 80 mM using standardised microdialyse probes MAB 7 would increase local lactate concentrations in individuals susceptible to MH (MHS) but not in those who are not susceptible (MHN) or healthy control individuals. Furthermore we examined how MHN individuals (MHN-Neuro) with elevated creatine kinase (CK) levels behave in the minimally invasive, metabolic test. Custom made microdialysis probes (MAB7, Microbiotec, Stockholm, Sweden) including an attached microtubing that ended in the middle of the microdialysis membrane were inserted in the lateral vastus muscle in 7 MHS, 9MHN, 7MHN-Neuro and 7 control individuals. After equilibration, 200 µl halothane 4 vol% and 200 µl caffeine 80 mM were injected to the tip of each probe with an injection rate of 70µl/min and the lactate concentrations of the dialysate samples were measured spectrophotometrically. Moreover microdialysis was performed to verify the relative recovery of the MAB 7 microdialysis probes. Lactate and CK increased significantly in MHS probands compared to MHN, MHN-Neuro and control individuals after injection of caffeine 80mM and halothane 4 vol%. 3 MHN-Neuro probands showed a relevant increase of lactate after injection of halothane 4 vol% comparable to the reaction of MHS patients. Stable relative recovery was observed. The results demonstrate that a differentiation between MHS and MHN individuals using the standardised microdialyse probe MAB 7 is possible. It is a further step to standardisation and simplification of the metabolic test. Concerning the MHN-Neuro probands, the muscle metabolism is more sensitive compared to MHN individuals without elevated CK levels. It supports various guidelines to abstain from classic MH trigger substances succinylcholin and volatile anesthetics in patients with known or suspected myopathies.

Das Basalzellkarzinom ist nicht nur die häufigste Neoplasie der Haut generell, es stellt auch die häufigste maligne Entität im Bereich der Augenlider dar. Es handelt sich um eine Erkrankung vornehmlich des höheren Lebensalters, jedoch sind auch zunehmend jüngere Patienten betroffen. Trotz geringer Metastasierungstendenz kann es bei Tiefeninfiltration zu schweren Krankheitsverläufen kommen. Aufgrund wachsender Inzidenz und damit stetig steigender Kosten im Gesundheitswesen sollte die Behandlungsstrategie kontinuierlich überprüft und optimiert werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, ein ausgewähltes Patientenkollektiv im Zeitraum von 2003 bis 2006 hinsichtlich epidemiologischer, klinischer und therapeutischer Aspekte zu analysieren und mit der Literatur zu vergleichen. Therapie der Wahl ist die chirurgische Exzision. Es wurden 216 Fälle von 204 Patienten auf Grundlage der Krankenakte detailliert untersucht und ausgewertet. Zwar konnten keine signifikanten Prädiktoren zur Vorhersage des Behandlungsverlaufes und der Rezidiventwicklung gefunden werden, anhand der 216 klinischen Fälle können die aktuelle Datenlage aber unterstützt und Empfehlungen zur Therapie und Nachbehandlung erweitert werden.

Die vorliegende Forschungsarbeit zeigt, dass bestimmte Texturanalyse- Parameter, generiert aus T1- und T2- gewichteten Magnetresonanztomographie- Schnittbildern, mit dem Ki67- Index maligner Weichteiltumoren assoziiert sind. Der Ki67- Index ist einer der wichtigsten, klinisch etablierten Proliferationsmarker für maligne Weichgewebstumoren sowie für viele andere Malignome. Diese Form der Analyse radiologischer Bilddaten könnte somit ein potentielles Instrument zur präziseren Tumorcharakterisierung von Weichgewebssarkomen in Bezug auf deren Proliferationsgrad darstellen. Für die klinische Routine wäre es von enormem Vorteil, mittels nicht- invasiver Bildgebung eine derartige Aussage treffen zu können und somit Diagnosestellung und Therapieplanung zu optimieren.:Inhalt I. Abkürzungsverzeichnis 3 II. Vorbemerkung 3 III. Doktorarbeit 4 1. Einführung 4 2. Publikationsmanuskript 10 3. Zusammenfassung 16 4. Referenzen 21 IV. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 26 (V. Curriculum vitae 27) VI. Danksagung 28

