Biological activity of a genetically modified BMP-2 variant with inhibitory activity

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Alterations of the binding epitopes of bone morphogenetic protein-2 (BMP-2) lead to a modified interaction with the ectodomains of BMP receptors. In the present study the biological effect of a BMP-2 double mutant with antagonistic activity was evaluated in vivo.</p> <p>Methods</p> <p>Equine-derived collagenous carriers were loaded with recombinant human BMP-2 (rhBMP-2) in a well-known dose to provide an osteoinductive stimulus. The study was performed in a split animal design: carriers only coupled with rhBMP-2 (control) were implanted into prepared cavities of lower limb muscle of rats, specimens coupled with rhBMP-2 as well as BMP-2 double mutant were placed into the opposite limb in the same way. After 28 days the carriers were explanted, measured radiographically and characterized histologically.</p> <p>Results</p> <p>As expected, the BMP-2 loaded implants showed a typical heterotopic bone formation. The specimens coupled with both proteins showed a significant decreased bone formation in a dose dependent manner.</p> <p>Conclusion</p> <p>The antagonistic effect of a specific BMP-2 double mutant could be demonstrated in vivo. The dose dependent influence on heterotopic bone formation by preventing rhBMP-2 induced osteoinduction suggests a competitive receptor antagonism.</p

Significance of site‐specific radiation dose and technique for success of implant‐based prosthetic rehabilitation in irradiated head and neck cancer patients—A cohort study

Background Radiotherapy aggravates implant‐based prosthetic rehabilitation in patients with head and neck cancer. Purpose To evaluate the impact of radiation dose at implant and parotid gland site for prosthetic rehabilitation. Material and methods The retrospective study includes 121 irradiated head and neck cancer patients with 751 inserted implants. Radiation doses on implant bed and parotid gland site were recorded by 3‐dimensional modulated radiation plans. Implant success was clinically and radiographically evaluated according to modified Albrektsson criteria and compared to treatment‐ and patient‐specific data. Results Implant overall survival after 5 years was 92.4% with an implant success rate of 74.9%. Main reasons for implant failure were marginal bone resorption (20.9%), implant not in situ or unloaded (9.6%) and peri‐implantitis (7.5%). A mean radiation dose of 62.6 Gy was applied with a mean parotid dose of 35 Gy. Modulating radiation techniques went along with lower grades of xerostomia (p 50 Gy (HR 7.9), parotid dose >30 Gy (HR 2.3), bone (HR 14.5) and soft tissue (HR 4.5) transplants, bad oral hygiene (HR 3.8), nonmodulated radiation treatment planning (HR 14.5), and nontelescopic prosthetics (HR 5.2). Conclusion Radiotherapy impedes implant success in a dose‐dependent manner at implant site. Modern radiation techniques effectively reduce xerostomia favoring implant‐based prosthetic rehabilitation. Implantation in bone grafts is more critical and telescopic‐retained overdentures should be preferred

Health-related quality of life: a retrospective study on local vs. microvascular reconstruction in patients with oral cancer

BackgroundNew medicinal and surgical oncological treatment strategies not only improve overall survival rates but continually increase the importance of Health-Related Quality of Life (HRQOL). The purpose of this retrospective cross-sectional study was to analyze HRQOL of patients with oral squamous cell carcinoma after ablative surgery and to evaluate predictive factors for HRQOL outcome.MethodsThe study included 88 patients with histologically confirmed oral squamous cell carcinoma of whom 42 had undergone local reconstruction (LR) and 46 microvascular reconstruction (MVR). During follow-up, all patients completed the University of Washington Quality of Life Questionnaire (UW-QOL) containing 12 targeted questions about the head and neck. Descriptive analyses were made for the tumor site, the T-stage, and adjuvant therapies. HRQOL was compared between the LR and the MVR group with parametric tests. Further analyses were impact of the tumor site, the T-status, and the time from surgery to survey on HRQOL. Statistics also included multivariate correlations and different interaction effects.ResultsHRQOL in the LR group was very good' with 84.313.7 and good' in the MVR group with 73.316.5 points. The physical domains swallowing (p=0.00), chewing (p=0.00), speech (p=0.01), taste (p=0.01), and pain (p=0.04) were significantly worse in the MVR group. An increase in the T-status had a significant negative effect on swallowing (p=0.01), chewing (p=0.01), speech (p=0.03), recreation (p=0.05), and shoulder (p=0.01) in both groups. Regarding the tumor site and subsequent loss of HRQOL, patients with squamous cell carcinoma on the floor of the mouth had significantly worse results in the categories pain (p=0.002), speech (p=0.002), swallowing (p=0.03), activity (p=0.02), and recreation (p=0.01) than patients with tumors in the buccal mucosa. Speech (p=0.03) and pain (p=0.01) had improved 1year after surgery.Conclusion Patients with flap reconstruction because of oral squamous cell carcinoma showed very good overall HRQOL. Outcomes for microvascular reconstruction were good, even in the case of larger defects. The T-status is a predictor for HRQOL. Swallowing, chewing, speaking, taste, and pain were the most important issues in our cohort. Implementing HRQOL questionnaires for the assessment of quality of life could further increase the treatment quality of patients with oral cancer

