Patients and methods: Malignant supratentorial glioma (anaplastic astrocytoma, oligoastrocytoma, oligodendroglioma and glioblastoma incl. gliosarcoma), age 16-70y, KPS 50-100. Postoperative randomization to chemotherapy with either BCNU (B) (80 mg/m2 x 3 every 6 weeks) alone or additional VM 26 (V) (50 mg/m2 x 3 every 6 weeks) starting concomitant with radiotherapy. Central histopathological review was required. Primary endpoints were survival time (ST) and progression free survival (PFS) . In addition confirmative analysis of prognostic factors and their interaction with therapy was performed. Results: Eligible: 501 of 522 randomized pts: 82% WHO grade IV gliomas, 18% grade III gliomas. 57% male, mean KPS 74, mean age 50.9 years. The high incidence of lung toxicity – with a cumulative risk of 19% during the first year - was alarming. Survival was not significantly different ( median 50.3 (B) versus 52.4 (V) (weeks), but an increase in long term survivors was observed (18 months: 29% B, 34% V, 5 years 5% B, 12% V) and PFS showed a significant difference with a median of 31.4 (B) versus 34.3 (V) weeks. Qualitative interaction between KPS and therapy (p < 0.01) was demonstrated: pts with a KPS ≥ 70 benefited from additional VM26, those with reduced KPS < 70 did better with BCNU-monotherapy. Conclusion: Adding VM26 to BCNU is effective in the chemotherapy of malignant gliomas. Because of the demonstrated interaction with therapy performance status, not tumor grade is the crucial factor to determine application and aggressiveness of chemotherapy. With risk adapted therapy a significant proportion of patients even with glioblastoma survive for years in good general condition. BCNU should be replaced by an equipotent alkylans to avoid the unacceptable high rate of lung toxicity.

Das NZK ist nach dem Prostata- und Harnblasenkarzinom der dritthäufigste urologische Tumor. Die Prognoseaussichten hängen beim NZK vom Metastasenstatus der Patienten ab. Die Heilungschancen für das lokal begrenzte NZK sind im Vergleich zum metastasierten NZK deutlich besser. Durch den Einsatz von TKI und mTOR-Inhibitoren wurde die Therapie des metastasierten NZK revolutioniert und das Überleben von Patienten signifikant verbessert. Nichtsdestotrotz profitiert ein Teil dieser Patienten aufgrund von Resistenzmechanismen nicht von solch einer anti-VEGF-Therapie. Bisher gibt es keine geeigneten Biomarker, die das Ansprechen auf eine solche Therapie vorhersagen könnten. Daher bestand das primäre Ziel dieser Arbeit darin, molekulare Marker für die Abschätzung der Prognose beim lokal begrenzten und metastasierten NZK sowie die Vorherage für das Ansprechen auf eine Sunitinib-Therapie beim metastasierten NZK zu identifizieren. Für das Prognosemodell am lokal begrenzten NZK konnten auf mRNA-Ebene signifikante Assoziationen der Marker HIF-2α, VEGFR3 und sVEGFR1 mit dem PFS, TSS und OS der Patienten identifiziert werden. Da bisher nur klinische Parameter für Prognosemodelle des lokal begrenzten NZK genutzt werden, könnten die hier untersuchten molekularen Marker nach einer unabhängigen Validierung zur Vorhersage der Prognose herangezogen werden. Patienten mit einem metastasierten NZK wiesen VHL-Mutationen (50%) und -Kopienzahlverluste (60 %) auf, die jedoch nicht mit dem Ansprechen auf Sunitinib assoziiert waren und nur geringfügige Auswirkungen auf die Proteinlevel von VHL und dessen Targetgene HIF-1α, CA9 und VEGFA zeigten. Bei den Untersuchungen zur VHL-Promotormethylierung wurde im tumorfreien Gewebe eine hohe Grundmethylierung festgestellt. Aufgrund der geringen Patientenzahl