Etablierung und Qualitätskontrolle der Radioligandentherapie mit Yttrium-90 und Lutetium-177 zur Behandlung neuroendokriner Tumoren am Uniklinikum Marburg

Neuroendokrine Tumoren sind seltene und sehr heterogene Neoplasien. Ein Großteil der Patienten weist bei Diagnosestellung bereits eine Fermetastasierung auf, so dass keine Möglichkeit mehr für eine kurative chirurgische Therapie besteht. Auch die Anzahl systemischer Therapieoptionen ist begrenzt. Die medikamentöse Therapie mit Somatostatinanaloga hat neben der Symptomkontrolle auch eine erwiesene antiproliferative Wirkung und findet bei der Behandlung von NET-Patienten einen breiten Einsatz. Eine Chemotherapie ist aufgrund des meist langsamen Wachstums der neuroendokrinen Tumore nur eingeschränkt anwendbar. Eine gängige Kombination bei höher proliferativen Tumoren ist Cisplatin und Etoposid, neue Ansätze umfassen Streptozocin, 5-FU und Doxorubicin. Eine weitere Option ist eine Therapie mit molekularem Targeting beispielsweise der Angiogenese, von mTOR, von Tyrosinkinasen oder Wachstumsfaktoren. Sowohl der Tyrosinkinaseinhibitor Sunitinib, als auch der mTOR-Inhibitor Everolimus werden bereits zur Therapie pankreatischer neuroendokriner Tumore eingesetzt. Eine wichtige Säule der systemischen Therapie ist die Radionuklidtherapie, bei der über Somatostatinrezeptoren, welche von vielen der neuroendokrinen Tumoren überexprimiert werden, ein Radionuklid in die Tumorzellen aufgenommen wird und dort zu DNA-Doppelstrangbrüchen führt. An dem Universitätsklinikum in Marburg wurden von 2009 bis 2012 35 Patienten mit metastasierten neuroendokrinen Tumoren mit einer Radionuklidtherapie behandelt. Die verwendeten Radiopharmaka waren hierbei entweder Yttrium-90-DOTATOC oder Lutetium-177-DOTATOC. Ziel dieser Arbeit war die Analyse der Qualität und Sicherheit dieser Therapie und der Vergleich mit den publizierten Ergebnissen anderer Zentren. Hierfür erfolgte eine retrospektive Analyse der Patientendaten. Bezüglich der Patientencharakteristika ergab sich kein wesentlicher Unterschied zwischen beiden Gruppen. Die akuten Nebenwirkungen der Therapie, bei denen es sich vor allem um Übelkeit, Erbrechen und eine Exazerbation von tumorassoziierten Schmerzen handelte, traten vermehrt bei den mit Yttrium-90 therapierten Patienten auf und waren gut therapierbar. Eine Nephrotoxizität Grad 3 oder 4 trat bei 4 Patienten der Yttrium-90-Therapiegruppe und 2 Patienten der Lutetium-177-Therapiegruppe auf, wobei diese bei 2 Patienten der Yttrium-90-Gruppe über den gesamten Beobachtungszeitraum persistierte. Hämatotoxische Effekte der Therapie waren meist passager und überwiegend leichtgradig. Beide Therapiegruppen zeigten milde Thrombozytopenien bis 12 Monate nach dem letzten Therapiezyklus. Eine schwere Thrombozytopenie trat nur bei einem Patienten der Lutetium-177-Gruppe auf. Leukozytopenien waren ebenfalls mild und bei je ein bis zwei Patienten pro Therapiegruppe innerhalb der ersten 6 Monate zu verzeichnen. Einzig für das Auftreten von Anämien zeigte sich ein signifikanter Unterschied zwischen beiden Gruppen mit einem deutlich höheren Anteil von bis zu 90% in der Yttrium-90-Gruppe. Die unerwünschte Wirkung auf die Erythropoese hielt in dieser Gruppe bis zum Ende des Beobachtungszeitraumes an. Hinweise auf eine hepatotoxische Wirkung der Therapie ergaben sich nicht. Das Therapieansprechen wurde in drei Subanalysen ausgewertet: biochemisches, morphologisches und klinisches Ansprechen. Für das biochemische Ansprechen wurde ein Absinken der Tumormarker unter 50% als Zeichen eines Progress und die Werte zwischen diesen als stabiler Verlauf gewertet. Für Chromogranin A ergab sich in der Yttrium-Gruppe ein Gesamtansprechen von 85%, in der Lutetium-Gruppe von 67%. Das biochemische Ansprechen für Serotonin betrug 90% in der Yttrium- und 92% in der Lutetium-Gruppe. Für die bildmorphologische Auswertung des Tumorwachstums anhand der RECIST-Kriterien ergab sich in der Yttrium-90-Gruppe mit 40% regressiven und 27% stabilen Befunden ein Gesamtansprechen von 67%. In der Lutetium-177-Gruppe zeigte sich ein Gesamtansprechen von 85% mit einem Anteil von 20% an regressiven und 65% stabilen Krankheitsverläufen. Eine klinische Verbesserung nach der Radionuklidtherapie ergab sich in der Yttrium-90-Gruppe zu 67% und in der Lutetium-177-Gruppe zu 45%. Ein signifikanter Unterschied für das Therapieansprechen zwischen beiden Gruppen bestand nicht. Auch zeigte sich kein Vorteil in Bezug auf das Überleben, was zum Abschluss der Datenerhebung bei je 79% in beiden Gruppen lag. Die in der Klinik für Nuklearmedizin durchgeführte Radionuklidtherapie mit Yttrium-90-DOTATOC und Lutetium-177-DOTATOC entspricht in ihrem Nebenwirkungsprofil und Antitumoreffekt den Ergebnissen aktueller internationaler Studien und ist eine sichere und nebenwirkungsarme Therapieoption für Patienten mit metastasierten neuroendokrinen Tumoren. Trotz der vielversprechenden bisherigen Ergebnisse gibt es noch Raum für eine weitere Optimierung der Radionuklidtherapie. Zukünftige Entwicklungen umfassen zum einen den Einsatz von individualisierten Verfahren zur Dosimetrie und die Entwicklung von neuen nephroprotektiven Substanzen, um die toxischen Effekte der Therapie weiter zu minimieren. Zum anderen werden neue Somatostatinanaloga und –antagonisten mit verbesserten Bindungseigenschaften und einem größeren Spektrum an Ziel-Rezeptoren entwickelt. Andere präklinische und klinische Studien befassen sich gegenwärtig mit der Untersuchung von neoadjuvanten Radiosensitizern, der Kombination der Radionuklidtherapie mit einer Chemotherapie oder der Kombination von Yttrium-90 und Lutetium-177, um eine stärkere Wirkung auf die Tumorzellen zu erzielen