Head and neck melanoma: outcome and predictors in a population-based cohort study

Background To evaluate predictive clinico-pathological characteristics on outcome in head and neck melanoma (HNM) in a population-based study with particular emphasis on the prognostic effect of sentinel lymph node biopsy (SLNB), Charlson comorbidity index (CCI) and distinct tumor localisations. Methods Here we primarily describe a retrospective multicenter population-based cohort study with 402 patients having undergone resection with curative intent of HNM between 2010 and 2017. SLNB was used in the diagnosis of 79 HNM patients. Outcome was analyzed, focusing on SLNB, CCI as well as tumor localisation. Overall survival (OAS) und recurrence free survival (RFS) was examined by uni- and multivariate analysis. Results Histopathologically verified lymph node metastasis according to SLNB was associated with impaired RFS in HNM patients (p = 0.004). Especially in higher tumor stages, the sole implementation of SLNB improved survival significantly in the present cohort (p = 0.042). With most of the HNM being located in the face, melanoma of the scalp and neck could be linked to deteriorated patient’s outcome in uni- as well as multivariate analysis (p = 0.021, p = 0.004). Conclusions SLNB is a useful tool in predicting development of distant metastasis after HNM resection with curative intent. Especially in higher tumor stages, performing a SLNB ameliorated survival of HNM patients. Additionally, CCI as well as a distinct tumor localisations in HNM were identified as important risk factors in our population-based cohort study

Evaluation of life quality in patients with progressed Carcinoma of the Larynx and the Hypopharynx following preoperative chemotherapy and radiation

