4 research outputs found
Biomarker-based phenotyping of myocardial fibrosis identifies patients with heart failure with preserved ejection fraction resistant to the beneficial effects of spironolactone: results from the Aldo-DHF trial
Background:
Myocardial fibrosis is characterized by excessive crossâlinking and deposition of collagen type I and is involved in left ventricular stiffening and left ventricular diastolic dysfunction (LVDD). We investigated whether the effect of spironolactone on LVDD in patients with heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) depends on its effects on collagen crossâlinking and/or deposition.
Methods and results:
We investigated 381 HFpEF patients from the multicentre, randomized, placeboâcontrolled AldoâDHF trial with measures of the E:e' ratio. The ratio of serum carboxyâterminal telopeptide of collagen type I to serum matrix metalloproteinaseâ1 (CITP:MMPâ1, an inverse index of myocardial collagen crossâlinking) and serum carboxyâterminal propeptide of procollagen type I (PICP, a direct index of myocardial collagen deposition) were determined at baseline and after 1âyear treatment with spironolactone 25âmg once daily or placebo. Patients were classified by CITP:MMPâ1 and PICP tertiles at baseline. While CITP:MMPâ1 tertiles at baseline interacted (Pâ<â0.05) with spironolactone effect on E:e', PICP tertiles did not. In fact, while spironolactone treatment did not modify E:e' in patients with lower CITP:MMPâ1 levels, this ratio was significantly reduced in the remaining spironolactoneâtreated patients. In addition, PICP was unchanged in patients with lower CITP:MMPâ1 levels but was reduced in the remaining spironolactoneâtreated patients.
Conclusions:
A biochemical phenotype of high collagen crossâlinking identifies HFpEF patients resistant to the beneficial effects of spironolactone on LVDD. It is suggested that excessive collagen crossâlinking, which stabilizes collagen type I fibres, diminishes the ability of spironolactone to reduce collagen deposition in these patients
Characterization of the synergistic effect of saponins and protein toxins
Zielgerichtete Wirkstoffe in der Tumortherapie verbessern die spezifische
Eliminierung von Tumorzellen und verringern gleichzeitig Nebenwirkungen.
Zervixkarzinome stellen die zweithÀufigste Krebserkrankung bei Frauen dar und
bei 90% der Tumoren wurde eine Ăberexpression des epidermal growth factor
receptor (EGFR) nachgewiesen. Aus diesem Grund wurde die Wirkung des
zielgerichteten Toxins SE auf Zervixkarzinomzellen eingehend charakterisiert.
SE ist ein Fusionsprotein aus dem pflanzlichen Proteintoxin Saporin und dem
humanen epidermal growth factor, dem Liganden des EGFR. ZusÀtzlich wurde die
toxizitÀtssteigernde Wirkung des Saponingemischs Saponinum album (Spn) aus
Gypsophila paniculata untersucht. SE fĂŒhrte auf fast allen untersuchten
Zervixkarzinomzellen zu einer starken Wachstumsinhibition, die zusÀtzlich
durch Spn enorm gesteigert werden konnte (bis zu 76.000fach). Da sowohl SE als
auch Spn in den eingesetzten Konzentrationen alleine nicht toxisch waren,
liegt ein eindeutig synergistischer Effekt vor. Weiterhin ist der
nachgewiesene Effekt rezeptorspezifisch, wie mit Hilfe von Saporin ohne den
Liganden sowie der linearen Korrelation zwischen der EGFR-Expression und der
SE-Wirkung nachgewiesen werden konnte. Das Vorhandensein des EGFR ist eine
Voraussetzung fĂŒr die verstĂ€rkende Wirkung von Spn, diese beruht jedoch nicht
auf einer erhöhten Expression des EGFR durch Spn. Es lag keine lineare
Korrelation zwischen der EGFR-Expression und der Wirkung von SE in Kombination
mit Spn vor. Zur Untersuchung des Wirkmechanismus von Spn wurde die Aufnahme
von SE charakterisiert. Interessanterweise konnten in Inhibitionsstudien
deutliche Unterschiede in der Aufnahme von SE in AbhÀngigkeit von Spn
nachgewiesen werden. In Abwesenheit von Spn erfolgt die SE-Aufnahme unabhÀngig
von Clathrin, Aktin und der AnsÀuerung der Endosomen. In Anwesenheit von Spn
sind diese Proteine und Mechanismen jedoch essentiell fĂŒr die toxische Wirkung
von SE. ZusÀtzlich konnte nachgewiesen werden, dass Spn keinen Einfluss auf
retrograd transportierte Toxine ausĂŒbt. Daher ist es unwahrscheinlich, dass
Spn auf diesem Weg die Wirkung von SE verstĂ€rkt. FĂŒr einen Einsatz von
Tumortherapeutika ist es von groĂer Bedeutung wie die behandelten Zellen
absterben, da die Aktivierung der Nekrose zu starken Nebenwirkungen fĂŒhren
kann. FĂŒr die Behandlung mit SE konnten typisch apoptotische Prozesse
nachgewiesen werden (Spaltung der Poly-ADP-Ribose-Polymerase 1, DNA-
Fragmentierung, Beteiligung proapoptotischer Proteine). Interessanterweise
erfolgte der Zelltod unabhÀngig von der Caspase 3. Nekrotische Prozesse
konnten eindeutig ausgeschlossen werden. Schon leichte VerÀnderungen in der
Zusammensetzung des Saponingemischs könnten einen Therapieerfolg beeinflussen.