und der weitgehend unbekannten komplexen Methylierungsstruktur des VHL-Promotors konnten keine Assoziationen mit der Prognose und dem Ansprechen der metastasierten NZK-Patienten auf Sunitinib bestimmt werden. Für die Proteinlevel potenzieller prädiktiver Marker wie CA9, HIF-1α, VEGFR1 und -2, pVEGFR1, pPDGFRα und -β, CD31, pAkt sowie Ki67 wurden signifikante Assoziationen mit dem Ansprechen auf die Sunitinib-Behandlung beobachtet. Die CA9-Membranfärbung und das Ansprechen nach 9 Monaten wurden in der multivariaten Analyse als unabhängige prognostische Marker für das OS bei Patienten mit metastasiertem NZK identifiziert. In anderen Arbeiten wurde CA9 bereits mehrfach als potenzieller Biomarker beschrieben und könnte daher eine Anwendung in der Prognosevorhersage und Patienten-Selektion für eine Target-Therapie finden. Polymorphismen in Angiogenese-assoziierten Genen gelten ebenfalls als potenzielle Marker für das Ansprechen auf eine Therapie mit Sunitinib. Die Überlebensanalysen deckten signifikante Assoziationen zwischen dem VEGFA-SNP -2578 und dem PFS und für die SNPs VEGFR1 B sowie VEGFR2 +1191 mit dem OS auf. Das kombinierte Auftreten der Varianten-Allele der VEGFA-SNPs -2578, -1154 und +405 wirkte sich ebenfalls signifikant auf ein verlängertes OS der mit Sunitinib behandelten Patienten aus. Bei eindeutiger Bestätigung dieser Ergebnisse in prospektiven Studien könnten einfache SNP-Analysen an Blutproben die Therapieentscheidung und das Überleben der NZK-Patienten maßgeblich beeinflussen. Die künstlich erzeugte Sunitinib-Resistenz in den NZK-Zelllinien A498, Caki-1 und KTCTL-26 offenbarte nur begrenzt veränderte Proteinniveaus potenzieller Marker wie HIF-1α, Akt und pAkt zwischen den resistenten und sensitiven Zellen. Ein besseres Verständnis der molekularen Grundlagen der Resistenzentwicklung könnte zusammen mit einem wirkungsvollen, prädiktiven Biomarker für das Ansprechen die Therapie beim metastasierten NZK erheblich verbessern. In dieser Arbeit konnten letztlich verschiedenste Biomarker identifiziert und evaluiert sowie deren Bedeutung für die Prognosevorhersage und Prädiktion von Patienten mit metastasiertem NZK unter Sunitinib-Therapie herausgearbeitet werden. Diese Daten stellen damit einen weiteren Grundstein für mögliche prospektive klinische Studien dar, die den therapeutischen Nutzen der Biomarker eindeutiger definieren könnten.

Hintergrund Das adenoidzystische Karzinom ist ein seltenes Malignom. Es macht weniger als 1% aller Malignome im Kopf-Hals Bereich aus und hat einen Anteil an allen malignen Speicheldrüsentumoren von etwa 20%. Nach Therapie durch chirurgische Resektion und/oder Radiotherapie rezidiviert das adenoidzystische Karzinom häufig. Fragestellung/Hypothese Welches sind die Attribute der aufgrund eines adenoidzystischen Karzinoms strahlentherapierten Patienten? Wie hoch sind die Gesamtüberlebensraten? Wie hoch sind krankheitsspezifische und krankheitsfreie Überlebensraten? Wie hoch sind lokoregionäre Kontrollraten und die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Fernmetastasen nach Strahlentherapie beim adenoidzystischen Karzinom? Können Vergleiche zu ähnlichen Arbeiten gezogen werden? Was sind prognoserelevante Faktoren des adenoidzystischen Karzinoms? Material und Methode Es wurden 55 Patienten retrospektiv analysiert, welche aufgrund eines adenoidzystischen Karzinoms in der „Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie der TU Dresden“ zwischen dem 30.03.1982 und 06.03.2007 bestrahlt wurden. Es fand kein Ausschluss von Patienten aufgrund von Erkrankungsschwere oder Therapiemodalität