A lesson for cancer research : placental microarray gene analysis in preeclampsia

Tumor progression and pregnancy share many common features, such as immune tolerance and invasion. The invasion of trophoblasts in the placenta into the uterine wall is essential for fetal development, and is thus precisely regulated. Its deregulation has been implicated in preeclampsia, a leading cause for maternal and perinatal mortality and morbidity. Pathogenesis of preeclampsia remains to be defined. Microarray-based gene profiling has been widely used for identifying genes responsible for preeclampsia. In this review, we have summarized the recent data from the microarray studies with preeclamptic placentas. Despite the complex of gene signatures, suggestive of the heterogeneity of preeclampsia, these studies identified a number of differentially expressed genes associated with preeclampsia. Interestingly, most of them have been reported to be tightly involved in tumor progression. We have discussed these interesting genes and analyzed their potential molecular functions in preeclampsia, compared with their roles in malignancy development. Further investigations are warranted to explore the involvement in molecular network of each identified gene, which may provide not only novel strategies for prevention and therapy for preeclampsia but also a better understanding of cancer cells. The trophoblastic cells, with their capacity for proliferation and differentiation, apoptosis and survival, migration, angiogenesis and immune modulation by exploiting similar molecular pathways, make them a compelling model for cancer research

Function of survivin in trophoblastic cells of the placenta

Background: Preeclampsia is one of the leading causes of maternal and perinatal mortality and morbidity worldwide and its pathogenesis is not totally understood. As a member of the chromosomal passenger complex and an inhibitor of apoptosis, survivin is a well-characterized oncoprotein. Its roles in trophoblastic cells remain to be defined. Methods: The placental samples from 16 preeclampsia patients and 16 well-matched controls were included in this study. Real-time PCR, immunohistochemistry and Western blot analysis were carried out with placental tissues. Primary trophoblastic cells from term placentas were isolated for Western blot analysis. Cell proliferation, cell cycle analysis and immunofluorescence staining were performed in trophoblastic cell lines BeWo, JAR and HTR-8/SVneo. Results: The survivin gene is reduced but the protein amount is hardly changed in preeclamptic placentas, compared to control placentas. Upon stress, survivin in trophoblastic cells is phosphorylated on its residue serine 20 by protein kinase A and becomes stabilized, accompanied by increased heat shock protein 90. Depletion of survivin induces chromosome misalignment, abnormal centrosome integrity, and reduced localization and activity of Aurora B at the centromeres/kinetochores in trophoblastic metaphase cells. Conclusions: Our data indicate that survivin plays pivotal roles in cell survival and proliferation of trophoblastic cells. Further investigations are required to define the function of survivin in each cell type of the placenta in the context of proliferation, differentiation, apoptosis, angiogenesis, migration and invasion

Online insomnia treatment-a review

Spiegelhalder K, Acker J, Baumeister H, et al. Digitale Behandlungsangebote für Insomnie – eine Übersichtsarbeit. SOMNOLOGIE. 2020;24(4):106-114.Zusammenfassung Digital angebotene psychologische Interventionen gegen Schlafstörungen sind aktuell ein sehr intensiv bearbeitetes Forschungsthema. In dieser Übersichtsarbeit werden Originalarbeiten und Metaanalysen zu diesem Thema zusammengefasst. Hierbei zeigt sich, dass die internetbasierte kognitive Verhaltenstherapie für Insomnie (KVT-I) bei Erwachsenen durchweg sehr effektiv ist mit allenfalls leicht geringeren Effektstärken als die gleiche Behandlung mit physischer Präsenz von Therapeuten und Patienten. Behandlungseffekte zeigen sich dabei auch für sekundäre Outcome-Parameter wie Depressivität, Angst, Fatigue und Lebensqualität. Hingegen lassen die Forschung zur Wirksamkeit der internetbasierten KVT‑I bei Erwachsenen mit komorbiden psychischen Störungen oder körperlichen Erkrankungen sowie die Forschung zur Frage, wieviel Therapeutenkontakt in die Behandlung integriert werden sollte, anscheinend noch keine abschließenden Antworten zu. In diesen Bereichen scheint weitere Forschung notwendig zu sein scheint.Digitally provided psychological interventions for sleep disorders are currently a very intensively researched topic. In this review, original work and meta-analyses are summarized. Thus, it was shown that internet-based cognitive behavioral therapy for insomnia (CBT-I) in adults is consistently very effective, with only slightly reduced effects compared with the same treatment with the physical presence of therapists and patients. Treatment effects are also shown for secondary outcome parameters such as depression, anxiety, fatigue, and quality of life. On the other hand, research on the effectiveness of internet-based CGT-I in adults with comorbid mental disorders or physical illnesses, and on the issue of how much contact with therapists should be integrated into treatment, does not seem to provide any conclusive answers. Further research seems to be needed in these areas