Depressive Störungen in der Postmenopause und die Rolle der Hormonersatztherapie

Grundlage der Dissertation ist eine von der Autorin konzipierte und geleitete randomisierte, doppelblinde, plazebokontrollierte klinische Studie zum Einfluss der kontinuierlich-kombinierten Hormonersatztherapie über 24 Wochen auf die Depressionsstärke und die Lebensqualität depressiver postmenopausaler Frauen. Es sollten weiterhin Aussagen über die klinische Relevanz des Behandlungseffektes getroffen werden. Das Arzturteil über die therapeutische Wirksamkeit und unerwünschte Wirkungen der Behandlung wurde dabei berücksichtigt. Im Rahmen der Dissertation wurde darüber hinaus der Frage nachgegangen, ob die Veränderung der Depressionsstärke unter Behandlung von der Veränderung vasomotorischer Beschwerden und Schlafstörungen oder von einer positiven Anamnese für "estrogenabhängige depressive Störungen" (prämenstruelles Syndrom [PMS] und/oder postnatale Depression [PND]) in der fertilen Lebensphase abhängig ist. Insgesamt 129 postmenopausale Frauen im Alter von 48-65 Jahren mit einer leichten bis moderaten depressiven Episode nach ICD-10: F32.0, F32.1 im Rahmen des postmenopausalen Syndroms (ICD-10: N95.1) und einem Ausgangswert in der Hamilton Depression Skala [HAMD] > 16 wurden in die klinische Studie eingeschlossen

Functional validation of Alzheimer’s disease risk genes using established and pluripotent human cell culture models

