Efecto de la hipoxia-reoxigenación y las radiaciones ionizantes en la captación de glucosa en líneas tumorales de seno y colon cocultivadas con células endoteliales.

La captación de glucosa y su conversión en lactato juega un papel fundamental en el metabolismo tumoral, independientemente de la concentración de oxígeno presente en el tejido (efecto Warburg). Sin embrago, dicha captación varía de un tipo tumoral a otro, y dentro del mismo tumor, situación que podría depender de las características microambientales tumorales (fluctuaciones de oxígeno, presencia de otros tipos celulares) y de factores estresores asociados a los tratamientos. Se estudió el efecto de la hipoxia-reoxigenación (HR) y las radiaciones ionizantes (RI) sobre la captación de glucosa, en cultivos de líneas tumorales MCF-7 y HT-29, cultivadas de forma aislada o en cocultivo con la línea celular EAhy296. Se encontró que la captación de glucosa en HR es diferente para lo descrito en condiciones de hipoxia permanente y que es modificada en el cocultivo. Se identificaron poblaciones celulares dentro de la misma línea celular, de alta y baja captación de glucosa, lo que implicaría una simbiosis metabólica de la célula como respuesta adaptativa a las condiciones tumorales. Se evaluó la expresión de NRF2 y la translocación nuclear de NRF2 y HIF1a, como vías de respuesta a estrés celular e hipoxia. La translocación nuclear de las proteínas evaluadas explicaría el comportamiento metabólico de las células tumorales de seno, pero no de colon, por lo cual deben existir otras vías metabólicas implicadas. Las diferencias en el comportamiento de las células tumorales en HR en relación con hipoxia permitirá realizar planeaciones dosimétricas más dinámicas, que reevalúen las condiciones de oxigenación tumoral constantemente.