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Unter Nierentransplantations (NTx)-Empfängern zeigen sich erheblich höhere Malignom-Inzidenzen im Vergleich zur Normalbevölkerung. Zusammen mit Infektionen und kardiovaskulären Ereignissen sind die Posttransplantations-Malignome (PTM) die häufigste Todesursache nach NTx. Deren multifaktorielle Genese wird durch Hauptrisikofaktoren wie die Immunsuppression, das Alter und onkogene Viren beeinflusst. Der non-melanozytäre Hautkrebs (NMSC), darunter das Basalzell- (BCC) und Plattenepithelkarzinom (SCC), stellt die häufigste Tumorentität nach NTx dar. Es folgen das Nierenzellkarzinom (RCC) sowie lymphoproliferative Erkrankungen (PTLD). Diese Häufigkeitsverteilung der Entitäten scheint allerdings abhängig von der geografischen Lage des untersuchenden Zentrums zu sein (z. B. durch unterschiedliche Intensität der UV-Strahlung). Für jedes Transplantationszentrum ist es daher relevant, die Inzidenzen der PTM-Entitäten und deren Einflussfaktoren zu identifizieren. Zudem sind strukturiert erhobene Daten deutscher Nierentransplantationszentren hinsichtlich Tumorentitäten, deren Determinanten und Einfluss auf das Überleben unterrepräsentiert. Unser übergeordnetes und langfristiges Ziel ist die Verlängerung des Transplantat- und Patientenüberlebens durch ein individualisierteres Management. Wir erfassten monozentrisch am Universitätsklinikum Leipzig (UKL) alle Patienten, die im Zeitraum zwischen 01.01.1993 und 31.12.2019 mindestens einmal nierentransplantiert wurden. Die Rekrutierung erfolgte mittels eines Patientenfragebogens, über den direkten Kontakt in der NTx-Ambulanz und über die Klinikdatenbank des UKL. Die Datenerhebung beinhaltete insbesondere die Erfassung der Inzidenz der PTM, deren Entität und Häufigkeitsverteilung, des Patientenüberlebens und diverser Einflussfaktoren (Alter, Grunderkrankung, Familienanamnese etc.). Wir untersuchten 788 NTx-Patienten, die im Zeitraum zwischen 01.01.1993 bis 31.12.2019 am UKL transplantiert wurden. Die durchschnittliche Beobachtungszeit betrug 12,06 ± 7,62 Jahre. Der Anteil weiblicher Patienten bezifferte sich auf 39,97%. Wir erfassten in unserer Kohorte 206 PTM bei 165 Patienten, die nach NTx auftraten. Somit betrug der PTM-Anteil 20,94% (n=165/788). 39 der 165 Patienten (23,64%) entwickelten mindestens zwei verschiedene Tumorentitäten, von denen annähernd die Hälfte (48,71%) multiple non-melanozytäre Hauttumore (BCC und SCC) aufwiesen. In unserer Kohorte nahm der NMSC über die Hälfte und mit Abstand den größten Anteil aller Tumore ein (51,46%; n=106/206). Es folgten Nierenzellkarzinome (RCC) mit einem Anteil von 11,17% und die gynäkologischen Tumore mit 9,22%. Es schlossen sich daran die Tumore des Gastrointestinaltrakts (7%), der Lunge (4%), hämatologische Tumore (4%), Prostatakarzinome (4%) und Melanome (1%) an. Im Vergleich von PTM- und Vergleichskohorte fiel das signifikant höhere Alter zum Zeitpunkt der NTx in der PTM-Gruppe auf (52,26 ± 12,73 Jahre vs. 47,42 ± 15,84 Jahre; p=0,0011). Der Anteil der Lebendnierenspenden war unter den PTM-Fällen signifikanter niedriger als in der Vergleichskohorte (10,29% vs. 20,63%; p=0,0061). Den Calcineurin-Inhibitor Cyclosporin nahmen signifikant mehr Patienten der Tumorgruppe ein (27,20% vs. 18,59%; p=0,0426). Wir konnten anschließend das Alter bei NTx (OR 1,046; CI 1,023 bis 1,071), sowie die Dauer der Immunsuppression (OR 1,118; CI 1,074 bis 1,167) als signifikante Einflussfaktoren auf die PTM-Entwicklung bestätigen. Außerdem zeigte sich ein erhöhtes Risiko für die Entstehung eines PTM bei einer Glomerulonephritis als Ursache des chronischen Nierenversagens (ESKD) (OR 2,116; CI 1,190 bis 3,781). Mehr als ein Drittel (43,64%; n=72/165) der PTM-Kohorte waren bereits verstorben. In der Gegenüberstellung der Überlebenskurven bestätigte sich die signifikant geringere Überlebenswahrscheinlichkeit der PTM-Patienten (Log-rank p=0,0281). Im Vergleich zu einer nach NTx-Alter und Nachbeobachtungszeitraum gematchten Kohorte ergab sich ein noch hochsignifikanterer Unterschied in den Überlebenswahrscheinlichkeiten (Log-rank p<0,0001). Unser Anteil von 20,94% Posttransplantations-Malignomen ist beim Vergleich mit der bisherigen Literatur