GGA-Proteine und ihr Einfluss auf den BACE Transport in der Alzheimer Erkrankung

Beta-site of APP-cleaving enzyme (BACE) is known to cleave the amyloid precursor protein (APP) followed by Gamma-secretase resulting in Abeta accumulation in extracellular senile plaques which are the hallmark of Alzheimer´s disease. APP and BACE traffic together. GGA1, a member of the Golgi-localized gamma-ear-containing ARF binding (GGA) protein family interacts with BACE phosphorylation dependent via its VHS domain in the Golgi. We intended to show whether the other isoforms of the GGA protein family, GGA2 and GGA3, colocalize and interact with BACE as well. We utilized confocal laserscanning microscopy to reveal colocalisation of BACE and the GGAs. To strengthen those results, we applied a novel technique to show close protein-protein vicinity in living cells with fluorescence protein tags: spectral fluorescence lifetime imaging microscopy (SLIM). With this technique a distance of less than 10 nm between two chromophores, which indicates an interaction, results in a decreased donor lifetime. We detected colocalization of GGA1, GGA2 and GGA3 with BACE1 at perinuclear compartments. The colocalization of GGA2 and BACE was enhanced in endosomal as well as Golgi structures whereas the colocalizations of GGA3 and BACE1 were smaller and could only be shown at the ER or Golgi. Using SLIM measurements we found a clear decrease in donor lifetime indicating interaction between all three GGAs and BACE. By performing control experiments with deletion mutants of GGAs and BACE we were able to show that the VHS domain of the GGA proteins and the DXXLL-motive in the BACE protein are the clear link between these proteins since colocalisation could still be shown while an interaction was missing. Conclusion: These results indicate that all three GGA isoforms may have differential impact upon the transport of BACE and may therefore play an essential role in APP cleavage and the subsequent Abeta generation

Die molekulare Pathogenese von Präeklampsie : Charakterisierung und Analyse der wichtigen Regulatoren Survivin und B-Zell-Lymphom-6