statt. Das letzte Follow up erfolgte 2009 durch Arztanfragen und Meldeamtsanfragen. Die Patienten hatten ein medianes Erkrankungsalter von 61 Jahren (28 - 82 Jahre). Bei 63,6% der Patienten fand sich ein lokales Tumorstadium von T3 bis T4, regionäre Lymphknoten waren zu 21,8% vom Tumor befallen und Fernmetastasen wiesen 9,1% der Patienten auf. Bei 18,2% der Patienten lag bereits vor Strahlentherapie ein postoperatives Lokalrezidiv vor. Primäre Radiotherapie ohne Operation erfolgte bei 16,4% der Patienten. Eine postoperative Radiatio wurde bei 83,6 % der Patienten durchgeführt, wobei 21,8% mikroskopisch tumorfreie Resektionsränder aufwiesen. In der ersten Bestrahlungsserie wurden zu 92,6% konventionell fraktionierte Teletherapien durchgeführt mit einer medianen Gesamtdosis von 60 Gy bei Behandlung der Primärtumorregion. Bei 34,4% der Patienten wurde nach der ersten strahlentherapeutischen Behandlung mindestens eine weitere Radiotherapie durchgeführt. Ergebnisse Die Gesamtüberlebensraten nach 5- und nach 10 Jahren betrugen 50,7% respektive 36,4%. Die Krankheitsspezifischen Überlebensraten nach 5- und nach 10 Jahren betrugen 57,2% respektive 42,3%. Die Krankheitsfreien Überlebensraten nach 5- und nach 10 Jahren betrugen 43,5% respektive 20,5 %. Bei 70,4% der Patienten beendeten Rezidive das Krankheitsfreie Überleben. Lokale Rezidive waren mit 63,2% aller Rezidive am Häufigsten, gefolgt von 18,4% Fernmetastasen sowie 10,5% regionären Lymphknotenmetastasen und 5,3% Fernmetastasierung bei gleichzeitigem Lokalrezidiv. Die Lokoregionären Kontrollraten nach 5- und nach 10 Jahren betrugen 49,1% respektive 26,7%. Die Raten des Fernmetastasenfreies Überlebens nach 5- und nach 10 Jahren betrugen 70% respektive 65%. In der univariaten Analyse zeigten sich folgende Eigenschaften als signifikante positive Einflussfaktoren auf den Endpunkt Gesamtüberleben: postoperative Strahlentherapie bei maximal mikroskopisch infiltrierten Resektionsgrenzen, geringe Tumorgröße T1 und T2, Abwesenheit von Schädelbasisinfiltration, Abwesenheit von Nerveninfiltration und Erkrankungsalter < 60 Jahre. Univariat signifikant wirkten sich die Eigenschaften: postoperative Strahlentherapie bei maximal mikroskopisch infiltrierten Resektionsgrenzen, Tumorgröße T1-T3, Abwesenheit von Knocheninfiltration und Abwesenheit von Schädelbasisinfiltration auf die lokoregionären Kontrollraten aus. Weiterhin zeigten Patienten mit Entwicklung eines lokoregionären Rezidives signifikant geringere Krankheitsspezifische Überlebensraten. In der multivariaten Analyse waren unabhängige negative Prädiktoren der Gesamtüberlebensraten: Schädelbasisinfiltration, Erkrankungsalter > 60 Jahre und makroskopischer unvollständige Resektion oder primäre Radiotherapie. Schlussfolgerung Ein großes Problem in der Therapie des adenoidzystischen Karzinoms sind lokale Rezidive nach Operation und adjuvanter Radiotherapie, sowie die auch Jahre später zu ungefähr einem Drittel auftretenden Fernmetastasen. Infiltration der Schädelbasis durch das Karzinom, Erkrankungsalter > 60 Jahre und makroskopisch unvollständige Resektion oder Inoperabilität stellen unabhängige, prognostisch ungünstige Merkmale dar. Die Ergebnisse der Überlebens- und Rezidivanalysen lassen sich mit Studien ähnlicher Patientenselektion vergleichen. Aufgrund geringer Fallzahlen und Retrospektivität aller zur adjuvanten Therapie des adenoidzystischen Karzinoms vorhanden Studien wäre die Durchführung prospektiver, multizentrischer, randomisierter Studien für weitere Evidenz in der stadiengerechten Behandlung des adenoidzystischen Karzinoms empfehlenswert.