Diese Studie stellt die Lebensqualität und den Gesundheitszustand von Patienten mit einem fortgeschrittenen Larynx- oder Hypopharynxkarzinom nach neoadjuvanter Chemotherapie und Radiatio dar. Hierbei wird auf verschiedene Teilbereiche der Auswirkungen dieser Erkrankung eingegangen, die individuell den Grad der Lebensqualität beeinflussen. Die Werte geben die durchschnittliche Meinung des Patientenkollektivs wieder und können somit nur gemeinsame Tendenzen hervorbringen. Die Patienten gaben an, nur eine geringe Minderung ihrer Lebensqualität durch die Erkrankung festzustellen. Über 60% des Patientenkollektivs schätzten ihre Lebensqualität bzw. ihren Gesundheitszustand als sehr gut oder nur wenig beeinträchtigt ein. Das Patientenkollektiv bestätigt durch seinen hohen Nikotin- und Alkoholkonsumenten-anteil die Risikofaktoren für diese Erkrankung. Leider konnte der Großteil der Patienten nicht dazu bewegt werden, das Alkoholgenussverhalten zu überdenken und es deutlich zu reduzieren. Die Notwendigkeit, den Nikotinkonsum einzuschränken, wurde eher akzeptiert. Im Hinblick auf die alternative operative Entfernung des Primärtumors und damit des Kehlkopfes, war die erneute Entscheidung für die konservative Therapie für die meisten Patienten eindeutig. Auch die Aufklärung wurde in der Regel positiv bewertet. Der hohe Stellenwert einer erhaltenen Kommunikationsfähigkeit ist für die Patienten der ausschlaggebende Punkt, sich wieder für diese Therapie zu entscheiden. Das Symptom der Xerostomie bereitet den Patienten die größten Schwierigkeiten. Die Auswirkung auf andere Bereiche wie verminderte Gleitfähigkeit der Speisen, schlechterer Prothesensitz und verstärkte Zerkleinerung der Speisen sind hier zu berücksichtigen. Eine erhöhte psychische Belastung ist die Folge, die auch das Sozialleben der Patienten beeinflusst. Dies zeigte sich vor allem in der Frage nach Genuss von Essen in der Gesellschaft. 44 % vermieden es, in der Öffentlichkeit zu essen oder schränkten es zumindest stark ein. Häufiger traten Veränderungen der Stimme auf. Sie waren vor allem durch Heiserkeit bedingt. Die Betroffenen wurden jedoch dadurch nur im geringen Maße gestört. Einschränkungen in der Kopf- und Armbewegung stellen sich aufgrund der nichtoperativen Therapie als geringfügiges Problem dar. Dies trägt dazu bei, dass nur wenige Einschränkungen im Bereich Mobilität bzw. Arbeitsfähigkeit zu verzeichnen waren. Eine geringere Abhängigkeit von den Angehörigen ist die Folge, was die Selbstständigkeit der Patienten erhält und gleichzeitig psychische Belastungen abbaut. Andere Symptome wie Schmerzen, Kieferklemme, Entzündungen im Mund- und Rachenraum kommen aufgrund der bereits durchschnittlich längeren Genesungsphase nur selten vor.This study represents the quality of life and the state of health of patients with a advanced Larynx or Hypopharynxcarcinoma after neoadjuvant chemotherapy and Radiatio. Here with different subranges of the effects of this illness one deals, those individually the degrees of the quality of life affect. The values show the average opinion of the patient collective and can thus only common tendencies out bring. The patients indicated, to determine only a small reduction of their quality of life by the illness. Over 60% of the patient collective estimated their quality of life and/or their state of health as very good or only few impairs. The patient collective confirms the factors of risk for this illness by its high nicotine and consumption of alcohol duck portion. Unfortunately the majority of the patients could not be induced to it, to consider the consumption of alcohol behavior and reduce it clearly. The necessity, to limit the nicotine consumption, rather one accepted. Regarding the alternative operational removal of the primary tumor and thus the larynx, the renewed decision for the conservative therapy for most patients was clear. Also the clearing-up was usually positively evaluated. The high value of a received able to communicateness is for the patients the decisive point, to decide again for this therapy. The symptom of the Xerostomie causes the largest difficulties to the patients. The effect on other ranges as decreased gliding ability of the meals, worse prosthesis seat and intensified cutting up of the meals are to be considered here. A increased psychological load is the result, also the social life of the patients affects. This showed up particularly in the question about benefit of meals in the society. 44% avoided it, in the public to eat or limited it at least strongly. Restrictions in the head and arm movement present themselves due to the not-operational therapy as slight problem. This contributes to it, that only few restrictions within the range mobility and/or. Ability to work to register were. A smaller dependence on the members is the result, which receives the Selbstständigkeit of the patients and diminishes at the same time psychological loads. Other symptoms such as pain, Kieferklemme, Inflammations in the mouth and throat area occur due to the already on the average longer recovery phase only rarely

Anzeichen der Medikamenten-bezogenen Osteonekrose der Kiefer in der zahnärztlichen Röntgendiagnostik

