Prediction of clinical toxicity in localized cervical carcinoma by radio-induced apoptosis study in peripheral blood lymphocytes (PBLs)

[EN] Background: Cervical cancer is treated mainly by surgery and radiotherapy. Toxicity due to radiation is a limiting factor for treatment success. Determination of lymphocyte radiosensitivity by radio-induced apoptosis arises as a possible method for predictive test development. The aim of this study was to analyze radio-induced apoptosis of peripheral blood lymphocytes. Methods: Ninety four consecutive patients suffering from cervical carcinoma, diagnosed and treated in our institution, and four healthy controls were included in the study. Toxicity was evaluated using the Lent-Soma scale. Peripheral blood lymphocytes were isolated and irradiated at 0, 1, 2 and 8 Gy during 24, 48 and 72 hours. Apoptosis was measured by flow cytometry using annexin V/propidium iodide to determine early and late apoptosis. Lymphocytes were marked with CD45 APC-conjugated monoclonal antibody. Results: Radiation-induced apoptosis (RIA) increased with radiation dose and time of incubation. Data strongly fitted to a semi logarithmic model as follows: RIA = βln(Gy) + α. This mathematical model was defined by two constants: α, is the origin of the curve in the Y axis and determines the percentage of spontaneous cell death and β, is the slope of the curve and determines the percentage of cell death induced at a determined radiation dose (β = ΔRIA/Δln(Gy)). Higher β values (increased rate of RIA at given radiation doses) were observed in patients with low sexual toxicity (Exp(B) = 0.83, C.I. 95% (0.73-0.95), p = 0.007; Exp(B) = 0.88, C.I. 95% (0.82-0.94), p = 0.001; Exp(B) = 0.93, C.I. 95% (0.88-0.99), p = 0.026 for 24, 48 and 72 hours respectively). This relation was also found with rectal (Exp(B) = 0.89, C.I. 95% (0.81-0.98), p = 0.026; Exp(B) = 0.95, C.I. 95% (0.91-0.98), p = 0.013 for 48 and 72 hours respectively) and urinary (Exp(B) = 0.83, C.I. 95% (0.71-0.97), p = 0.021 for 24 hours) toxicity. Conclusion: Radiation induced apoptosis at different time points and radiation doses fitted to a semi logarithmic model defined by a mathematical equation that gives an individual value of radiosensitivity and could predict late toxicity due to radiotherapy. Other prospective studies with higher number of patients are needed to validate these results.

Human papillomavirus (HPV) and associated diseases: between applied diagnostic and basic research

Human Papillomavirus (HPV) is the cause of cervical cancers (among these, adenocarcinoma, AdCa) and is associated to a subgroup of oropharyngeal carcinomas (OPSCCs). Even if the risk for cancer development is linked to the infection by some viral genotypes, mainly HPV16 and 18, viral DNA alone seems not to be sufficient for diagnosis. Moreover, the role of the virus in OPSCCs has not been totally clarified yet. In the first part of the thesis, the performances concerning viral genotyping in clinical cervical samples of a new pyrosequencing-based test and a well-known hybridization-based assay have been compared. Similar results between the methods have been obtained. However, the former showed advantages in detecting intratype variants, higher specificity and a broader spectrum of detectable HPV types. The second part deals with the evaluation of virological markers (genotyping, viral oncoproteins expression, viral load, physical state and CpG methylation of HPV16 genome) in the diagnosis/prognosis of cervical AdCa and HPV-associated OPSCCs. HPV16 has been confirmed the most prevalent genotype in both the populations. Interestingly, the mean methylation frequency of viral DNA at the early promoter showed the tendency to be associated to invasion for cervical AdCa and to a worse prognosis for OPSCCs, suggesting a promising role as diagnostic/prognostic biomarker. The experiments of the third part were performed at the DKFZ in Heidelberg (Germany) and dealt with the analysis of the response to IFN-k transfection in HPV16-positive cervical cancer and head&neck carcinoma cell lines to evaluate its potential role as new treatment. After 24h, we observed increased IFN-b expression which lead to the up-regulation of genes involved in the antigens presentation pathway (MHC class I and immunoproteasome) and antiviral response as well, in particular in cervical cancer cell lines. This fact suggested also the presence of different HPV-mediated carcinogenic pathways between the two anatomical districts.