Mast cells (MCs) are long-lived immune cells, which were reported to play an important role in initiating innate and adaptive immune responses against various infections. MCs accumulate in high numbers in the stroma and at the invasion front of various human cancers, suggesting a possible contribution by MCs to tumour growth. Experimental studies using crosses of MC-deficient Kit-mutant mouse strains with mouse models of epithelial cancers have provided evidence for important MC tumour-promoting functions. However, the complex alterations of the immune system that characterize Kit-mutant mice in addition to their MC deficiency, limit the interpretation of these findings. Numerous key observations made in Kit mutant mice were not reproduced in novel, Kit-independent mouse models of MC deficiency. Thus, the impact of MCs on tumour biology remains unclear. The aim of this study is to clarify the contribution of MCs to the biology of Human papilloma virus (HPV)-induced skin cancer in a Kit-independent mouse model of MC deficiency. In K14-HPV16 transgenic mice, HPV oncogenes are constitutively expressed in the epidermis resulting in epidermal hyperplasia with 100% penetrance and squamous cell carcinoma in about 50% of the animals. A cross to a Kit-mutant line suggested that MCs are important tumour promoters in this model. We crossed K14-HPV16 mice to M5Cre R-DTA line, in which MCs are constitutively depleted with high efficiency and selectivity. Unexpectedly, the loss of MCs neither affected keratinocyte proliferation indices nor altered keratinocyte apoptosis at any stage of HPV-induced neoplasia. Furthermore, the loss of MCs did not result in any detectable changes in composition and gene expression of the inflammatory hematopoietic cell infiltrate in the tumour stroma. This shows that, contrary to current belief, MCs have no important function in orchestrating the tumour micro milieu. In keeping with this finding, MC deficiency resulted in no detectable difference in the incidence growth or grading of SSC in K14-HPV16 transgenic mice. Collectively, these results show that, despite their high density in HPV-induced neoplasia, MC have no role in cancerogenesis or neoplastic progression in the K14-HPV16 mouse model. Our findings also emphasize the importance of novel Kitindependent mouse models in the investigation of MC in vivo functions.

Das maligne Melanom zählt zu den aggressivsten und behandlungsresistentesten aller Krebsarten. In den letzten 20 Jahren hat sich die Rate der Melanom-Erkrankungen innerhalb der weißen Bevölkerung verdreifacht. Mittlerweile liegen eine Reihe von Untersuchungen zu den molekularbiologischen Mechanismen der Entwicklung und Progression des malignen Melanoms vor. Aktuelle Forschungsvorhaben beschäftigen sich vor allem mit der Identifizierung Melanom-spezifischer Biomarker, die diagnostische und prognostische Informationen liefern sowie die Entwicklung einer zielgerichteten, kombinierten und individualisierten Therapie des metastasierenden Melanoms ermöglichen. In diesem Kontext soll die vorliegende Arbeit einen weiteren Beitrag zum Verständnis der Metastasierungskaskade und der daran beteiligten Proteine leisten. Aufgrund der Überexpression in einer Reihe von Tumoren und seiner geringen Molmasse von lediglich 11,5 kDa bietet sich das S100A4-Protein als Marker mit hoher prognostischer Signifikanz für verschiedene Tumorentitäten an. Jedoch ist die Beteiligung von S100A4 bei der Ausbildung des invasiven Tumorphänotyps noch nicht vollständig aufgeklärt. S100A4 besitzt zahlreiche intra- und extrazelluläre Bindungspartner, wobei die Metastasierung scheinbar ausschließlich durch das extrazelluläre Protein beeinflusst wird. S100A4 wechselwirkt extrazellulär beispielsweise mit dem Rezeptor für