Zur Behandlung von Krankheiten, die mit einer gesteigerten Knochenresorption einhergehen, werden mit Erfolg Medikamente eingesetzt, die die Osteoklastenaktivität hemmen und somit antiresorptiv wirken. Zum einen sind dies die Bisphosphonate, die trotz ihrer nephrotoxischen Wirkung als relativ nebenwirkungsarm gelten. Zum anderen ist es das Denosumab, welches 2010 zugelassen wurde. Seit 2003 werden jedoch zunehmend Osteonekrosen im Bereich der Kiefer im Zusammenhang mit der Einnahme von Bisphosphonaten beobachtet. Auch Denosumab verursacht diese Osteonekrosen, verbleibt jedoch im Gegensatz zu den Bisphosphonaten wesentlich kürzer im Organismus. Somit findet keine Kumulation im Knochen statt – die Wirkung schwindet innerhalb von sechs Monaten nach Absetzen. Bei Bisphosphonaten dauert dieser Prozess bis zu zehn Jahre. Durch die Medikamentenwirkung kommt es zu einer positiven Knochenbilanz, die insbesondere im Bereich der Kiefer aufgrund der dort herrschenden hohen Knochenumbaurate zu beobachten ist. Die dort zunehmende Sklerosierung kann in der Panoramaschichtaufnahme in Form bestimmter radiologischer Zeichen sichtbar werden, da die Knochenzunahme unter anderem zu einer Veränderung der anatomischen Strukturen führt. Dies kann sich als eine verstärkte Darstellung der Lamina dura darstellen oder als schlecht oder nicht heilende Extraktionsalveolen. Auch eine lokale oder generalisierte Sklerosierung mit einem „bimssteinartigen“ Erscheinungsbild kann beobachtet werden. Diese kann sich auf den Alveolarfortsatz beschränken oder im zunehmenden Verlauf bis zur Unterkieferbasis ausdehnen, wobei es dann zu einer verstärkten Darstellung des Canalis mandibulae kommen kann. Weitere Veränderungen im Bereich der Kortikalis sind die Unterbrechung dieser in Form von „schüsselförmigen Defekten“, Sequester oder die Entstehung einer Doppelkontur im Röntgenbild im Bereich der Unterkieferbasis durch eine überschießende periostale Knochenneubildung. Diese retrospektive Studie befasst sich mit diesen Zeichen in der Panoramaschichtaufnahme und soll zur Klärung beitragen, ob diese Zeichen als Prädiktor für die Entstehung einer MRONJ dienen können. Hierzu wurden 60 Panoramaschichtaufnahmen von Patienten mit antiresorptiver Therapie auf diese Zeichen von drei Gutachtern unabhängig bewertet. Als Kontrolle dienten 60 weitere PSAs von Patienten ohne antiresorptive Therapie, sodass die Gutachter 120 Übersichtsaufnahmen untersuchten. Nach Auswertung der Ergebnisse konnte festgestellt werden, dass sich nur die verstärkte Darstellung der Lamina dura und „schüsselförmige Defekte“ tendenziell häufiger bei denjenigen Patienten, die unter antiresorptiver Therapie noch keine Osteonekrose entwickelt hatten zeigte, als bei den Patienten der Kontrollgruppe. Obwohl die persistierende bzw. sichtbare Extraktionsalveole, die verstärkte Darstellung des Canalis mandibulae und auch eine Zunahme der Sklerosierung in der Prüfgruppe signifikant häufiger gesehen werden konnte als in der Kontrollgruppe, erschienen diese Zeichen zumeist bei denjenigen Patienten mit antiresorptiver Therapie, die bereits eine manifeste Osteonekrose entwickelt hatten. Für die in der Literatur häufig als Zeichen der späten MRONJ-Stadien genannten Zeichen (Sequester, Doppelkontur) konnte in dieser Studie kein signifikanter Unterschied zwischen Prüf- und Kontrollgruppe festgestellt werden. Ursächlich hierfür könnte die geringe Fallzahl sein. Zusammenfassend ist zu sagen, dass keines der radiologischen Zeichen in der Pa-noramaschichtaufnahme zuverlässig als Prädiktor für das Risiko einer Entstehung einer MRONJ dient. Viele Zeichen finden sich erst in späten Stadien der MRONJ (Stadium 1-3). Nur das Zeichen der Verstärkung der Lamina dura kann als Indikator gesehen werden, sollte aber immer in den Zusammenhang mit der klinischen Situation und der Anamnese gebracht werden

Can dental panoramic radiographic findings serve as indicators for the development of medication-related osteonecrosis of the jaw?

Objectives: The purpose of this case-control study was to find a correlation between certain imaging findings in dental panoramic radiographs and the risk for developing a medication-related osteonecrosis of the jaw (MRONJ) in patients taking antiresorptive therapy (AT). Methods: Randomized and blinded dental panoramic radiographs of 60 patients undergoing antiresorptive drug treatment (36 patients with MRONJ, 24 patients without MRONJ) and of 60 patients without AT were analyzed by 3 experts for the following signs: sequestrum, osteosclerosis, difference in sclerosing of alveolar process and body of mandible, visible alveolar socket, enhancement and loss of lamina dura, enhancement of the oblique ridge, enhancement of the mandibular canal, proliferative periostitis and osteolytic processes at the cortex. Results: Signs were seen significantly more often in patients undergoing AT than in the control group (CG) (osteosclerosis p-value = 0.019, visible alveolar socket p-value = 0.001, enhancement of lamina dura p-value <0.001, enhancement of the mandibular canal p-value = 0.025, proliferative periostitis p-value = 0.05 and osteolytic processes at the cortex p-value < 0.001). While there is no significant difference between the CG and the group of patients with AT without manifest MRONJ for any sign, the significance increases when taking the group of patients under AT with manifest MRONJ into consideration. In addition, if medication was administered for malignant reasons, the signs visible alveolar socket, enhancement of the lamina dura and the enhancement of the mandibular canal were seen significantly more often. Conclusions: The radiographic findings mentioned above are not indicators for the development of MRONJ, as they are seen only in patients with manifest osteonecrosis. However, these findings could be important to assess the dimension and potency of a MRONJ