A "Trojan horse" strategy to reverse drug-resistance in brain tumors

Los gliomas malignos representan una de las formas más agresivas de los tumores del sistema nervioso central (SNC). De acuerdo con la clasificación de los tumores cerebrales de la Organización Mundial de la Salud (OMS), los astrocitomas han sido categorizados en cuatro grados, determinados por la patología subyacente. Es así como los gliomas malignos (o de alto grado) incluyen el glioma anaplásico (grado III) así como el glioblastoma multiforme (GBM, grado IV),estos últimos los más agresivos con el peor pronóstico (1). El manejo terapéutico de los tumores del SNC se basa en la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, dependiendo de las características del tumor, el estadio clínico y la edad (2),(3), sin embargo ninguno de los tratamientos estándar es completamente seguro y compatible con una calidad de vida aceptable (3), (4). En general, la quimioterapia es la primera opción en los tumores diseminados, como el glioblastoma invasivo y el meduloblastoma de alto riesgo o con metástasis múltiple, pero el pronóstico en estos pacientes es muy pobre (2),(3). Solamente nuevas terapias dirigidas (2) como las terapias anti-angiogénicas (4); o terapias génicas muestran un beneficio real en grupos limitados de pacientes con defectos moleculares específicos conocidos (4). De este modo, se hace necesario el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para atacar los tumores cerebrales. Frente a las terapias los gliomas malignos son con frecuencia quimioresistentes, y esta resistencia parece depender de al menos dos mecanismos: en primer lugar, la pobre penetración de muchas drogas anticáncer a través de la barrera hematoencefálica (BBB: Blood Brain Barrier), la barrera del fluido sangre-cerebroespinal (BCSFB: Blood-cerebrospinal fluid barrier) y la barrera sangre-tumor (BTB: blood-tumor barrier). Dicha resistencia se debe a la interacción de la droga con varios transportadores o bombas de eflujo de droga ABC (ABC: ATP-binding cassette) que se sobre expresan en las células endoteliales o epiteliales de estas barreras. En segundo lugar, estos transportadores de eflujo de drogas ABC propios de las células tumorales confieren un fenotipo conocido como resistencia a multidrogas (MDR: multidrug resistance), el cual es característico de varios tumores sólidos. Este fenotipo también está presente en los tumores del SNC y su papel en gliomas es objeto de investigación (5). Por consiguiente el suministro de medicamentos a través de la BBB es uno de los problemas vitales en los tratamientos de terapia dirigida. Estudios recientes han demostrado que algunas moléculas pequeñas utilizadas en estas terapias son sustratos de la glicoproteína P (Pgp: P-gycoprotein), así como también de otras bombas de eflujo como las proteínas relacionadas con la resistencia a multidrogas (MRPs: multidrug resistance-related proteins (MRPs) o la proteína relacionada con cáncer de seno (BCRP: breast-cancer resistance related protein)) que no permiten que las drogas de este tipo alcancen el tumor (1). Un sustrato de Pgp y BCRP es la DOXOrubicina (DOXO), un fármaco utilizado en la terapia anti cáncer, el cual es muy eficaz para atacar las células del tumor cerebral in vitro, pero con un uso clínico limitado por la poca entrega a través de la barrera hematoencefálica (BBB) y por la resistencia propia de los tumores. Por otra parte las células de BBB y las células del tumor cerebral tienen también proteínas superficiales, como el receptor de la lipoproteína de baja densidad (LDLR), que podría utilizarse como blanco terapéutico en BBB y tumores cerebrales. Es asi como la importancia de este estudio se basa en la generación de estrategias terapéuticas que promuevan el paso de las drogas a través de la barrera hematoencefalica y tumoral, y a su vez, se reconozcan mecanismos celulares que induzcan el incremento en la expresión de los transportadores ABC, de manera que puedan ser utilizados como blancos terapéuticos.Este estudio demostró que el uso de una nueva estrategia basada en el “Caballo de Troya”, donde se combina la droga DOXOrubicina, la cual es introducida dentro de un liposoma, salvaguarda la droga de manera que se evita su reconocimiento por parte de los transportadores ABC tanto de la BBB como de las células del tumor. La construcción del liposoma permitió utilizar el receptor LDLR de las células asegurando la entrada a través de la BBB y hacia las células tumorales a través de un proceso de endocitosis. Este mecanismo fue asociado al uso de estatinas o drogas anticolesterol las cuales favorecieron la expresión de LDLR y disminuyeron la actividad de los transportadores ABC por nitración de los mismos, incrementando la eficiencia de nuestro Caballo de Troya. Por consiguiente demostramos que el uso de una nueva estrategia o formulación denominada ApolipoDOXO más el uso de estatinas favorece la administración de fármacos a través de la BBB, venciendo la resistencia del tumor y reduciendo los efectos colaterales dosis dependiente de la DOXOrubicina. Además esta estrategia del "Caballo de Troya", es un nuevo enfoque terapéutico que puede ser considerado como una nueva estrategia para aumentar la eficacia de diferentes fármacos en varios tumores cerebrales y garantiza una alta eficiencia incluso en un medio hipóxico,característico de las células cancerosas, donde la expresión del transportador Pgp se vió aumentada. Teniendo en cuenta la relación entre algunas vías de señalización reconocidas como moduladores de la actividad de Pgp, este estudio presenta no solo la estrategia del Caballo de Troya, sino también otra propuesta terapéutica relacionada con el uso de Temozolomide más DOXOrubicina. Esta estrategia demostró que el temozolomide logra penetrar la BBB por que interviene en la via de señalización de la Wnt/GSK3/β-catenina, la cual modula la expresión del transportador Pgp. Se demostró que el TMZ disminuye la proteína y el mRNA de Wnt3 permitiendo plantear la hipótesis de que la droga al disminuir la transcripción del gen Wnt3 en células de BBB, incrementa la activación de la vía fosforilando la β-catenina y conduciendo a disminuir la β-catenina nuclear y por tanto su unión al promotor del gen mdr1. Con base en los resultados este estudio permitió el reconocimiento de tres mecanismos básicos relacionados con la expresión de los transportadores ABC y asociados a las estrategias empleadas: el primero fue el uso de las estatinas, el cual condujo a la nitración de los transportadores disminuyendo su actividad por la via del factor de transcripción NFκB; el segundo a partir del uso del temozolomide, el cual metila el gen de Wnt3 reduciendo la actividad de la via de señalización de la la β-catenina, disminuyendo la expresión del transportador Pgp. El tercero consistió en la determinación de la relación entre el eje RhoA/RhoA quinasa como un modulador de la via (no canónica) GSK3/β-catenina. Se demostró que la proteína quinasa RhoA promovió la activación de la proteína PTB1, la cual al fosforilar a GSK3 indujo la fosforilación de la β-catenina, lo cual dio lugar a su destrucción por el proteosoma, evitando su unión al promotor del gen mdr1 y por tanto reduciendo su expresión. En conclusión las estrategias propuestas en este trabajo incrementaron la citotoxicidad de las células tumorales al aumentar la permeabilidad no solo de la barrera hematoencefálica, sino también de la propia barrera tumoral. Igualmente, la estrategia del “Caballo de Troya” podría ser útil para la terapia de otras enfermedades asociadas al sistema nervioso central. Por otra parte estos estudios indican que el reconocimiento de mecanismos asociados a la expresión de los transportadores ABC podría constituir una herramienta clave en el desarrollo de nuevas terapias anticáncer.