fortgeschrittene Glykierungsendprodukte (RAGE). Ziel dieser Arbeit war es, speziell die Bedeutung von S100A4 und seiner Interaktion mit RAGE für das prometastatische Verhalten von Melanomzellen in vitro und in vivo näher zu charakterisieren. Darüber hinaus sollte die Beteiligung von S100A4 bei der Gehirn-Metastasierung untersucht werden, wobei insbesondere die Regulierung der Endothelzell-Permeabilität und der transendothelialen Migration der Melanomzellen im Vordergrund stand. Im Rahmen dieser Arbeit wurde gezeigt, dass S100A4 und die Interaktion mit RAGE die prometastatischen Eigenschaften der A375-Melanomzellen förderte. Zudem verringerte extrazelluläres S100A4 die Zell-Integrität von Gehirn-Endothelzellen und erleichterte somit die Durchdringung der Blut-Hirn-Schranke. Diese Erkenntnis lässt sich möglicherweise auf andere Blut-Gewebe-Schranken übertragen. Die In-vivo-Orientierungsstudie zeigte, dass S100A4- und RAGE-überexprimierende Zellen zu einer verstärkten disseminierten Metastasierung führten, wobei sich zwei unterschiedliche Verteilungsmuster ergaben. Darüber hinaus führten beide Zelllinien vereinzelt zur Bildung von Gehirnmetastasen, wodurch sich die intrakardiale Injektion durchaus als Modell für weitere Therapiestudien mit dem Augenmerk der S100A4-RAGE-stimulierten Metastasierung eignet. Die genauere Kenntnis regulativer Mechanismen bei der Synthese und Sekretion von S100A4 sowie die pathophysiologische Differenzierung der S100A4-Interaktion mit RAGE eröffnen neue Wege, die S100A4-vermittelten Effekte therapeutisch zu beeinflussen. Daraus lassen sich möglicherweise neue zielgerichtete Radionuklid-basierte Therapieansätze für das metastasierende Melanom ableiten.

The radiosensitivity of tumour cells depends mainly on their capacity to maintain genomic integrity. This requires efficient repair of radiation-induced DNA double strand breaks, a process governed by the cell cycle. Based on their functions in cell cycle regulation and DNA damage repair, we hypothesised that targeting of CDK2 and CDK9 modifies cancer cell response to radiotherapy. Therefore, we evaluated the significance of CDK2 and CDK9 for the cellular radiation response in a panel of human head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) cell lines. In order to achieve our goal, we performed a series of experiments to measure several key parameters such as clonogenic radiation survival, cell cycling, DNA damage repair and apoptosis. We found that loss of CDK2 radiosensitises mouse embryonic fibroblasts (MEFs) as well as HNSCC two dimensional (2D) cell cultures. However, under more physiological three dimensional (3D) growth conditions in laminin-rich extracellular matrix, targeting of CDK2 failed to modulate the radiosensitivity of HNSCC cells. Moreover, CDK2 attenuated the repair of radiogenic double strand breaks (DSBs) in MEFs as well as SAS and FaDu HNSCC cells indicating a possible role of CDK2 in DNA damage repair. However, we found that CDK2 is dispensable for cell cycle and checkpoint regulation in response to irradiation in SAS and FaDu cells. Taken together, our results suggest that targeting of CDK2 may not provide a therapeutic benefit to overcome HNSCC cell resistance to radiotherapy. We also showed that depletion of CDK9 clearly enhances the radiosensitivity of HNSCC cultures. In addition, the ectopic expression of CDK9 has a radioprotective effect. These findings suggest a potential role of CDK9 in the radiation response of HNSCC cells. Moreover, our study indicates a possible role of CDK9 in the DNA damage repair response and cell cycling of HNSCC cells. Conclusively, on the basis of these data, targeting of CDK9 in addition to conventional radiotherapy might be a viable strategy to overcome cancer cell resistance.