Ascorbic acid-induced anticancer effect based on the inability of tumour cells to detoxify ROS

Die Bedeutung von Ascorbinsäure als „Krebsschutzfaktor“ wird auch weiterhin kontrovers diskutiert. Seit einiger Zeit wird vermutet, dass Ascorbinsäure oxidativen Stress auslöst. In der vorliegenden Untersuchung wurde die Wirkung von Ascorbinsäure auf 12 maligne und 3 benigne Zelllinien in vitro untersucht. Die Zellen wurden für 2 bzw. 14 Stunden mit unterschiedlichen Konzentrationen von Ascorbinsäure (5 bis 100 mmol/L) inkubiert und 24, 48 und 72 Stunden nach Versuchsbeginn der Anteil vitaler Zellen bestimmt. Die hierfür verwendeten Assays, WST-8 und Kristallviolett-Assay, ließen zudem Aussagen über die Stoffwechselaktivität (WST-8) und Zellvitalität (Kristallviolett) zu. Die schädigende Wirkung von Ascorbinsäure wurde als EC50-Wert angegeben, bei dieser Ascorbinsäure-Konzentration sind 50 % der Zellen zerstört. Ascorbinsäure wirkte nach 2 Stunden Inkubation kaum zelltoxisch, während nach 14 Stunden Inkubation eindeutige zelltoxische Effekte bei 6 der 12 malignen Zelllinien zu beobachten waren. So waren die drei getesteten Glioblastomzelllinien allesamt bereits bei einer Ascorbinsäure-Konzentrationen von 5 mmol/L nahezu vollkommen zerstört (EC50: 2,6-5,5 mmol/L). Die Mammakarzinomzelllinie BT-20 hingegen war am widerstandsfähigsten gegenüber dem zelltoxischen Effekt der Ascorbinsäure (EC50: 95 mmol/L). Als wesentliches Effektormolekül der zelltoxischen Wirkung der Ascorbinsäure wurde Wasserstoffperoxid identifiziert. Die Zugabe von Katalase schützt Ascorbinsäure- sensitive Zellen, in dem es Wasserstoffperoxid abbaut. Ein weiteres Indiz hierfür ist, dass Zelllinien, die gegenüber dem Ascorbinsäure-vermittelten Effekt unempfindlich waren, dies auch gegenüber Wasserstoffperoxid waren. Umgekehrt waren Zelllinien, die empfindlich gegenüber dem Ascorbinsäurevermittelten zelltoxischen Effekt reagierten, auch empfindlich gegenüber Wasserstoffperoxid. 45 Eine wesentliche sich aus den Daten dieser Arbeit ergebende Frage ist die, worin sich Ascorbinsäure-resistente Tumorzellen von Ascorbinsäure-empfindlichen Tumorzellen unterscheiden. Da Ascorbinsäure-empfindliche Zellen durch Zugabe von Katalase vor der zelltoxischen Wirkung der Ascorbinsäure geschützt werden, liegt die Vermutung nahe, dass eine wesentliche Ursache hierfür in der zelleigenen Katalase begründet liegt. Somit sollten Ascorbinsäureresistente Zellen mehr bzw. aktivere Katalase aufweisen, als Ascorbinsäureempfindliche Zellen. Diese Vermutung ist in weiteren Experimenten zu überprüfen.Ascorbic acid (Asc) has a controversial history in supportive cancer treatment. The Asc-mediated cytotoxic effect is based on the local production of hydrogen peroxide (H2O2). Tumour cells lines were screened for their susceptibility or resistance to Asc-mediated cytotoxicity. The purpose of this study was to analyse the impact of ascorbic acid modifying tumour cell vitality. A panel of twelve tumour cell lines, carcinomas and glioblastoma, were exposed to serial dilutions of Asc (0-100 mmol/L) up to 2 and 14hrs in vitro. The Asc concentration that effectively decreased survival by 50% (EC50) was determined by wst-8 and crystal violet assay. The tested cell lines demonstrated obvious differences in their resistance to Asc. Fifty percent of the cancer cell lines had an EC50 >20mM and were resistant to Asc, whereas fifty percent had an EC50 <10mM; they were susceptible to Asc. In addition, Asc resistant cell lines were also cross-resistant to H2O2. Glioblastoma cell lines were found to be the most susceptible cell lines (EC50: 2.5-6mM). External catalase (250U) neutralizes the cytotoxic effect of Asc and protects against cell death