MEF2C-MYOCD and leiomodin1 suppression by miRNA-214 promotes smooth muscle cell phenotype switching in pulmonary arterial hypertension

Background Vascular hyperproliferative disorders are characterized by excessive smooth muscle cell (SMC) proliferation leading to vessel remodeling and occlusion. In pulmonary arterial hypertension (PAH), SMC phenotype switching from a terminally differentiated contractile to synthetic state is gaining traction as our understanding of the disease progression improves. While maintenance of SMC contractile phenotype is reportedly orchestrated by a MEF2C-myocardin (MYOCD) interplay, little is known regarding molecular control at this nexus. Moreover, the burgeoning interest in microRNAs (miRs) provides the basis for exploring their modulation of MEF2C-MYOCD signaling, and in turn, a pro-proliferative, synthetic SMC phenotype. We hypothesized that suppression of SMC contractile phenotype in pulmonary hypertension is mediated by miR-214 via repression of the MEF2C-MYOCD-leiomodin1 (LMOD1) signaling axis. Methods and Results In SMCs isolated from a PAH patient cohort and commercially obtained hPASMCs exposed to hypoxia, miR-214 expression was monitored by qRT-PCR. miR-214 was upregulated in PAH- vs. control subject hPASMCs as well as in commercially obtained hPASMCs exposed to hypoxia. These increases in miR-214 were paralleled by MEF2C, MYOCD and SMC contractile protein downregulation. Of these, LMOD1 and MEF2C were directly targeted by the miR. Mir-214 overexpression mimicked the PAH profile, downregulating MEF2C and LMOD1. AntagomiR-214 abrogated hypoxia-induced suppression of the contractile phenotype and its attendant proliferation. Anti-miR-214 also restored PAH-PASMCs to a contractile phenotype seen during vascular homeostasis. Conclusions Our findings illustrate a key role for miR-214 in modulation of MEF2C-MYOCD-LMOD1 signaling and suggest that an antagonist of miR-214 could mitigate SMC phenotype changes and proliferation in vascular hyperproliferative disorders including PAH.

Serotoninergic receptors in the anteroventral preoptic region modulate the hypoxic ventilatory response

Hypothalamus is a site of integration of the hypoxic and thermal stimuli on breathing and there is evidence that serotonin (5-HT) receptors in the anteroventral preoptic region (AVPO) mediate hypoxic hypothermia. Once 5-HT is involved in the hypoxic ventilatory response (HVR), we investigated the participation of the 5-HT receptors (5-HT1, 5-HT2 and 5-HT7) in the AVPO in the HVR. To this end, pulmonary ventilation (V-E) of rats was measured before and after intra-AVPO microinjection of methysergide (a 5-HT1 and 5-HT2 receptor antagonist), WAY-100635 (a 5-HT1A receptor antagonist) and SB-269970 (a 5-HT7 receptor antagonist), followed by 60 min of hypoxia exposure (7% O-2). Intra-AVPO microinjection of vehicles or 5-HT antagonists did not change VE during normoxic conditions. Exposure of rats to 7% O-2 evoked typical hypoxia-induced hyperpnea after vehicle microinjection, which was not affected by methysergide. WAY-100635 and SB-269970 treatment caused an increased HVR, due to a higher tidal volume. Therefore, the current data provide the evidence that 5-HT acting on 5-HT1A and 5-HT7 receptors in the AVPO exert an inhibitory modulation on the HVR. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Análise imuno-histoquímica das proteínas VEGF e HIF-1α na doença periodontal