verhältnismäßig hoch. In den meisten Studien wird ein Anteil von 4 – 18% beschrieben. Gerade in den ersten 5 Jahren fällt unsere vergleichsweise größere Inzidenzrate auf, was diesen Zeitraum zu einer vulnerablen Phase für unsere NTx-Patienten werden lässt. Unser Anteil von NMSC-Patienten von über 50% an der gesamten PTM-Kohorte ist auffällig. Obwohl Deutschland verglichen mit Ländern wie Spanien und Australien einer geringeren Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, lässt sich die Häufigkeitsverteilung der PTM gerade mit Kohorten aus diesen geografischen Lagen gut vergleichen. Dieser Sachverhalt und das auffallend häufige multiple sowie rezidivierende Auftreten von BCC und SCC sollten Anlass geben das Management des Hauttumor Screenings zu überdenken. Es gilt schlussfolgernd die Dokumentation und Befundübermittlung gerade bezüglich des NMSC zu verbessern, möglicherweise mittels einer digitalen Transplantationsdatenbank. Bei Risikofaktoren wie zum Beispiel langer Immunsuppression oder multiplen NMSC sollte angesichts unserer hohen NMSC-Inzidenz eine 2x jährliche dermatologische Kontrolle durchgeführt werden. Die frühe Diagnose sowohl von prämalignen Läsionen als auch von NMSC gilt schließlich als prognostisch günstig durch eine Senkung der Morbidität. In Anbetracht des häufigen multiplen Auftretens des NMSC wäre auch das Wahrnehmen einer vierteljährlichen Kontrolle, im Falle von schon posttransplantär aufgetretenen NMSC vorteilhaft, um PTM-Rezidive zu verhindern. Zudem könnte möglicherweise dem multiplen Auftreten eine bisher nicht-identifizierte hereditäre Prädisposition zugrunde liegen, die es gilt nachfolgend zu untersuchen. Das Nierenzellkarzinom hatte im Einklang mit bisherigen Untersuchungen die zweithöchste Inzidenz. Der hohe Anteil an gynäkologischen Tumoren und der unterrepräsentierte Anteil der hämatologischen und virusassoziierten Tumoren differiert zur Literatur und ist damit hervorzuheben. In Anbetracht unserer vergleichsweise hohen Inzidenz von gynäkologischen PTM wäre die explizite Aufklärung und Sensibilisierung für den 1x jährlichen gynäkologischen Arztbesuch unbedingt notwendig. Unsere Ergebnisse zu den Risikofaktoren, Alter bei NTx und Dauer der Immunsuppression, decken sich gut mit bisherigen Erkenntnissen. Die Lebendnierenspende sahen wir ebenfalls als protektiven Faktor bezüglich der PTM-Entstehung. Eine Besonderheit stellte die Assoziation zwischen RCC-Entwicklung unserer Patienten und der Glomerulonephritis als Grunderkrankung dar. Dieser Zusammenhang lässt bei Patienten, die an einer tumorassoziierten Nierengrunderkrankung leiden ein engmaschigeres sonographisches Screening sinnvoll erscheinen. Dieses sollte vor allem die verbliebene Eigenniere einbeziehen, in der sich 86,96% unserer RCC entwickelten. Diesen erst in wenigen Studien gefundenen Zusammenhang gilt es weiter in großangelegten randomisierten Fall-Kontrollstudien zu analysieren, um eine medizinisch verifizierte Korrelation bestätigen zu können. Die Überlebenswahrscheinlichkeit unserer PTM-Patienten ist hochsignifikant geringer als in der Vergleichskohorte und deckt sich mit bisheriger Literatur, was die Notwendigkeit intensivierter präventiver Konsequenzen unterstreicht. Letztlich gilt es aufgrund der Limitationen retrospektiver Studien noch einige Wissenslücken bezüglich der Entwicklung maligner Erkrankungen nach NTx und deren Prävention zu schließen. Hierfür werden prospektiven Daten zur Tumorbiologie einschließlich genomischen Profilings benötigt.:Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1. Einführung und Fragestellung 1.1. Wissenschaftlicher Hintergrund 1.1.1. Stand des Wissens 1.1.2. Risikofaktoren der PTM-Entstehung 1.1.3. PTM-Entitäten in der Literatur 1.1.4. Bisheriges Screening Management nach NTx 1.2. Fragestellung und Ziele 2. Material und Methoden 2.1. Retrospektive und prospektive Datenerhebung 2.1.1. Erste Kalkulation unserer Kohortenfallzahl 2.1.2. Rekrutierungsmaßnahmen 2.1.3. Umfang der Datenerfassung 2.2. Ein- und Ausschlusskriterien 2.2.1. PTM-Kohorte 2.2.2. Vergleichskohorte 2.3. Datenauswertung 2.4. Statistik 2.5. Nutzen-Risiko-Abwägung 3. Ergebnisse 