Die Rolle von Ephrin-B2 in der Invasion maligner Gliome

Das Glioblastoma multiforme zählt zu den häufigsten glialen Neoplasien des Menschen und weist zudem unter den Gliomen die höchste Malignität auf. Glioblastompatienten haben trotz aggressiver therapeutischer Ansätze eine mittlere Überlebenszeit von weniger als einem Jahr. Die diffuse Invasion in das umliegende Hirngewebe ist einer der Hauptgründe für die Rezidivbildung und die infauste Prognose von Glioblastompatienten. Neuere Untersuchungen lassen vermuten, dass die starke Invasion auch einer der Gründe für die beobachtete anti-angiogene Resistenz bei der Behandlung von Glioblastomen ist. Das bidirektionale EphB/Ephrin-B-System wurde bei der axonalen Wegfindung als Vermittler repulsiver Signale identifiziert und auch im Zusammenhang der Migration und Invasion von Zellen überprüft. In der vorliegenden Arbeit sollte daher die Funktion der bidirektionalen Eph- und Ephrin-Signaltransduktion in Bezug auf die Glioblastominvasion und Progression untersucht werden. rn Genetische und epigenetische Untersuchungen der EphB/Ephrin-B-Familie in einer Kohorte von Gliompatienten unterschiedlicher Malignitätsgrade identifizierten Ephrin-B2 als mögliches Tumorsuppressorgen. In Übereinstimmung damit führte die Inaktivierung von Ephrin-B2 in einem murinen Gliommodell zu einer verstärkten Invasion und einem erhöhtem Tumorwachstum in vivo. Dies konnte in verschiedenen Invasion-Assays in vitro bestätigt werden. Weiterhin zeigten unsere Untersuchungen, dass Ephrin-B2 transkriptionell durch das hypoxische Mikromilieu HIF-1α-vermittelt reprimiert wird. Da HIF-1α als transkriptioneller Aktivator Ephrin-B2 nicht direkt reprimieren kann, wurden potentielle HIF-1α-regulierte Repressoren untersucht, die für die Ephrin-B2 Herunterregulation verantwortlich sein könnten. Dabei wurde anhand von Ephrin-B2-Promotoranalysen und ChIP-Assays ZEB2 als HIF-1α-induzierbarer Repressor von Ephrin-B2 identifiziert. Zur Bestätigung der Hypothese, dass ZEB2 ein wichtiger Regulator der Tumorinvasion ist, wurden humane ZEB2-Knockdown-Glioblastomzellen generiert und in vitro sowie in vivo untersucht. Im Hinblick auf mögliche therapeutische Anwendungen wurden die ZEB2-Knockdown-Glioblastomzellen zusätzlich im Zusammenhang anti-Angiogenese-induzierter Invasion analysiert. Der Verlust von ZEB2 führte dabei zu einer verringerten Glioblastominvasion und Progression in einem Maus-Xenograft Modell. Die Behandlung der Tumoren mit dem anti-VEGF-Antikörper Avastin resultierte in einer stark erhöhten Invasion, die durch die Inaktivierung von ZEB2 und der dadurch reaktivierten repulsiven Signale von Ephrin-B2 wieder aufgehoben werden konnte. Zusammenfassend konnte in der vorliegenden Arbeit erstmals gezeigt werden, dass Ephrin-B2 als Tumorsuppressor in Gliomen agiert und durch verschiedene Mechanismen wie der genetischen und epigenetischen Kontrolle, aber auch der HIF-1α-vermittelten, ZEB2-abhängigen Repression inaktiviert wird. Dies resultiert in einer Blockade repulsiver Signale, so dass Tumorzellen diffus in das Parenchym und zu den Blutgefäßen migrieren können. Der in dieser Arbeit neu identifizierte Signalweg stellt ein attraktives therapeutisches Ziel zur Inhibition der Tumorzellinvasion dar und ermöglicht darüber hinaus der Ausbildung von Resistenzen gegenüber anti-angiogener Behandlung entgegenzuwirken. rn

Evolution of the sexual reproduction in Veronica (Plantaginaceae) : phylogeny, phylogeography and invasion

Die geschlechtliche Fortpflanzung ist ein universelles Merkmal und erlaubt es genetische Variation innerhalb von Blütenpflanzen zu schaffen. Die Evolution der sexuellen und reproduktiven Systeme wurde hier auf mehreren zeitlichen Ebenen, in verschiedenen Arten von Lebensraum studiert und mit fast allen möglichen Methoden im Labor, im Gewächshaus sowie im Feld untersucht. Drei Hauptteile sind in dieser Arbeit enthalten und entsprechen jeweils einem unterschiedlichen Niveau der Zeit: Gattung, Untergattung und Arten. Der erste Teil zeigt, dass die PO-Verhältnisse Untersuchungen systematisch in jeder Pflanzen-Gattung oder Untergattung untersucht werden müssen. Dieses güngstige, schnelle und leistungsstarke Werkzeug kann eine Vielzahl von Informationen über die Modi der Pflanzenreproduktion produzieren, ohne die Verwendung von teuren und langen Experimenten. Darüber hinaus könnte diese Maßnahme auch ergänzende Daten über die Taxonomie dieser untersuchten Gruppen geben. Das zweite Kapitel befasst sich mehr mit der Taxonomie der Ehrenpreis(Veronica)-Arten als die beiden anderen und zeigt, dass verschiedene Ereignisse der interspezifischen Reproduktion in einem der Hotspots der Artenvielfalt in Europa (der Balkan-Halbinsel) auftreten. Die Ergebnisse zeigen, dass morphologische und genetische Daten inkongruent sind und die Analyse der Taxonomie dieser Arten oder Unterart schwierig ist. Das letzteKapitel erzählt die Geschichte einer erfolgreichen Invasion, die während des letzten Jahrhunderts in Europa ablief trotz der Tatsache, dass die Arten obligate Fremdbefruchter sind und dass keine Samen-Produktion in der Region beobachtet wurde. Dieses Manuskript erläutert den Weg der Pflanze, um die “Baker-Regel“ zu umgehen. Diese Regel besagt, dass selbst-inkompatible Arten erfolgloser bei der Invasion neuer Lebensräume sind. Dennoch schafft es die hier untersuchte Art einen großen Teil der europäischen Rasen zu bevölkern und zeigt dabei genetische und morphologische Veränderungen auf diesem Weg.rnSchließlich wird in diesen drei verschiedenen Papieren versucht, die Verbindung zwischen der Mikro-und Makroevolution in der geschlechtlichen Fortpflanzun in Ehrenpreis (Veronica) unter Betracht verschiedener sexueller Systeme und der Stammesgeschichte, sowie der Migration zu klären.