Periodontal disease is a complex inflammatory and infectious condition that immune host, front of the microbial aggressions, can lead to disease progression, resulting in tissue destruction. The tissue damage induces the release of regulatory molecules, which protective roles and / or destructive, including proteins VEGF (vascular endothelial growth factor vascular) and HIF-1 α (hypoxia-induced factor α -1). Thus, this study investigated, quantitatively and comparatively, the immunohistochemical expression of VEGF (vascular endothelial growth factor) and HIF-1 α (hypoxia induced factor 1-α), proteins involved in inflammation, angiogenesis and hypoxia, in human gingival tissues. Therefore, 75 samples of gingival tissues were examined. Thirty samples were chronic periodontitis, 30 with chronic gingivitis and 15 healthy gingival. After sections analysis, positives and negatives inflammatory and endothelial cells in the connective tissue were counted and converted into percentage. Data were statistically analyzed using Kruskal-Wallis test and Spearman correlation. The results showed that both proteins marked. It was observed higher immunoreactivity for HIF-1 α at chronic gingivitis and periodontitis specimens compared to healthy sites, however, no statistically significant differences were observed among them (p>0.05). The VEGF immunostaining showed similarity among the cases of periodontitis, gingivitis and healthy gingiva. Moderate and positive correlation statistically significant differences were verified for the expressions of VEGF and HIF-1α in gingival health (r = 0,529, p = 0.04). Thus, it can be conclude that possibly the route of HIF-1 α, is activated in periodontal disease may have involvement of the protein in pathogenesis and progression of disease, and that activation of VEGF, can be in addition to being triggered transcription by HIF-1 α may be also influenced by other additional factors such as the action of periodontal microorganisms endotoxins

Imunoexpressão de vegf-c, vegfr-3 e hif-1α e mensuração da densidade linfática em carcinomas epidermóides de lábio inferior metastáticos e não-metastáticos: uma relação com parâmetros clinicopatológicos e prognósticos

Squamous cell carcinoma of the lower lip is among the most common malignant tumors of the oral and maxillofacial region, with good prognosis in more than 90% of patients with 5-year survival. In these carcinomas, the development of lymph node metastasis decreases the prognosis and it has been associated with the formation of new lymphatic vessels. It has been suggested the important role of vascular endothelial growth factor-C (VEGF-C), the receptor type 3 VEGF (VEGFR-3) and hypoxia-induced factor 1 (HIF-1) in this process. The aim of this study was to evaluate the immunoexpression of VEGF-C, VEGFR-3 and HIF-1α and correlate with intra and peritumoral lymphatic density in squamous cell carcinomas of the lower lip metastatic and non-metastatic. The sample consisted of 50 cases of squamous cell carcinoma of lower lip, of which 25 had regional lymph node metastasis and 25, absence of metastasis. The percentages of cells immunostained for VEGF-C, VEGFR-3 and HIF-1α in front of tumor invasion and in the center of tumor were evaluated. Microvessel density lymphatic (MDL) was determined by the counting of lymph microvessels immunostained by the anti-D2-40 in five fields (200×), in an area of evaluation with 0.7386 mm2. The invasion of the lymph vessels by malignant cells was also evaluated. Immunostaining was correlated with the presence and absence of metastasis, TNM clinical stage, local recurrence, disease outcome (remission of injury or patient death) and histological grading. The analysis of intra and peritumoral lymphatic density showed no significant association with clinicopathological parameters and immunoexpressions of VEGF-C, VEGFR-3 and HIF-1α (p > 0,05). There was a weak positive correlation, significant, between intra and peritumoral lymphatic density (r = 0,405; p = 0,004). VEGF-C showed no significant association with clinicopathological and prognosis parameters (p > 0,05). For VEGFR-3, there was scarce membrane staining and intense and homogenous cytoplasmic staining in neoplastic cells. Percentage of positive cytoplasmic VEGFR-3 in center of tumor, exhibited a statistically significant association with metastasis (p = 0,009), patient death (p = 0,008) and histological grades of malignancy proposed by Bryne et al. (1992) (p = 0,002) and World Health Organization (p = 0,003). A low positive correlation was statistically significant between the immunoreactivity of VEGFC and VEGFR-3 cytoplasmic (r = 0,358; p = 0,011) and between the percentage of positive cytoplasmic VEGFR-3 in front of tumor invasion and in the center of the tumor (r = 0,387; p = 0,005) was also demonstrated. There was no association between HIF-1α, clinicopathological and prognosis parameters, and VEGF-C and VEGFR-3. The percentage of nuclear positivity for HIF-1α was significantly higher in cases without invasion of peritumoral lymphatic (p = 0,040). Based on the results we can conclude that most cytoplasmic expression of VEGFR-3 in center of tumor in metastatic cases, high degree of malignancy and poorly differentiated, contributes to poor outcome of squamous cell carcinoma of the lower lip, including patient death. Intra and peritumoral lymphatic density seems to be not associated with lymph node metastasis in these carcinomas