3.1. Charakteristik der Gesamtkohorte 3.2. PTM-Kohorte versus Vergleichskohorte 3.3. Einflussfaktoren auf die Entwicklung eines PTM 3.4. Einflussfaktoren auf das Überleben unserer Kohorte 3.5. Vergleich der einzelnen Tumorentitäten 3.5.1. Überlebenswahrscheinlichkeiten der Erstmalignome 3.5.2. Non-melanozytärer Hautkrebs (NMSC) 3.5.3. Nierenzellkarzinome (RCC) 3.5.4. Gynäkologische Tumore 4. Diskussion 4.1. Charakterisierung der PTM- und Vergleichskohorte 4.2. Inzidenz und Entitäten der PTM 4.3. Risiko– /Einflussfaktoren der PTM-Entstehung 4.4. Überleben nach Nierentransplantation 4.5. Separate Betrachtung der Tumorentitäten 4.5.1. Non-melanozytärer Hautkrebs (NMSC) 4.5.2. Nierenzellkarzinome (RCC) 4.5.3. Gynäkologische Tumore 4.6. Kritische Auseinandersetzung mit der vorliegenden Studie 5. Resümee und Ausblick 5.1. Management und Tumorscreening nach NTx 5.2. Perspektive und anschließendes Projekt 6. Zusammenfassung der Arbeit 7. Literaturverzeichnis 8. Anlagen 8.1. Patientenanschreiben 8.2. Fragebogen und Einwilligungserklärung 8.3. Patienteninformation Selbstständigkeitserklärung Lebenslauf Danksagung

Les adénomes hépatocellulaires (AHC) sont des tumeurs bénignes rares dérivant de la prolifération d'hépatocytes et se développent dans un contexte hépatique par ailleurs normal, principalement chez des femmes suite à la prise de contraceptifs oraux. D'autres études ont identifié des facteurs de risque supplémentaires comme le syndrome métabolique et des mutations germinales d’HNF1α. Les travaux réalisés dans le laboratoire ont permis le classement des AHC en cinq sous-groupes : 1) les AHC-H avec des mutations inactivatrices du facteur de transcription HNF1α, 2) AHC-I avec une activation de la voie inflammatoire, 3) B-AHC portant des mutations activatrices du gène CTNNB1, codant pour la β-caténine 4) Sh-AHC avec une activation de la voie sonic hedgehog et 5) U-AHC sans altération moléculaire spécifique trouvée à ce jour. Les AHC montrent un faible risque de transformation maligne en carcinome hépatocellulaire (CHC). Le CHC est la deuxième cause de décès liés au cancer dans le monde entier, ce qui en fait un problème majeur de santé publique. Le CHC se développe dans 90% des cas sur un foie cirrhotique et est lié à une infection virale (VHB et HCV), à une consommation d'alcool et au syndrome métabolique. L'une des modifications génétiques les plus fréquentes dans les CHC est la réactivation de la télomérase (TERT), une enzyme clé nécessaire à la maintenance des télomères. Tout d'abord, dans nos travaux, nous avons cherché à établir une corrélation génotype-phénotype des AHC activés pour la β-caténine pour mieux comprendre l'hétérogénéité des tumeurs et le risque de transformation maligne. Notre étude a permis d'identifier trois sous-groupes d’AHC mutés CTNNB1 selon le type de mutation : mutations fortement, modérément et faiblement activatrices. De façon intéressante, chaque type de mutation présentait immuno marquage spécifique de la GS et un risque de transformation maligne diffèrent. En plus, nous avons identifié la mutation du promoteur de TERT comme un événement tardif au cours de la tumorigenèse nécessaire à la transformation des AHC-B en CHC. Deuxièmement, en raison de l’importance de la réactivation de TERT dans les tumeurs du foie, nous avons testé un nouveau traitement potentiel basé sur des oligonucléotides antisens conduisant à l’inhibition de l’expression transcriptionelle de TERT. En accord avec l'érosion progressive des séquences télomériques qui se produisent à chaque division cellulaire, nous avons pu observer un effet sur la prolifération cellulaire après traitement à long terme. Nous avons montré que les effets observés étaient liés au raccourcissement des télomères. De plus, nous avons identifié AAV2 comme un nouveau virus lié au développement de rares cas de CHC. Nos résultats sont soutenus par l'expansion clonale des cellules tumorales avec insertion virale, la surexpression des gènes insérés et l'insertion observée uniquement dans des gènes déjà connus pour être impliqués dans la tumorigenèse comme TERT, TNFSF10, MLL4, CCNA2 et CCNE1. En conclusion, dans nos