Alzheimer’s disease is a neurodegenerative disorder that leads to the progressive loss of neurons and affects millions of patients worldwide. The risk of Alzheimer’s disease is mainly conferred through genetic risk factors, some of which are still not identified. The recent advances in sequencing technologies have uncovered many previously unknown and potentially pathogenic single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in Alzheimer’s disease patients. Given the large number of these Alzheimer’s disease-associated SNPs, the functional characterization and proof of their relevance for this disease is urgently needed. Here, I functionally analyzed the relevance of coding and non-coding risk SNPs in the SORL1 and SORT1 gene that encode for the VPS10P domain receptors SORLA and sortilin. VPS10P domain receptors are a unique class of neuronal sorting receptors that direct intracellular transport of target proteins between trans-Golgi network (TGN), cell surface and endosomes. Sortilin acts as a neuronal clearance receptor for both APOE (apolipoprotein E), the major genetic risk factor for late-onset Alzheimer’s disease, and progranulin, a protective factor for frontotemporal lobar degeneration. A risk locus of several genetically linked SNPs upstream of the SORT1 gene was associated with SORT1 expression levels in the liver. To test whether this risk locus is indeed a regulator of SORT1 expression in the liver and possibly in the brain, I differentiated human iPSCs carrying minor or major variants of these SNPs into hepatocytes and cortical neurons. I also used genome-editing techniques to specifically exchange the proposed functional SNP rs12740374 from major to minor variant in order to verify the functionality of this SNP in isogenic cell lines. My data demonstrated that the SORT1 risk locus predicts SORT1 expression in iPSC-derived hepatocytes, but not in iPSC-derived neurons, which may be explained by lower expression levels of the transcription factor C/EBPα in neurons. Analysis of isogenic iPSC lines suggested that the proposed functional SNP rs12740374 indeed determines SORT1 expression in hepatocytes. SORLA is a trafficking receptor for both the Aβ peptide as well as its precursor protein (APP) and thus affects Aβ accumulation in the brain, one of the hallmarks of Alzheimer’s disease. Recently, potentially pathogenic coding SORL1 mutations were identified in early-onset Alzheimer’s disease (EOAD) patients. I functionally characterized the EOAD-associated SORL1 mutations by overexpressing mutant receptor variants in an established neuronal cell line (SH-SY5Y). Out of the three analyzed EOAD-associated SORL1 mutations, the N1358S mutation demonstrated an increase in extracellular Aβ levels compared to the wildtype condition. Neither impaired binding of APP nor affected lysosomal targeting of Aβ could explain the increase in Aβ levels in the mutant SORLAN1358S cells. However, the subcellular trafficking of both SORLA and APP was altered in the SORLAN1358S overexpressing cell line, with more SORLA and APP localizing to endosomal instead of Golgi compartments when compared to the SORLAWT overexpressing cell line. I performed an unbiased interactome screen of SORLAWT and SORLAN1358S and identified several interaction partners of SORLA related to endosomal trafficking that may be affected by the N1358S mutation. Furthermore, the interactome screen revealed the exosomal protein MFG-E8 as a previously unknown interaction partner of SORLA, suggesting a novel role of SORLA in sorting MFG-E8, and potentially Aβ, for exosome secretion. Taken together, my data elucidate the cell type specific transcriptional regulation of SORT1 and the pathological mechanism of the EOAD-associated N1358S mutation in SORL1. They also highlight the importance of validating disease-associated genetic variants and substantiate iPSC-derived neurons and hepatocytes for modeling VPS10P domain receptor function

Preferences for treatment of Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD): a discrete choice experiment

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>While there is an increasing emphasis on patient empowerment and shared decision-making, subjective values for attributes associated with their treatment still need to be measured and considered. This contribution seeks to define properties of an ideal drug treatment of individuals concerned with Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD). Because of the lack of information on patient needs in the decision-makers assessment of health services, the individuals' preferences often play a subordinate role at present. Discrete Choice Experiments offer strategies for eliciting subjective values and making them accessible for physicians and other health care professionals.</p> <p>Methods</p> <p>The evidence comes from a Discrete Choice Experiments (DCE) performed in 2007. After reviewing the literature about preferences of ADHS we conducted a qualitative study with four focus groups consisting of five to eleven ADHS-patients each. In order to achieve content validity, we aimed at collecting all relevant factors for an ideal ADHS treatment. In a subsequent quantitative study phase (n = 219), data was collected in an online or paper-pencil self-completed questionnaire. It included sociodemographic data, health status and patients' preferences of therapy characteristics using direct measurement (23 items on a five-point Likert-scale) as well as a Discrete-Choice-Experiment (DCE, six factors in a fold-over design).</p> <p>Results</p> <p>Those concerned were capable of clearly defining success criteria and expectations. In the direct assessment and the DCE, respondents attached special significance to the improvement of their social situation and emotional state (relative importance 40%). Another essential factor was the desire for drugs with a long-lasting effect over the day (relative importance 18%). Other criteria, such as flexibility and discretion, were less important to the respondents (6% and 9%, respectively).</p> <p>Conclusion</p> <p>Results point out that ADHD patients and their family members have clear ideas of their needs. This is especially important against the backdrop of present discussions in the healthcare sector on the relevance of patient reported outcomes (PROs) and shared decision-making. The combination of the methods used in this study offer promising strategies to elicit subjective values and making them accessible for health care professionals in a manner that drives health choices.</p