Estresse oxidativo e lipoperoxidação devido à anemia induzida por perda aguda de sangue em ovinos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito protetor da flavana extraída da espécie Brosimum acutifolium contra danos causados por hipóxia em células retinianas: um estudo in vitro

O acidente vascular cerebral isquêmico (AVCi) causa danos celulares por provocar intensa excitotoxicidade e estresse oxidativo após privação de oxigênio e glicose para uma região do encéfalo. Neste trabalho, investigamos o potencial neuroprotetor da planta amazônica Brosimum acutifolium que é rica em flavanas como a 4',7-diidroxi-8-(3,3-dimetilalil)flavana (brosimina b, aqui abreviada como Bb) que apresenta elevado potencial antioxidante. Utilizamos cultura de células retinianas de embrião de galinha submetidas a hipóxia experimental, por privação de oxigênio e glicose, para avaliarmos o potencial antioxidante da Bb através da análise do sequestro do radical 2,2-difenil-1-picril-hidrazil (DPPH). Além disso, avaliamos a viabilidade celular (VC) e o perfil oxidativo e antioxidativo após 3, 6 e 24 horas de hipóxia, pela produção de oxigênio reativo (O₂^-) e atividade antioxidante endógena pela enzima catalase, respectivamente. Nossos resultados demonstram que nosso modelo experimental de hipóxia in vitro provoca redução tempo-dependente da VC, acompanhada por intenso estrese oxidativo, devido à excessiva produção de oxigênio reativo (O₂^-). O tratamento com Bb (10μM) protegeu significativamente a viabilidade celular durante 3 e 6 h de hipóxia experimental em células retiniana cultivadas in vitro, além de favorecer o aumento da atividade da enzima catalase em todos os tempos testados. Desta forma, concluímos que a Bb possui ação antioxidante e neuroprotetor por contribuir na defesa contra o estresse oxidativo induzido em condições de hipóxia, tornando-se como uma droga com potencial uso em tratamentos em casos de AVCi in vivo.

Air to muscle O2 delivery during exercise at altitude

[EN] Hypoxia-induced hyperventilation is critical to improve blood oxygenation, particularly when the arterial Po2 lies in the steep region of the O2 dissociation curve of the hemoglobin (ODC). Hyperventilation increases alveolar Po2 and, by increasing pH, left shifts the ODC, increasing arterial saturation (Sao2) 6 to 12 percentage units. Pulmonary gas exchange (PGE) is efficient at rest and, hence, the alveolar-arterial Po2 difference (Pao2-Pao2) remains close to 0 to 5mm Hg. The (Pao2-Pao2) increases with exercise duration and intensity and the level of hypoxia. During exercise in hypoxia, diffusion limitation explains most of the additional Pao2-Pao2. With altitude, acclimatization exercise (Pao2-Pao2) is reduced, but does not reach the low values observed in high altitude natives, who possess an exceptionally high DLo2. Convective O2 transport depends on arterial O2 content (Cao2), cardiac output (Q), and muscle blood flow (LBF). During whole-body exercise in severe acute hypoxia and in chronic hypoxia, peak Q and LBF are blunted, contributing to the limitation of maximal oxygen uptake (Vo2max). During small-muscle exercise in hypoxia, PGE is less perturbed, Cao2 is higher, and peak Q and LBF achieve values similar to normoxia. Although the Po2 gradient driving O2 diffusion into the muscles is reduced in hypoxia, similar levels of muscle O2 diffusion are observed during small-mass exercise in chronic hypoxia and in normoxia, indicating that humans have a functional reserve in muscle O2 diffusing capacity, which is likely utilized during exercise in hypoxia. In summary, hypoxia reduces Vo2max because it limits O2 diffusion in the lung.