Die fraktionierte stereotaktisch geführte Radiotherapie stellt eine Möglichkeit der Behandlung intrakranieller Tumoren dar, bei denen eine chirurgische Resektion nicht oder nicht vollständig möglich ist. Ziel dieser Arbeit war der Vergleich der Dosisverteilung von Bestrahlungsplänen, die mittels fluenzmodulierter (IMRT) und 3D konformaler stereotaktisch geführter Bestrahlungstechnik (conformal beam) für Hypophysenadenome und petroclivale Meningeome erstellt wurden. Auf Basis des CT-Datensatzes eines Alderson-Phantoms erfolgten zunächst die systematische Untersuchung der IMRT Eingabeparameter und die Definition von Dosis-Volumen-Constraints für beide Tumorentitäten. Im Anschluss wurden die gewonnenen Erkenntnisse bei der fluenzmodulierten Bestrahlungsplanung von 10 realen Patienten, 5 je Tumorentität, angewendet. Zusätzlich wurde für jeden dieser Patienten ein 3D konformaler Bestrahlungsplan erstellt. Die Evaluation der Bestrahlungspläne erfolgte durch verschiedene quantitativer Parameter unter Einbeziehung der subjektiven Beurteilung der Dosisverteilung. Bei beiden Tumorentitäten lieferte in je 4 von 5 Fällen die IMRT einen Vorteil gegenüber der conformal beam Bestrahlung, der vor allem auf der besseren Erfassung, Dosishomogenität und höheren Median-Dosis im bestrahlten Zielvolumen (PTV) beruhte. Komplex geformte Zielvolumina profitierten dabei besonders von der Fluenzmodulation. Dem stand jedoch in einigen Fälle eine stärke Belastung der Risikoorgane (OAR) mit einer höheren Dosis und die generell höhere Anzahl notwendiger Monitoreinheiten gegenüber. Zuletzt wurde auf Basis von MatLAB eine Software entwickelt, welche die Verifikation von stereotaktisch geführten IMRT-Bestrahlungen und die Analyse von Winston-Lutz-Tests ermöglicht.

This study investigated several somatostatin analogues labeled with copper-64 for imaging and targeted therapy of SSTr positive cancer. Among three new cross-bridged bifunctional chelators coupled to Y3-TATE, 64Cu-CB-TE2A-Y3-TATE had the most favorable tumor targeting properties. The introduction of ionizable linker groups could not remedy the slow clearance from the kidney, and other modifications will be necessary to resolve this issue. The emerging idea of using the copper-64-labeled somatostatin antagonist 64Cu-CB-TE2A-sst2-ANT as a tumor targeting agent will require further experimentation. This radiopharmaceutical showed promising initial results in a biodistribution study in male Lewis rats, however, it should be compared to 111In-DOTA-sst2-ANT in the same model. Nuclear localization of copper-64 from two somatostatin analogues differing in their chelate stability strengthened the hypothesis of copper-64 dissociation from the bifunctional chelator prior to trafficking to the nucleus. However, the increased nuclear uptake of copper-64 from the less stable 64Cu-TETA-Y3-TATE did not result in a significant effect on cell killing of A427-7 cells. In experiments with [64Cu]copper acetate and the EGFR-antibody 64Cu-DOTA-cetuximab, the tumor suppressor protein p53 was identified as a mediator of the nuclear transport of copper. 64Cu-DOTA-cetuximab was also utilized in five cervical cancer cell lines with a wide range of EGFR expression. EGFR quantification by saturation receptor binding, and EGFR function as determined via internalization of 64Cu-DOTA-cetuximab closely followed the expression pattern of these cell lines found via EGFR mRNA profiling. This constitutes a first step in the evaluation of cetuximab for the treatment, and of 64Cu-DOTA-cetuximab for the imaging of advanced cervical cancer, as EGFR expression on the tumor cell surface clearly can be quantified and visualized with this experimental system. Copper-64 has been used in this study to probe the basic biochemical process of intracellular copper trafficking, and for the targeting of cell surface receptors via radiolabeled peptides and antibodies, providing an example of the powerful combination of radiopharmaceutical chemistry and cell biology.