Generation of Healthy Mice from Gene-Corrected Disease-Specific Induced Pluripotent Stem Cells

Using the murine model of tyrosinemia type 1 (fumarylacetoacetate hydrolase [FAH] deficiency; FAH−/− mice) as a paradigm for orphan disorders, such as hereditary metabolic liver diseases, we evaluated fibroblast-derived FAH−/−-induced pluripotent stem cells (iPS cells) as targets for gene correction in combination with the tetraploid embryo complementation method. First, after characterizing the FAH−/− iPS cell lines, we aggregated FAH−/−-iPS cells with tetraploid embryos and obtained entirely FAH−/−-iPS cell–derived mice that were viable and exhibited the phenotype of the founding FAH−/− mice. Then, we transduced FAH cDNA into the FAH−/−-iPS cells using a third-generation lentiviral vector to generate gene-corrected iPS cells. We could not detect any chromosomal alterations in these cells by high-resolution array CGH analysis, and after their aggregation with tetraploid embryos, we obtained fully iPS cell–derived healthy mice with an astonishing high efficiency for full-term development of up to 63.3%. The gene correction was validated functionally by the long-term survival and expansion of FAH-positive cells of these mice after withdrawal of the rescuing drug NTBC (2-(2-nitro-4-fluoromethylbenzoyl)-1,3-cyclohexanedione). Furthermore, our results demonstrate that both a liver-specific promoter (transthyretin, TTR)-driven FAH transgene and a strong viral promoter (from spleen focus-forming virus, SFFV)-driven FAH transgene rescued the FAH-deficiency phenotypes in the mice derived from the respective gene-corrected iPS cells. In conclusion, our data demonstrate that a lentiviral gene repair strategy does not abrogate the full pluripotent potential of fibroblast-derived iPS cells, and genetic manipulation of iPS cells in combination with tetraploid embryo aggregation provides a practical and rapid approach to evaluate the efficacy of gene correction of human diseases in mouse models

Rare coding variants in PLCG2, ABI3, and TREM2 implicate microglial-mediated innate immunity in Alzheimer's disease

We identified rare coding variants associated with Alzheimer’s disease (AD) in a 3-stage case-control study of 85,133 subjects. In stage 1, 34,174 samples were genotyped using a whole-exome microarray. In stage 2, we tested associated variants (P<1×10-4) in 35,962 independent samples using de novo genotyping and imputed genotypes. In stage 3, an additional 14,997 samples were used to test the most significant stage 2 associations (P<5×10-8) using imputed genotypes. We observed 3 novel genome-wide significant (GWS) AD associated non-synonymous variants; a protective variant in PLCG2 (rs72824905/p.P522R, P=5.38×10-10, OR=0.68, MAFcases=0.0059, MAFcontrols=0.0093), a risk variant in ABI3 (rs616338/p.S209F, P=4.56×10-10, OR=1.43, MAFcases=0.011, MAFcontrols=0.008), and a novel GWS variant in TREM2 (rs143332484/p.R62H, P=1.55×10-14, OR=1.67, MAFcases=0.0143, MAFcontrols=0.0089), a known AD susceptibility gene. These protein-coding changes are in genes highly expressed in microglia and highlight an immune-related protein-protein interaction network enriched for previously identified AD risk genes. These genetic findings provide additional evidence that the microglia-mediated innate immune response contributes directly to AD development

Multidifferential study of identified charged hadron distributions in ZZ-tagged jets in proton-proton collisions at s=\sqrt{s}=13 TeV

Jet fragmentation functions are measured for the first time in proton-proton collisions for charged pions, kaons, and protons within jets recoiling against a $Z$ boson. The charged-hadron distributions are studied longitudinally and transversely to the jet direction for jets with transverse momentum 20 $< p_{\textrm{T}} < 100$ GeV and in the pseudorapidity range $2.5 < \eta < 4$. The data sample was collected with the LHCb experiment at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 1.64 fb$^{-1}$. Triple differential distributions as a function of the hadron longitudinal momentum fraction, hadron transverse momentum, and jet transverse momentum are also measured for the first time. This helps constrain transverse-momentum-dependent fragmentation functions. Differences in the shapes and magnitudes of the measured distributions for the different hadron species provide insights into the hadronization process for jets predominantly initiated by light quarks.Comment: All figures and tables, along with machine-readable versions and any supplementary material and additional information, are available at https://cern.ch/lhcbproject/Publications/p/LHCb-PAPER-2022-013.html (LHCb public pages