Untersuchungen zur Globinexpression in Karpfenfischen

In der vorliegenden Arbeit untersuchte ich die Diversität und die sauerstoffabhängige Expression der Globine von Karpfenfischen. Mit Globin X konnte ein fünfter Globintyp identifiziert werden, dessen Vorkommen auf Fische und Amphibien beschränkt ist. Globin X wird sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene in zahlreichen Geweben exprimiert. Zur Aufklärung der genauen Funktion müssen noch weitere Analysen durchgeführt werden. Phylogenetische Untersuchungen ergaben eine ursprüngliche Verwandtschaft zwischen Neuroglobin und Globin X und deuten darauf hin, dass der letzte gemeinsame Vorfahre der Protostomia und Deuterostomia bereits zwei verschiedene Globintypen besessen hat. Im Zebrabärbling und im Goldfisch konnte ich eine Myoglobin-Expression neben dem Herzen auch in Hirn, Kieme, Leber und Niere nachweisen und somit zeigen, dass Myoglobin nicht nur im Muskelgewebe lokalisiert ist. Des Weiteren konnte eine hirnspezifische Myoglobin-Isoform im Goldfisch identifiziert werden, deren Funktion noch unklar ist und weiterer Untersuchungen bedarf. Das Vorhandensein der zweiten Isoform ist innerhalb der Cyprinidae (Karpfenfische) aufgrund einer Genomduplikation bei den Cyprininae (Kärpflinge) auf diese Unterfamilie beschränkt. Durch Hypoxieexperimente konnte gezeigt werden, dass die Expression der Globine von der Intensität des Sauerstoffmangels abhängig ist und gewebe- und artspezifisch erfolgt. Im Zebrabärbling wurde eine Abnahme der Hämoglobin- und Globin X-Konzentration beobachtet, während das Cytoglobin-Expressionsniveau nahezu unverändert blieb. Im Fall von Myoglobin und Neuroglobin konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die hypoxieinduzierte Zunahme der mRNA-Menge auch mit einer verstärkten Expression des jeweiligen Proteins korreliert ist. Im Vergleich dazu war die Veränderung der Expression der meisten Globine im Goldfisch gering, lediglich Myoglobin wurde im Fischkörper auf mRNA-Ebene nach Hypoxie deutlich verstärkt exprimiert. Durch einen Vergleich der konstitutiven Neuroglobin-Expression beider Karpfenfische konnte in Auge und Hirn des hypoxietoleranten Goldfisches eine 3- bzw. 5-fach höhere Neuroglobin-Konzentration als im hypoxiesensitiven Zebrabärbling nachgewiesen werden. Meine Ergebnisse stützen somit die Hypothese, dass Neuroglobin eine myoglobinähnliche Funktion einnimmt und den aeroben Stoffwechsel im neuronalen Gewebe auch unter Sauerstoffmangel aufrechterhält.

Der Einfluss von Chemotherapeutika mit Hypoxie-induzierbarer Faktor (HIF)-modulierendem Potential sowie eines Verlustes des HIF-Regulators von Hippel-Lindau (VHL) auf den Phänotyp und die Funktion dendritischer Zellen