Aus diesem Grund wurden verschiedene isolierte Saponine untersucht und fĂŒr
zwei Saponine hervorragende Eigenschaften bei der VerstÀrkung der
CytotoxizitĂ€t von SE nachgewiesen. FĂŒr die Wirkung der Saponine sind
verschiedene strukturelle Eigenschaften von besonderer Bedeutung. Die
AufklĂ€rung dieser relevanten Strukturen ist fĂŒr den Einsatz in der
Tumortherapie von besonderer Bedeutung. Die vorgestellten Arbeiten konnten das
VerstĂ€ndnis fĂŒr den molekularen Mechanismus der verstĂ€rkenden Wirkung von Spn
wesentlich verbessern. Durch die sehr erfolgreiche Analyse der isolierten
Saponine stehen nun geeignete Methoden fĂŒr prĂ€klinische Studien zur VerfĂŒgung.The use of monoclonal antibodies and targeted toxins significantly improves
the specific elimination of cancer cells and therefore decreases side effects.
Cervical cancer is the second most common cancer in women. The epidermal
growth factor receptor (EGFR) is overexpressed in 90% of the cervical
carcinomas. Therefore the impact of the targeted toxin SE on human cervical
carcinoma cell lines was studied in detail. SE consists of the plant protein
toxin saporin and the human epidermal growth factor, the ligand of EGFR.
Preceding studies revealed a strong enhancement of the cytotoxicity of SE by
the saponin composite Saponinum album (Spn) from Gypsophila paniculata. The
treatment with SE resulted in a strong growth inhibition on nearly all of the
tested cervical carcinoma cell lines and was dramatically enhanced by the
combined application of Spn (up to 76 000-fold). This effect is clearly
synergistic; both SE and Spn alone are non-toxic at the applied
concentrations. Since the protein toxin saporin is scarcely cytotoxic, the
demonstrated effect is clearly dependent on EGFR. This was confirmed by a
clear correlation between the expression level of EGFR and the impact of SE.
Spn by itself does not increase the expression of EGFR and therefore the
enhancing property of Spn is independent of the EGFR expression level.
However, if the EGFR is expressed at all Spn mediates a stronger enhancement.
Inhibition studies were performed to analyze the enhancing property of Spn.
Interestingly, a clear difference in the uptake of SE in presence or absence
of Spn was found. The uptake of SE occurs independently of the presence of
clathrin and actin and no acidification of the endosomes is necessary. Upon
combination with Spn, SE is delivered by other mechanisms, requiring clathrin,
actin and an acidification of the endosomes. Additionally, it was clearly
excluded that Spn has an influence on retrograd transported toxins. It is
therefore unlikely that Spn enhances the toxicity of SE via this mechanism. To
date, it was not known which cell death mechanism is activated by SE. This
knowledge, however, would be relevant for the use of SE in therapies, since
the activation of necrosis will cause strong side effects. The treatment with
SE resulted in apoptotic processes, demonstrated by the cleavage of Poly-ADP-
Ribose-Polymerase 1, DNA-fragmentation and involvement of proapoptotic
proteins. Interestingly, cell death was independent of caspase 3 activation.
Necrotic processes were excluded due to the absence of the typical loss of
membrane integrity. The use of a saponin composite in tumor therapies is not
advisible, because slight changes in composition may have a large impact on
the success of the therapy. Therefore, purified saponins were studied and two
different saponins revealed excellent enhancing properties on the cytotoxicity
of SE. Structural properties are very important for the function of saponins
and the clarification of the relevant structures for the enhancing property of
saponins is of utmost importance for their application in therapies. This
study on the mechanism of action of the targeted toxin SE and the combination
of SE and Spn considerably contributes to the understanding of the molecular
mechanism that is mainly based on the enhancement caused by Spn. The
successful analysis of the isolated saponins offers promising data for
preclinical studies