Magnetic fluid hyperthermia is a potential therapy for achieving interstitial hyperthermia and is currently under clinical trials. This approach is based on the instillation of magnetic nanoparticles at the tumour site, which dissipate heat when exposed to an alternating magnetic field. This procedure leads to a local increase of temperature and induction of tumour death or regression. Nanoparticles of metallic iron are potential heating agents for this therapy, but rely on the presence of a protecting coat that avoids reactions with their environment. In this work, iron nanospheres and iron nanowires with a graphite coat are explored for this purpose. From these two nanostructures, the nanospheres are shown to have a greater potential in terms of heat dissipation. The graphite shell is further investigated as an interface for conjugation with other molecules of relevance such as drugs and fluorescent probes. The effect of acidic treatments on the magnetic and surface properties of the nanospheres is systematically studied and a suitable method to generate carboxylic functionalities on the nanoparticle surface alongside with a good preservation of the magnetic properties is developed. These carboxylic groups are shown to work as a bridge for conjugation with a model molecule, methylamine, as well as with a fluorescent dye, allowing the detection of the nanoparticles in cells by means of optical methods. The carboxylic functionalities are further explored for the conjugation with the anti-cancer drug cisplatin, where the amount of drug loaded per particle is found to be dependent on the density of free carboxylic groups. The release of the drug in physiological salt solutions is time and temperature dependent, making them particularly interesting for multi-modal anti-cancer therapies, where concomitant hyperthermia and chemotherapy could be achieved. Their potential for such therapies is shown in vitro by inducing hyperthermia in cell suspensions containing these nanoparticles. These results are finally translated to a three dimensional cell culture model where the in vitro growth of tumour spheroids is inhibited. The developed nanostructures have a great potential for therapeutic approaches based on the synergistic effects of hyperthermia and chemotherapy.

In wissenschaftlichen wie auch in öffentlichen Kreisen wird kontrovers diskutiert, ob durch die Aufnahme von hormonell aktiven Substanzen aus Nahrungs‐ oder Nahrungsergänzungsmitteln mit positiven oder negativen Einflüssen auf die menschliche Gesundheit und Lebensqualität zu rechnen ist. Das Interesse an solchen Substanzen ist in den letzten Jahren permanent gewachsen, und der Markt erhielt einen zusätzlichen Zulauf, als Studien zeigten, dass die klassische Hormonersatztherapie für postmenopausale Frauen aus Östrogen‐Progestagen‐Kombinationen mit einem erhöhten Risiko für hormonabhängige Krebsarten wie Brust‐ oder Endometriumskarzinomen verbunden ist. Demgegenüber implizieren epidemiologische Beobachtungen aus ostasiatischen Ländern, dass die Aufnahme sojareicher Nahrung mit einer verringerten Inzidenz für diese hormonabhängigen Krebsarten korreliert zu sein scheint. Stofflich betrachtet stehen in diesem Zusammenhang Isoflavone wie Genistein und Daidzein, die in großen Mengen z. B. in Sojabohnen vorkommen, im Fokus des wissenschaftlichen Interesses. Eine Vielzahl von in vitro und in vivo Studien ergab für Isoflavone ein heterogenes Wirkspektrum. Neben hormonellen Wirkungen wie schwach östrogenen bzw. antiöstrogenen Eigenschaften, sind ebenfalls eine Reihe nicht‐hormoneller Wirkungen, wie beispielsweise antioxidative Eigenschaften oder die Fähigkeit zur Hemmung von Tyrosinkinasen, beschrieben. Trotz der hohen Anzahl an Studien zu Isoflavonen ist immer noch unklar wie valide die Beobachtungen beim Menschen sind, da ihre Langzeitwirkungen experimentell kaum untersucht sind. Daher war es das Ziel dieser Arbeit, zur Aufklärung der Langzeitwirkung von Isoflavonen als Nahrungsbestandteile und damit zum Verständnis ihrer Wirkmechanismen beizutragen, um anschließend mit den erzielten Resultaten die Risikobewertung dieser Substanzklasse zu optimieren. Zu diesem Zweck wurden in einem generationsübergreifenden Fütterungsexperiment die Einflüsse eines sojabasierten Futters mit denen eines, mit isoliertem Genistein