Der Transkriptionsfaktor Hypoxie-induzierbarer Faktor (HIF) gibt dem Organismus die Möglichkeit, sich auf zellulärer Ebene an unterschiedliche Sauerstoffverhältnisse anzupassen. Vor allem Tumorzellen weisen aufgrund ihres ungeregelten Wachstums und der daraus resultierenden unzureichenden Durchblutung (hypoxisches Milieu) eine erhöhte HIF-Expression auf. Die erhöhte HIF-Expression stellt somit ein interessantes Ziel in der Tumortherapie dar. Dendritische Zellen (DCs) besitzen eine bedeutende Rolle in der Generierung und Modulierung von Antitumor-Immunantworten. Aus diesem Grund ist es überaus wichtig zu wissen, welche Effekte Antitumor-Agenzien, im Besonderen HIF-Inhibitoren, auf DCs und somit auch auf die Generierung von adäquaten Immunantworten besitzen.rnIm ersten Teil dieser Arbeit wurde aus diesem Grund der Einfluss der Antitumor-Agenzien Geldanamycin (GA) und Topotecan (TPT) auf den Phänotyp und die Funktion von DCs untersucht. Hierfür wurden Monozyten aus humanen, mononukleären, peripheren Blutzellen isoliert und unter DC-differenzierenden Konditionen kultiviert. Diese immaturen monozytenabgeleiteten DCs (Mo-DCs) wurden mithilfe eines Reifungscocktails ausgereift. Die Applikation der Antitumor-Agenzien erfolgte während der Differenzierungs- bzw. Ausreifungsphase. Abhängig vom Reifungsgrad der Mo-DCs konnte ein differentieller Einfluss von GA bzw. TPT auf die DC-Aktivierung beobachtet werden. Eine Behandlung von unstimulierten Mo-DCs mit GA resultierte in einer partiellen DC-Aktivierung basierend auf einem noch unbekannten Mechanismus. Ebenso führte eine Behandlung von unstimulierten Mo-DCs mit TPT zu einer funktionellen Aktivierung der DCs, die mit einer vermehrten AKT-Expression korrelierte. Die jeweilige Koapplikation der Antitumor-Agenzien mit dem DC-Reifungscocktail führte zu einer reduzierten DC-Aktivierung, die sich in einer verminderten NF-κB-Aktivierung, einer verringerten Oberflächenexpression der getesteten kostimulatorischen Moleküle, einer verringerten Migrationsfähigkeit und einem reduzierten Zellstimulierungspotential widerspiegelte.rnDie autosomal dominant vererbte Tumorerkrankung von Hippel-Lindau (VHL) wird häufig durch genetische Mutationen des als HIF-Negativregulator fungierenden VHL-Gens hervorgerufen. Patienten, die an dem VHL-Syndrom erkrankt sind, weisen oft benigne oder maligne Tumore und Zysten in den verschiedensten Organsystemen auf. Wie schon zuvor erwähnt, besitzen DCs eine essentielle Rolle in der Initiierung und Aufrechterhaltung von Antitumor-Immunantworten. Deshalb wurde im zweiten Abschnitt der vorliegenden Arbeit untersucht, inwieweit ein partieller Verlust von VHL Auswirkungen auf die Ausprägung desrnPhänotyps und der Funktion von DCs hat. Mittels Cre/lox-Technologie wurden transgene Mäuse mit einem heterozygoten Verlust von Exon 1 bzw. Exon 2 des VHL-Gens generiert. Aus diesen Mäusen wurden Knochenmarkszellen isoliert und unter DC-differenzierenden Konditionen kultiviert. Die immaturen knochenmarkabgeleiteten DCs (BM-DCs) wurden mit LPS ausgereift. Weder der heterozygote Verlust von Exon 1 noch von Exon 2 des VHL-Gens bewirkte eine Veränderung der Oberflächenmarkerexpression, der in vitro-Migrations- undrnEndozytosekapazität, sowie der allogenen T-Zellstimulierungskapazität. Allerdings zeigten Mäuse mit einem partiellen Verlust von Exon 2 im Vergleich zu Kontrollmäusen nach Immunisierung und Provokation mit dem Modellallergen OVA eine verminderte Atemwegshyperreaktion, die möglicherweise auf die beobachtete Abnahme der Migrationsfähigkeit in vivo und die verminderte OVA-spezifische T-Zellstimulierungskapazität der DCs zurückzuführen ist.

Matrix metalloproteinases and angiogenic factors: predictors of survival after radical prostatectomy for clinically organ-confined prostate cancer?

The aim of the present study was to investigate whether biomarkers improve the prediction of recurrence-free, disease-specific, and overall survival in patients with clinically localized prostate cancer. A tissue microarray was constructed from prostate specimens of 278 patients who underwent open radical retropubic prostatectomy for clinically localized prostate cancer. For immunohistochemical studies, antibodies were used against matrix metalloproteinase (MMP)-2, MMP-3, MMP-7, MMP-9, MMP-13, and MMP-19, as well as against vascular endothelial growth factor, hypoxia-induced factor 1 , basic fibroblast growth factor, and cluster of differentiation 31. Univariate and multivariable analyses were performed to evaluate the potential predictors of overall, disease-specific, and recurrence-free survival. In univariate analysis of patients with clinically organ-confined prostate cancer, only higher expression levels of MMP-9 (hazard ratio [0.6], 95% CI 0.45-0.8) had a protective effect in terms of overall survival. This positive effect of high MMP-9 expression was also observed for recurrence-free (HR 0.88, 95% CI 0.78-0.99) and disease-specific survival (HR 0.5, 95% CI 0.36-0.73). In multivariable analysis, none of these potential markers was found to be an independent prognostic factor of survival. Of all MMPs and angiogenic factors tested, MMP-9 expression has the potential as a prognostic marker in patients undergoing radical prostatectomy for clinically organ-confined cases of prostate cancer.