études, nous avons affiné la classification des AHC, avec des possibles applications dans la prise en charge clinique des patients pour identifier le meilleur traitement selon le type de mutation et le risque de transformation maligne. De plus, nous avons obtenu des résultats prometteurs concernant l'utilisation de TERT comme cible thérapeutique. Cependant, des études supplémentaires sont nécessaires pour mieux évaluer les effets du traitement par ASO contre le TERT sur la physiologie cellulaire et les avantages possibles avec des combinaisons thérapeutiques. Enfin, nos résultats remettent en question la sécurité des thérapies génique basées sur l'AAV actuellement en cours, mais des études supplémentaires sont actuellement en cours au laboratoire pour comprendre les conséquences et les mécanismes impliqués dans de l'insertion virale. / Hepatocellular adenomas (HCA) are rare benign tumors deriving from proliferation of hepatocytes occurring in normal liver background mainly of female patients with history of oral contraceptive assumption. Further studies identified additional risk factors as metabolic syndromes and germline mutations. Works performed in the laboratory allowed the classification of HCA in five subgroups: 1) H-HCA with inactivating mutation of transcription factor HNF1α, 2) I-HCA with activation of the inflammatory pathway, 3) B-HCA carrying activating mutations of CTNNB1 gene, coding for β-catenin 4) Sh-HCA with activation of the sonic hedgehog pathway and 5) U-HCA with no specific alteration found to date. HCA show an average low risk of malignant transformation in hepatocellular carcinoma (HCC). HCC is the second cause of cancer-related deaths worldwide making it a major problem of public health. HCC development occurs in 90% of the cases on cirrhotic background and is linked to virus infection (HBV and HCV), alcohol intake and metabolic syndromes. One of the most frequent genetic alterations in HCC is the reactivation of TERT, a key enzyme necessary for telomeres maintenance. First, in our works we aimed to perform a correlation between genotype and phenotype of β-catenin activated HCA to better understand tumor heterogeneity and risk of malignant transformation. Our study allowed the identification of three subgroups of CTNNB1 mutated HCA according to the mutation type: highly, moderately and weakly activating mutations. Interestingly each type of mutation showed specific IHC staining for GS and risk of malignant transformation. Additionally we identified TERT promoter mutation as a late event in tumorigenesis necessary for HCA transformation in HCC with a significant correlation with CTNNB1 alterations. Second, due to the relevance of TERT reactivation in tumors, we tested a new potential treatment based on antisense oligonucleotides leading to TERT transcript ablation and lack of protein production. According to the slow erosion of the telomere sequences that occurs at each cell division, we were able to observe some effect on cell proliferation with long-term treatment. We showed that the observed effects were linked to telomere shortening. Further, we identified AAV2 as a new virus linked to tumor formation. Our results are supported by the clonal expansion of cells with viral insertion, overexpression of the inserted genes and insertion observed only in genes already known to be involved in tumorigenesis like TERT, TNFSF10, MLL4, CCNA2 and CCNE1. Taken together, in our studies we refined HCA classification, with possible direct applications in the clinical care of the patients in identifying the best treatment according to mutation type and risk of malignant transformation. Additionally we obtained promising results regarding using TERT as a therapeutic target. Still, additional studies are needed to better assess the effects of ASO treatment against TERT on cell physiology and possible advantages in using combination therapies. Finally, our findings challenge the safety of AAV based targeted therapies currently ongoing but additional studies to understand the effective consequences and mechanisms of viral insertion are object of current work in the laboratory.