Die vorliegende Dissertation hatte das Ziel molekulare Mechanismen der Präeklampsieerkrankung aufzuklären. Bei PE handelt es sich um eine schwangerschaftsassoziierte Krankheit, die in 3 bis 5 % aller Schwangerschaften auftritt und eine der Hauptursachen für maternale und fetale Mortalität und Morbidität ist. Zudem haben PE-Patientinnen und ihre Kinder im späteren Leben ein erhöhtes Risiko für die Ausbildung kardiovaskulärer und hypertensiver Erkrankungen. Trotz langer und intensiver Forschung konnte die komplexe Pathogenese von PE noch nicht aufgeklärt werden. Im Rahmen der Promotion sollten neue Gene in der präeklamptischen Plazenta identifiziert und ihre Funktionen im Pathogeneseprozess der Krankheit untersucht werden. Dabei war es wichtig die Zusammenhänge der gestörten Prozesse zu verstehen um Mutter und Kind vor schwerwiegenden und langfristigen Folgeerscheinungen von PE zu schützen. Mit dem durchgeführten Gen-Array konnte gezeigt werden, dass bei PE die Expression einiger Gene der Angiogenese-, der Invasions- sowie der Migrationsregulation verändert waren. Zudem konnten anhand von Deregulationen bei der SURVIVIN und BCL6 Expression zwei weitere Gene identifiziert werden, deren Funktionen in der präeklamptischen Plazenta bislang unbekannt waren. Bei PE kam es im Vergleich zur gesunden Kontrolle zu einer verringerten Genexpression von SURVIVIN. Eine Veränderung des Proteinlevels konnte jedoch nicht festgestellt werden. Die Analyse der Survivin Funktionen zeigte, dass die Zellen der präeklamptischen Plazenta, die konstantem zellulärem Stress ausgesetzt sind, versuchen durch Aktivierung aller Überlebensmechanismen, wie einer Stabilisierung des anti-apoptotischen Proteins Survivin, ihr Überleben zu sichern und somit die Funktionalität des ganzen Organs zu gewährleisten. Als multifunktionelles Protein ist Survivin bislang vor allem als Apoptose-Inhibitor sowie als Partner des CPC mit Funktionen bei der Zellteilung bekannt. Die Untersuchungen ergaben, dass Survivin auch in Trophoblastenzellen für den einwandfreien Ablauf der Mitose verantwortlich ist, da es bei einer Depletion zu einem G2/M Arrest der Zellen sowie einer erhöhten Rate an Centrosomen Abberationen und congression Fehlern kam. Die vorliegende Arbeit zeigt zum ersten Mal, dass die Stabilisierung von Survivin bei Präeklampsie der Kompensation der gestörten Trophoblastenfunktionen dient indem die vermehrte Apoptose der Zellen verhindert und die Proliferation der Trophoblasten präzise gesteuert wird. Im Rahmen der Dissertation wurden zudem die Funktionen von BCL6 bei Präeklampsie untersucht. BCL6 ist vorrangig durch seine Rolle bei der B-Zell Reifung und der T-Zell Regulation sowie als Onkogen bei B-Zell Lymphomen und auch bei Mammakarzinomen bekannt. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl die Gen-, wie auch Proteinexpression von BCL6 in der präeklamptischen Plazenta erhöht sind. Bei einer Depletion von BCL6 kam es zu verminderter Proliferation der Trophoblasten mit G2/M Arrest und vermehrter Apoptose sowie reduzierter Invasions- und Migrationsfähigkeit. Eine erhöhte BCL6 Expression führte zu einer verminderten Expression der Fusionsregulatoren Syncytin 2, β-hCG und GCM1, woraus eine gestörte, reduzierte Fusionsfähigkeit der Trophoblasten resultierte. Dies bedeutet, dass die Expression von BCL6 präzise reguliert werden muss um die Trophoblasten zu Beginn der Schwangerschaft vor Apoptose und Zellzyklusarrest zu schützen und somit die Invasion und Plazentation zu ermöglichen. Kommt es im weiteren Verlauf zu einer Deregulation mit erhöhter BCL6 Expression, so resultiert daraus eine verminderte Trophoblastenfusion und Präeklampsie. Zusammenfassend belegt die Arbeit, dass mit Survivin und BCL6 zwei weitere Regulatoren der PE-Pathogenese identifiziert und charakterisiert wurden. Im Rahmen der Promotion konnten die Funktionen bei der Regulation von Zellzyklus, Apoptose sowie Trophoblastenfusion und –invasion dargestellt werden. Weitere Untersuchungen sind jedoch notwendig um die Rolle von Survivin und BCL6 im ersten Schwangerschaftstrimester aufzuklären. Aufgrund ihrer wichtigen Rolle bei PE stellen Survivin und BCL6 neue Möglichkeiten zur Entwicklung von Therapieansätzen sowie zur Identifizierung prognostischer Marker für die Präeklampsieerkrankung dar