supplementierten, Futters verglichen und anschließend denen eines phytoöstrogenfreien Futters gegenüber gestellt. Sowohl in juvenilen als auch adulten Ratten wurden die gewebespezifischen, physiologischen und molekularen Antworten des Uterus evaluiert. In einer zusätzlichen Studie sollte zudem geklärt werden, inwieweit Gestagene die genistein‐ bzw. östrogenregulierten Prozesse im Uterus adulter ovariektomierter Ratten zu modulieren vermögen. Anhand etablierter molekularbiologischer Methoden zur Gen‐ (qPCR) und Proteinexpression (Western Blot), aber auch durch neu zu etablierende immunohistochemische Analysen wurden diverse physiologische (z. B. Körpergewicht, Futteraufnahme, spezifische Organgewichte) und molekulare Marker (z. B. uterine Markergene für Östrogenität oder Proliferation) analysiert und untereinander verglichen. Bei der Betrachtung der Ergebnisse wird deutlich, dass die lebenslange, kontinuierliche Isoflavonexposition der Mütter während fetaler und pränataler Entwicklungsphasen unterschiedliche gewebespezifische Effekte in juvenilen und adulten Weibchen der Tochtergeneration auslöst. Während auf der einen Seite die bereits in utero begonnene Exposition mit Genistein in juvenilen Tieren in einer relativ starken Uterotrophie sowie östrogenen Effekten hinsichtlich der Expressionsmuster einiger Markergene resultiert, zeigt Genistein in den gleichen Tieren andererseits auch Eigenschaften die als antiproliferativ und antiöstrogen zu bewerten sind. Interessanterweise sind diese Effekte im adulten Organismus anschließend nicht mehr nachweisbar. Des Weiteren zeigen unsere Untersuchungen, dass die Östrogenresponsivität des juvenilen Uterus nicht durch diätetische Isoflavone modifiziert wird. Genistein wirkt in diesen Tieren als Östrogenrezeptor β Partialagonist, wobei das antiproliferative sowie antiöstrogene Potenzial erst in hohen Konzentrationen erkennbar wird. Im Gegensatz zum juvenilen zeigt sich im adulten Uterus eine erheblich gesteigerte Östrogenresponsivität infolge der lebenslangen, kontinuierlichen und bereits in utero begonnenen Isoflavon‐ bzw. Genisteinexposition. Diese Tiere reagieren mit dramatisch erhöhten Uterusfeuchtgewichten auf Östrogenrezeptor α vermittelte östrogene Stimuli. Bemerkenswerterweise sind diese stark erhöhten Uterusfeuchtgewichte jedoch nicht auf vermehrte Proliferation, sondern auf eine gesteigerte Einlagerung von Luminalflüssigkeit zurückzuführen. Analysen zur Genexpression von Aquaporinen deuten zwar auf östrogenabhängige Mechanismen hin, jedoch konnte kein direkter Bezug zur chronischen Isoflavon‐ bzw. Genisteinexposition nachgewiesen werden. Wie schon in den Untersuchungen am juvenilen Uterus beobachtet, vermittelt Genistein auch im adulten Uterus seine molekularen Wirkungen als tendenzieller Östrogenrezeptor β‐selektiver Partialagonist. Unsere Analysen der Expression spezifischer uteriner Markergene legen darüber hinaus die Vermutung nahe, dass Genistein seine molekularen Wirkungen präferenziell über den klassischen ERE‐abhängigen Signalweg vermittelt, da durch Genistein besonders Gene reguliert werden, die diese Transkriptionsfaktor Bindungsstellen in der Promotorregion besitzen. Die Rolle von Gestagenen bei genisteinregulierten Prozessen im Uterus ist nicht ganz klar. Während unsere Ergebnisse zeigen, dass Progesteron in einem kurzfristigen dreitägigen experimentellen Design, unabhängig von der Ab‐ bzw. Anwesenheit von 17β‐Östradiol, kaum einen Einfluss auf genisteinregulierte Prozesse hat, legen die Ergebnisse unserer längerfristigen Experimente hingegen die Vermutung nahe, dass Gestagene die chronischen Effekte von Isoflavonen modulieren können. Schlussfolgernd kann anhand unserer Studien festgehalten werden, dass die molekularen Wirkungen von Genistein stark von Faktoren wie der Expositionsdauer, der Expositionskonzentration sowie dem Alter des Organismus abhängen. Unsere Daten zeigen eindeutig, dass eine traditionelle sojabasierte ostasiatische Diät in keiner Weise mit einer, durch isolierte Isoflavone supplementierten, westlichen Diät gleichzusetzen ist. Des Weiteren konnten wir im Rahmen dieser Arbeit zeigen, dass die Exposition mit diätetischen Isoflavonen während der Embryogenese einen lebenslangen Einfluss auf die Nachkommen hat, indem die östrogenresponsivität dieser Individuen massiv beeinflusst wird.