Das Basalzellkarzinom ist nicht nur die häufigste Neoplasie der Haut generell, es stellt auch die häufigste maligne Entität im Bereich der Augenlider dar. Es handelt sich um eine Erkrankung vornehmlich des höheren Lebensalters, jedoch sind auch zunehmend jüngere Patienten betroffen. Trotz geringer Metastasierungstendenz kann es bei Tiefeninfiltration zu schweren Krankheitsverläufen kommen. Aufgrund wachsender Inzidenz und damit stetig steigender Kosten im Gesundheitswesen sollte die Behandlungsstrategie kontinuierlich überprüft und optimiert werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, ein ausgewähltes Patientenkollektiv im Zeitraum von 2003 bis 2006 hinsichtlich epidemiologischer, klinischer und therapeutischer Aspekte zu analysieren und mit der Literatur zu vergleichen. Therapie der Wahl ist die chirurgische Exzision. Es wurden 216 Fälle von 204 Patienten auf Grundlage der Krankenakte detailliert untersucht und ausgewertet. Zwar konnten keine signifikanten Prädiktoren zur Vorhersage des Behandlungsverlaufes und der Rezidiventwicklung gefunden werden, anhand der 216 klinischen Fälle können die aktuelle Datenlage aber unterstützt und Empfehlungen zur Therapie und Nachbehandlung erweitert werden.

The energy metabolism of most tumor cells relies on aerobic glycolysis (Warburg effect) characterized by an increased glycolytic flux that is accompanied by the increased formation of the cytotoxic metabolite methylglyoxal (MGO). Consequently, the rate of detoxification of this reactive glycolytic byproduct needs to be increased in order to prevent deleterious effects to the cells. This is brought about by an increased expression of glyoxalase 1 (GLO1) that is the rate-limiting enzyme of the MGO-detoxifying glyoxalase system. Here, we overexpressed GLO1 in HEK 293 cells and silenced it in MCF-7 cells using shRNA. Tumor-related properties of wild type and transformed cells were compared and key glycolytic enzyme activities assessed. Furthermore, the cells were subjected to hypoxic conditions to analyze the impact on cell proliferation and enzyme activities. Our results demonstrate that knockdown of GLO1 in the cancer cells significantly reduced tumor-associated properties such as migration and proliferation, whereas no functional alterations where found by overexpression of GLO1 in HEK 293 cells. In contrast, hypoxia caused inhibition of cell growth of all cells except of those overexpressing GLO1. Altogether, we conclude that GLO1 on one hand is crucial to maintaining tumor characteristics of malignant cells, and, on the other hand, supports malignant transformation of cells in a hypoxic environment when overexpressed.

Das Multiple Myelom (MM) ist eine hämatologische Erkrankung, welche sich durch eine Akkumulation von malignen Plasmazellen im Knochenmark auszeichnet und eine gestörte Hämatopoiese und Osteolyse zur Folge hat. Komplexe molekulare Interaktionen zwischen MM-Zellen und der Mikroumgebung/Nische im Knochenmark (bone marrow microenvironment, BMM) führen zu einer Aktivierung von verschiedenen Wachstums-, Überlebens- und anti-apoptotischen Signalwegen, die zur Entstehung bzw. Wirkstoffresistenz von MM-Zellen beitragen. IL-6R/STAT3, Ras/MAPK und PI3K/Akt sind die drei wichtigsten Signalwege, die mit dem Wachstum und der Entwicklung des MM assoziiert sind. Auf der anderen Seite sind Myelomzellen insensitiv gegenüber einer Blockade des IL6R/STAT3-Signalweges bzw. des Ras/MAPK-Signalwegs in der Gegenwart von Knochenmarksstromazellen (bone marrow stroma cells, BMSCs), was die Entbehrlichkeit dieser beiden Signalwege unter Ko-Kultur-Bedingungen nahelegt. Interessanterweise aber induziert die gleichzeitige Unterbrechung der IL6R/STAT3 und Ras/MAPK Signalwege Apoptose in MM-Zellen. Ziel der Arbeit war die Identifizierung und Analyse von Zielgenen, die von beiden Signalwegen und nicht durch einen Signalweg alleine reguliert werden. Genexpressionsanalysen zeigten eine deutliche Herunterregulierung der Proteine Hsp90alpha und Hsp90beta nach einer gleichzeitigen Inhibition der IL6R/STAT3 und Ras/MAPK Signalwege. In Hinblick auf die zentrale Rolle von Hsp90 in der Tumorbiologie fokussiert sich die vorliegende Arbeit auf die Erforschung der Rolle von Hsp90 im Multiplen Myelom. Die siRNA-vermittelte Herunterregulation der Proteinexpression von Hsp90-Proteinen zeigte, daß das Ausschalten von HsP90alpha alleine nur zu einer moderaten Apoptoseinduktion in INA-6- und MM.1s-Zellen führte. Die gleichzeitige Herunterregulation von HsP90beta hingegen führte zu einer Verstärkung dieses Effektes und deutet darauf hin, daß beide Proteine miteinander kooperieren. Die pharmakologische Inhibition der Hsp90-Funktion mittels eines neuen Hsp90-Inhibitors (17-DMAG) führte zu einer Verringerung von phospho-ERK1/2, zur Degradation von STAT3 und zu einem verminderten Überleben von MM-Zellen. Die pro-apoptotischen Effekte der gestörten Hsp90-Funktion konnten weder durch BMSCs und Osteoklasten noch durch ECs (??) abgeschwächt werden, obwohl für ECs beschrieben wurde, daß sie zum Wachstum und Überleben von MM-Zellen beitragen können. Diese Beobachtungen deuten auf einen positiven Rückkopplungskreislauf zwischen HsP90alpha/beta und den wichtigsten Signalwegen hin, welcher das Überleben von MM-Zellen gewährleistet. Desweiteren zeigten immunhistologische Analysen, daß Hsp90-Proteine im Vergleich zu MGUS (??) bzw. normalen Plasmazellen in MM-Plasmazellen hochreguliert sind. