Identifizierung, Validierung und Charakterisierung neuer Tumorantigene bei Karzinomen der oberen Atemwege

Maligne Erkrankungen sind die zweithäufigste Todesursache in den industrialisierten Nationen. Trotz intensiver Forschung in den letzten Jahrzehnten haben sich die Prognosen nur bei einigen Tumorentitäten signifikant verbessert. Die Hauptprobleme sind nach wie vor das Fehlen valider Marker für die Frühdiagnose und hohe Rezidivraten, die aufgrund mangelnder Detektion von disseminierten Tumorzellen entstehen. Tumorantigene erlangen eine immer wichtigere Bedeutung, da sie zur Visualisierung von okkulten Tumorzellen und als Zielstrukturen der spezifischen adoptiven Immuntherapie dienen können. Tumorantigene (TAs) bzw. eine gesteigerte humorale Antwort gegen TAs, besitzen außerdem ein großes Potenzial als zirkulierender Biomarker in der Frühdiagnose. In dieser Arbeit wurde am Beispiel von Karzinomen der oberen Atemwege eine neue Technik zur Identifizierung von TAs entwickelt (AMIDA, Autoantibody Mediated Identification of Antigens), welche einige Limitationen der bereits etablierten SEREX- und PROTEOMEX-Technik umgeht. AMIDA ermöglicht es, im Gegensatz zu SEREX, TAs zu identifizieren, die durch posttranslationale Modifikationen oder aberrante Lokalisationen immunogen wurden. Diese TAs sind häufig tumorspezifisch und eignen sich hervorragend als Biomarker oder als Zielstrukturen für Therapien. Der Vorteil von AMIDA gegenüber PROTEOMEX ist die Immunpräzipitation von Antigenen aus primären Tumorbiopsien mit autologen Serumantikörpern, vor der Auftrennung in einer 2D-Gelelektrophorese und der anschließenden Identifizierung der TAs im Massenspektrometer. Dadurch können TAs aus dem kompletten Proteom identifiziert werden und nicht nur aus der Proteinauswahl, die in einer klassischen 2D-Gelelektrophorese auftrennbar ist. AMIDA führte zur Identifizierung von 27 unterschiedlichen, potenziellen Tumorantigenen, wobei sechzehn TAs bis zum Zeitpunkt ihrer Identifizierung nicht mit malignen Erkrankungen und weitere vier nicht mit HRK assoziiert wurden. Hierbei stellte sich Zytokeratin 8 (CK8) als interessanter Marker für okkulte Tumorzellen heraus, da es bereits in hyperplastischem Rachenepithel vermehrt gebildet und in Neoplasien bzw. Metastasen ausschließlich von Tumorzellen stark überexprimiert wird. CK8 ist zudem ein interessantes Zielmolekül für Immuntherapien mit monoklonalen Antikörpern, da es auf Karzinomzellen ektopisch an der Zelloberfläche lokalisiert. Darüber hinaus zeigten Patienten mit HR-Karzinomen im Vergleich zu gesunden Probanden bereits in sehr frühen Tumorstadien eine deutlich gesteigerte humorale Antwort gegen CK8, was Serumantikörper gegen CK8 zu einem potenziellen zirkulierenden Biomarker in der Frühdiagnose macht. Zwei weitere AMIDA-TAs, AAA-TOB3 bzw. das hypothetische Protein KIAA1273, werden ebenfalls in HRK überexprimiert. Es konnte gezeigt werden, dass es sich bei AAA-TOB3 und KIAA1273 um zwei Isoformen handelt, die von einem Genlokus kodiert, jedoch von zwei unterschiedlichen Promotoren reguliert werden. Beide Isoformen sind Transmembranproteine, die in Mitochondrien lokalisieren und deren Expression direkt von c-Myc reguliert wird. Eine frühere Studie von Da Cruz (2003) zeigte, dass das murine Homolog von AAA-TOB3 pro-apoptotische Eigenschaften hat, wenn es in humanen Zellen überexprimiert wird. Dies konnte in dieser Arbeit für die humanen Isoformen nicht belegt werden. Im Gegenteil, die Repression der beiden Proteine führte zu einer vermehrten Apoptose. Dies lässt eher auf eine für das Zellwachstum bzw. die Zellproliferation notwendige Funktion dieser beiden Proteine schließen und könnte die Überexpression in Tumoren erklären