Surgical treatment of upper, middle and lower cervical injuries and non-unions by anterior procedures

The goals of any treatment of cervical spine injuries are: return to maximum functional ability, minimum of residual pain, decrease of any neurological deficit, minimum of residual deformity and prevention of further disability. The advantages of surgical treatment are the ability to reach optimal reduction, immediate stability, direct decompression of the cord and the exiting roots, the need for only minimum external fixation, the possibility for early mobilisation and clearly decreased nursing problems. There are some reasons why those goals can be reached better by anterior surgery. Usually the bony compression of the cord and roots comes from the front therefore anterior decompression is usually the procedure of choice. Also, the anterior stabilisation with a plate is usually simpler than a posterior instrumentation. It needs to be stressed that closed reduction by traction can align the fractured spine and indirectly decompress the neural structures in about 70%. The necessary weight is 2.5 kg per level of injury. In the upper cervical spine, the odontoid fracture type 2 is an indication for anterior surgery by direct screw fixation. Joint C1/C2 dislocations or fractures or certain odontoid fractures can be treated with a fusion of the C1/C2 joint by anterior transarticular screw fixation. In the lower and middle cervical spine, anterior plating combined with iliac crest or fibular strut graft is the procedure of choice, however, a solid graft can also be replaced by filled solid or expandable vertebral cages. The complication of this surgery is low, when properly executed and anterior surgery may only be contra-indicated in case of a significant lesion or locked joints.

What does local tenderness say about the origin of pain? An investigation of cervical zygapophysial joint pain

BACKGROUND: Mechanical pain sensitivity is assessed in every patient with pain, either by palpation or by quantitative pressure algometry. Despite widespread use, no studies have formally addressed the usefulness of this practice for the identification of the source of pain. We tested the hypothesis that assessing mechanical pain sensitivity distinguishes damaged from healthy cervical zygapophysial (facet) joints. METHODS: Thirty-three patients with chronic unilateral neck pain were studied. Pressure pain thresholds (PPTs) were assessed bilaterally at all cervical zygapophysial joints. The diagnosis of zygapophysial joint pain was made by selective nerve blocks. Primary analysis was the comparison of the PPT between symptomatic and contralateral asymptomatic joints. The secondary end points were as follows: differences in PPT between affected and asymptomatic joints of the same side of patients with zygapophysial joint pain; differences in PPT at the painful side between patients with and without zygapophysial joint pain; and sensitivity and specificity of PPT for 2 different cutoffs (difference in PPT between affected and contralateral side by 1 and 30 kPa, meaning that the test was considered positive if the difference in PPT between painful and contralateral side was negative by at least 1 and 30 kPa, respectively). The PPT of patients was also compared with the PPT of 12 pain-free subjects. RESULTS: Zygapophysial joint pain was present in 14 patients. In these cases, the difference in mean PPT between affected and contralateral side (primary analysis) was −6.2 kPa (95% confidence interval: −19.5 to 7.2, P = 0.34). In addition, the secondary analyses yielded no statistically significant differences. For the cutoff of 1 kPa, sensitivity and specificity of PPT were 67% and 16%, respectively, resulting in a positive likelihood ratio of 0.79 and a diagnostic confidence of 38%. When the cutoff of 30 kPa was considered, the sensitivity decreased to only 13%, whereas the specificity increased to 95%, resulting in a positive likelihood ratio of 2.53 and a diagnostic confidence of 67%. The PPT was significantly lower in patients than in pain-free subjects (P < 0.001). CONCLUSIONS: Assessing mechanical pain sensitivity is not diagnostic for cervical zygapophysial joint pain. The finding should stimulate further research into a diagnostic tool that is widely used in the clinical examination of patients with pain.