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit die essentielle Rolle von Hsp90-Proteinen für die Überlebensfähigkeit von MM-Zellen. Ein neuer Mechanismus der Hsp90-Regulation durch das Zusammenwirken der Signalwege IL6R/STAT3 und Ras/MAPK in MM-Zellen konnte gezeigt werden. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse darauf hin, daß ein positiver Rückkopplungskreislauf zwischen Hsp90-Proteinen und den wichtigsten Signalwegen existiert, welcher zum Wachstum und zur Entwicklung von MM-Zellen beiträgt. Die Inhibition der Hsp90-Funktion durch den pharmakologischen Inhibitor 17-DMAG führte zum Absterben von MM-Zellen und der pro-apoptotische Effekt der Hsp90-Depletion konnte nicht durch unterstützende BMM-Zellen aufgehoben werden. Diese Beobachtungen untermauern die multifunktionelle Rolle von Hsp90 in der MM-Biologie und zeigen die Wichtigkeit der Entwicklung neuer therapeutischer Wirkstoffe zur Inhibition der Hsp90-Funktion bei der Behandlung des MM. / Multiple myeloma (MM) is a haematological malignancy characterised by the accumulation of malignant plasma cells in the bone marrow leading to impaired haematopoiesis and osteolytic bone destruction. Intricate molecular interactions between MM cells and the BMM activate a diverse set of growth, survival and anti-apoptotic signaling cascades that mediate tumor progression and drug resistance. IL-6R/STAT3, Ras/MAPK and PI3K/Akt are the three major signal transduction pathways that are associated with MM growth and progression. However, myeloma cells have shown independence from IL-6R/STAT3 blockade or insensitivity towards Ras/MAPK pathway inhibition in the presence of BMSCs, indicating the dispensability of both in co-culture conditions. Interestingly, concomitant disruption of both IL-6R/STAT3 and Ras/MAPK pathways was successful to drive MM cells into significant apoptosis. This study aimed to identify and analyse the downstream target genes that are regulated by both pathways and not by either pathway alone. Gene expression profiling revealed prominent downregulation of Hsp90alpha and Hsp90beta proteins after combined inhibition of the IL-6R/STAT3 and Ras/MAPK pathways. Owing to the important role played by Hsp90 in cancer biology, this study was narrowed down to investigate the role of Hsp90 in MM. Specific siRNA-mediated knockdown of Hsp90 proteins showed that although knockdown of Hsp90beta was sufficient to induce moderate apoptosis in INA-6 and MM.1s cells, the effect was more pronounced when both Hsp90 proteins were targeted, indicating co-operation between them. Pharmacological inhibition of Hsp90 function by using a novel Hsp90 inhibitor (17-DMAG) down-regulated the levels of pERK1/2 and led to degradation of STAT3 and decreased viability of MM cells. The pro-apoptotic effects of compromised Hsp90 function could not be alleviated by either BMSCs, OCs or ECs, which are well-known to support myeloma growth and survival. These observations point to the existence of a positive feedback loop consisting of Hsp90alpha/beta and major signaling pathways supporting MM cell survival. Furthermore, immunohistochemical analysis unveiled the up-regulated status of Hsp90 proteins in MM PCs as compared to MGUS or normal PCs. Taken together, the results of this study explain the critical contribution of Hsp90 proteins to MM cell survival. A novel mechanism of Hsp90 regulation by co-operation between the IL-6R/STAT3 and Ras/MAPK pathways was discovered in myeloma cells. There is also strong evidence of the existence of a positive feedback loop between Hsp90alpha/beta proteins and major signaling pathways supporting MM growth and progression. Inhibition of Hsp90 function by using the Hsp90 inhibitory drug 17-DMAG proved to be lethal for myeloma cells and the pro-apoptotic effects of Hsp90 blockade could not be reversed by the presence of cells from the supportive BMM. These observations highlight a multi-functional role of Hsp90 in MM biology and strongly strengthen the notion that therapeutic strategies targeting Hsp90 may open new perspectives for anti-myeloma drug development.