Evaluation of the in vitro skin permeation of antiviral drugs from penciclovir 1% cream and acyclovir 5% cream used to treat herpes simplex virus infection

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Herpes simplex virus infection (HSV) is a common and ubiquitous infection of the skin which causes mucocutaneous lesions called cold sores (herpes labialis) or fever blisters. It is estimated that approximately 80% of the population worldwide are carriers of the Herpes simplex virus, approximately 40% suffer from recurrent recurrent infections. This study evaluates the <it>in vitro </it>skin permeation and penetration of penciclovir and acyclovir from commercialized creams for the treatment of herpes labialis (cold sores), using non viable excised human abdominal skin samples, which were exposed to 5 mg/cm²of acyclovir 5% cream or penciclovir 1% cream.</p> <p>Methods</p> <p>After 24 h of cream application, excess cream was washed off and layers of stratum corneum were removed by successive tape stripping. Amounts of active ingredients having penetrated through the skin were measured, as well as the amounts in the washed-off cream, in skin strips and creams remaining in the skin. Molecular modelling was used to evaluate physico-chemical differences between the drugs. Western blot analysis enabled to determine whether the marker of basal cells keratin 5 could be detected in the various tape strips.</p> <p>Results</p> <p>Application of penciclovir 1% cream yielded higher concentration of drug in the deeper layers of the epidermis as well as a higher drug flux through the skin. Molecular modelling showed two higher hydrophobic moieties for acyclovir. Presence of the basal cell marker keratin 5 was underscored in the deeper tape strips from the skin, giving evidence that both drugs can reach their target cells.</p> <p>Conclusion</p> <p>Penciclovir 1% cream has the tendency to facilitate the diffusion of the drug through the stratum corneum into the deeper epidermis layers, in which it could reach the target basal cells at effective therapeutical concentration. The small difference in the surface properties between both molecules might also contribute to favour the passage of penciclovir through the epidermis into the deeper basal cells.</p

Transport of paclitaxel (Taxol) across the blood-brain barrier in vitro and in vivo

Paclitaxel concentrations in the brain are very low after intravenous injection. Since paclitaxel is excluded from some tumors by p-glycoprotein (p-gp), the same mechanism may prevent entry into the brain. In vitro, paclitaxel transport was examined in capillaries from rat brains by confocal microscopy using BODIPY Fl-paclitaxel. Western blots and immunostaining demonstrated apical expression of p-gp in isolated endothelial cells, vessels, and tissue. Secretion of BODIPY Fl-paclitaxel into capillary lumens was specific and energy-dependent. Steady state luminal fluorescence significantly exceeded cellular fluorescence and was reduced by NaCN, paclitaxel, and SDZ PSC-833 (valspodar), a p-gp blocker. Leukotriene C(4) (LTC(4)), an Mrp2-substrate, had no effect. Luminal accumulation of NBDL-cyclosporin, a p-gp substrate, was inhibited by paclitaxel. In vivo, paclitaxel levels in the brain, liver, kidney, and plasma of nude mice were determined after intravenous injection. Co-administration of valspodar led to increased paclitaxel levels in brains compared to monotherapy. Therapeutic relevance was proven for nude mice with implanted intracerebral human U-118 MG glioblastoma. Whereas paclitaxel did not affect tumor volume, co-administration of paclitaxel (intravenous) and PSC833 (peroral) reduced tumor volume by 90%. Thus, p-gp is an important obstacle preventing paclitaxel entry into the brain, and inhibition of this transporter allows the drug to reach sensitive tumors within the CNS