New insights in the pathogenesis of high-altitude pulmonary edema

High-altitude pulmonary edema is a life-threatening condition occurring in predisposed but otherwise healthy individuals. It therefore permits the study of underlying mechanisms of pulmonary edema in the absence of confounding factors such as coexisting cardiovascular or pulmonary disease, and/or drug therapy. There is evidence that some degree of asymptomatic alveolar fluid accumulation may represent a normal phenomenon in healthy humans shortly after arrival at high altitude. Two fundamental mechanisms then determine whether this fluid accumulation is cleared or whether it progresses to HAPE: the quantity of liquid escaping from the pulmonary vasculature and the rate of its clearance by the alveolar respiratory epithelium. The former is directly related to the degree of hypoxia-induced pulmonary hypertension, whereas the latter is determined by the alveolar epithelial sodium transport. Here, we will review evidence that, in HAPE-prone subjects, impaired pulmonary endothelial and epithelial NO synthesis and/or bioavailability may represent a central underlying defect predisposing to exaggerated hypoxic pulmonary vasoconstriction and, in turn, capillary stress failure and alveolar fluid flooding. We will then demonstrate that exaggerated pulmonary hypertension, although possibly a conditio sine qua non, may not always be sufficient to induce HAPE and how defective alveolar fluid clearance may represent a second important pathogenic mechanism.

Impaired pericyte recruitment and abnormal retinal angiogenesis as a result of angiopoietin-2 overexpression

Angiopoietin-2 (Ang2) is among the relevant growth factors induced by hypoxia and plays an important role in the initiation of retinal neovascularizations. Ang2 is also involved in incipient diabetic retinopathy, as it may cause pericyte loss. To investigate the impact of Ang2 on developmental and hypoxia-induced angiogenesis, we used a transgenic mouse line overexpressing human Ang2 in the mouse retina. Transgenic mice displayed a reduced coverage of capillaries with pericytes (-14%; p < 0.01) and a 46% increase of vascular density of the capillary network at postnatal day 10 compared to wild type mice. In the model of oxygen-induced retinopathy (OIR), Ang2 overexpression resulted in enhanced preretinal (+103%) and intraretinal neovascularization (+29%). Newly formed intraretinal vessels in OIR were also pericyte-deficient (-26%; p < 0.01). The total expression of Ang2 in transgenic mice was seven-fold, compared with wild type controls. Ang2 modulated expression of genes encoding VEGF (+65%) and Ang1 (+79%) in transgenic animals. These data suggest that Ang2 is involved in pericyte recruitment, and modulates intraretinal, and preretinal vessel formation in the eye under physiological and pathological conditions.

Pericytes and the pathogenesis of diabetic retinopathy

Pericytes provide vascular stability and control endothelial proliferation. Pericyte loss, microaneurysms, and acellular capillaries are characteristic for the diabetic retina. Platelet-derived growth factor (PDGF)-B is involved in pericyte recruitment, and brain capillaries of mice with a genetic ablation of PDGF-B show pericyte loss and microaneurysms. We investigated the role of capillary coverage with pericytes in early diabetic retinopathy and the contribution to proliferative retinopathy using mice with a single functional allele of PDGF-B (PDGF-B(+/-) mice). As assessed by quantitative morphometry of retinal digest preparations, pericyte numbers in nondiabetic PDGF-B(+/-) mice were reduced by 30% compared with wild-type mice, together with a small but significant increase in acellular capillaries. Pericyte numbers were reduced by 40% in diabetic wild-type mice compared with nondiabetic wild-type controls. Pericyte numbers were decreased by 50% in diabetic PDGF-B(+/-) mice compared with nondiabetic wild-type littermates, and the incidence of acellular capillaries was increased 3.5-fold when compared with nondiabetic PDGF-B(+/-) mice. To investigate the effect of pericyte loss in the context of ongoing angiogenesis, we subjected mice to hypoxia-induced proliferative retinopathy. As a result, PDGF-B(+/-) mice developed twice as many new blood vessels as their wild-type littermates. We conclude that retinal capillary coverage with pericytes is crucial for the survival of endothelial cells, particularly under stress conditions such as diabetes. At high vascular endothelial growth factor levels, such as those in the retinopathy of prematurity model, pericyte deficiency leads to reduced inhibition of endothelial proliferation in vivo.