Apoptoseresistenzmechanismen spielen bei der Pathogenese maligner Lymphome eine zentrale Rolle. So konnte bei Hodgkin/Reed-Sternbergzellen eine Deregulation des Transkriptionsfaktors NF-_B beobachtet werden, die zu verstärkter Apotoseresistenz führt und so zum malignen Wachstum dieser Zellen wahrscheinlich entscheidend beiträgt. Es konnte gezeigt werden, dass die selektive Blockade von NF-_B sowohl zu erhöhter Apoptosesensitivität als auch zur Inhibition der Zellzyklusprogression in kultivierten Hodgkinzellen führt. Der genaue molekulare Mechanismus der NF-_B-Deregulation in Hodgkinzellen ist jedoch noch unklar. Apoptoseresistenzmechanismen sind nicht nur bei der Pathogenese maligner Lymphome, sondern auch bei der Entstehung von Therapieresistenz von Bedeutung. So konnte gezeigt werden, dass die Überexpression proapoptotischer Gene der bcl-2 Familie in resistenten malignen Zellen sowohl die Empfindlichkeit gegenüber Zytostatika als auch gegenüber Antikörperbehandlung wiederherstellen kann. Neben der bcl-2 Familie spielt wahrscheinlich auch das Apo-I/Fas-System eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Zytostatikaresistenz und immunologischer Resistenz. Somit stellt neben der Überexpression des P-Glykoproteins (MDR1), das als transmembranes "Pumpenprotein" Zytostatika aus der Tumorzelle heraustransportieren kann, die Deregulation Apoptose-steuernder Gene einen weiteren wichtigen Therapie-Resistenzmechanismus dar. Eine Möglichkeit, intrazelluläre Resistenzmechanismen zu umgehen, stellt die indirekte Induktion von Zelltod mit Hilfe bispezifische Antikörper dar. Durch diese Moleküle kann eine T-Zell-vermittelte Zellyse von Lymphomzellen erreicht werden. / Resistance towards apoptosis plays an important role in the pathogenesis of malignant lymphomas. It could be demonstrated that deregulation of the transcription factor NF-kB is a common molecular defect of Hodgkin/Reed-Sternberg cells that leads to enhanced resistance towards apoptosis and therefore probabaly contributes to the malignant growth of these cells. It couldbe shown that blocking of NF-kB leads to increased sensitivity towards apoptosis and decreased cell cycle progression. The precise molecular mechanism that leads deregulation of NF-kB is still unknown. Besides its role in the pathogenesis of malignant lymphoma resistance towards apoptosis plays an important role in the development of drug resistance. It could be shown that overexpression of pro-apoptotic members of the bcl-2 family in resistant tumor cells can restore sensitivity towards both cytotoxic drugs as well as antibody treatment. In addition to the bcl-2 family the Apo-I/Fas system is also involved in the development of drug resistance. Thus, besides overexpression of p-glycoprotein (MDR-1) that might pump cytotoxic drugs out of a malignant cell deregulation of apoptosis regulating genes is another important mechanisms of drug resistance development. One possibility to overcome drug resistance is the induction of cell death via bispecific antibodies. These molecules can induce T cell mediated lysis of lymohoma cells.