In-vitro-Untersuchungen zur Kombinationswirkung von Erucylphosphohomocholin (ErPC3) und Strahlentherapie

Erufosin (Erucylphosphohomocholin, ErPC3) ist ein neuer Wirkstoff aus der Substanzklasse der Alkylphosphocholine, deren Angriffspunkt nicht die DNA, sondern die Zellmembran ist. Die Alkylphosphocholine lagern sich dort ein, beeinflussen die Lipidzusammensetzung, den Lipidmetabolismus und agieren durch Beeinflussung von intrazellulären Signalwegen unter anderem als Apoptoseinduktoren. Seit Januar 2004 wird mit Erufosin eine Phase I Studie durchgeführt (Dr. med. Lars Lindner, Medizinische Klinik und Poliklinik III, Klinikum Großhadern, LMU München, unpubliziert). Nach Abschluss der Studie wird sich für die folgenden Phase II Studien die Frage nach möglichen Kombinationsmöglichkeiten mit klassischer Chemotherapie oder auch Strahlentherapie stellen. Aufgrund der fehlenden myelosuppressiven Aktivität und der bislang guten Verträglichkeit (fehlende gastrointestinale Toxizität) eignet sich Erufosin insbesondere als Kombinationspartner für weitere toxische Therapieprinzipien wie z.B. Strahlentherapie. Für verschiedene andere, zum Teil bereits klinisch eingesetzte Alkylphosphocholine (Miltefosin®, Perifosin®) konnte in vitro gezeigt werden, dass sie die strahleninduzierte Apoptose verstärken und das klonogene Gesamtüberleben reduzieren, beides zum Teil sogar synergistisch. Eine Phase I Studie zum Einsatz von Strahlentherapie und Perifosin® wurde in den Niederlanden durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen eine gute Verträglichkeit der Kombinationsbehandlung (Vink, Schellens et al. 2006). In dieser Arbeit wurde anhand von Zellkulturexperimenten an 14 humanen Zelllinien von für Strahlentherapie in Frage kommenden Tumorentitäten die Kombinationswirkung von Erufosin und Strahlentherapie untersucht. Um die Bestimmung des klonogenen Überlebens zu simulieren wurde das WST1-Zellproliferationsassay verwendet. Die Tumorzellen wurden in einer 96-well-Platte ausgesät, mit Erufosin und Bestrahlung behandelt und die Zellzahl nach 5-8 Tagen Inkubation mit WST1-Reagenz gemessen. Dabei handelt es sich um eine Substanz, die von lebenden Zellen verstoffwechselt wird und der Metabolit photometrisch mit dem ELISA-Reader bestimmt werden kann. Zusätzlich wurde bei 6 Zelllinien die Auswirkung der Kombinationsbehandlung auf die frühe Apoptoseinduktion untersucht. Hierzu wurden die Zellen ausgesät, behandelt und nach 48h mit Propidiumiodid und Hoechst 33342 angefärbt. Die Auswertung erfolgte durch Auszählung der apoptotischen Zellen am Fluoreszenzmikroskop. Zur Quantifizierung der Kombinationseffekte wurde die isobolographische Analyse eingesetzt. Alle untersuchten Zelllinien zeigten in unterschiedlicher Empfindlichkeit ein Ansprechen auf Bestrahlung und Erufosin. Die Strahlenwirkung konnte durch Zugabe von Erufosin verstärkt werden, so dass das mehr Tumorzellen abstarben bzw. die frühe Apoptoseinduktion zunahm. In der isobolographischen Analyse ergaben sich subadditive bis additive Effekt. Besonders empfindlich für die Kombinationsbehandlung zeigten sich mit additiven Effekten A-549 (Bronchial-Ca), MCF-7 (Mamma-Ca), SK-LMS1 (Leiomyosarkom), NCI-H460 (Bronchial-Ca), DU-145 (Prostata-Ca), RD-ES (Ewing-Sarkom), KB (Zervix-Ca), FADU (Pharynx-Ca). Angesichts der Verstärkung des Strahleneffekts im Bezug auf Gesamtüberleben, der frühen Apoptoseinduktion bei Tumorzellen und dem bisher viel versprechenden Einsatz in der Klinik sollte die Kombination aus Erufosin und Strahlentherapie experimentell und klinisch weiter evaluiert werden

Quantum Algorithm for Spectral Measurement with a Lower Gate Count

We present two techniques that can greatly reduce the number of gates required to realize an energy measurement, with application to ground state preparation in quantum simulations. The first technique realizes that to prepare the ground state of some Hamiltonian, it is not necessary to implement the time-evolution operator: any unitary operator which is a function of the Hamiltonian will do. We propose one such unitary operator which can be implemented exactly, circumventing any Taylor or Trotter approximation errors. The second technique is tailored to lattice models, and is targeted at reducing the use of generic single-qubit rotations, which are very expensive to produce by standard fault tolerant techniques. In particular, the number of generic single-qubit rotations used by our method scales with the number of parameters in the Hamiltonian, which contrasts with a growth proportional to the lattice size required by other techniques

Independent quality assessment of a commercial quantum random number generator

We reverse-engineer, test and analyse hardware and firmware of the commercial quantum-optical random number generator Quantis from ID Quantique. We show that > 99% of its output data originates in physically random processes: random timing of photon absorption in a semiconductor material, and random growth of avalanche owing to impact ionisation. Under a strong assumption that these processes correspond to a measurement of an initially pure state of the components, our analysis implies the unpredictability of the generated randomness. We have also found minor non-random contributions from imperfections in detector electronics and an internal processing algorithm, specific to this particular device. Our work shows that the design quality of a commercial quantum-optical randomness source can be verified without cooperation of the manufacturer and without access to the engineering documentation.Comment: Title changed. Various minor corrections, including: comments and clarifications about the source of entropy, clarification of the assumptions made, technical correction of bibliographic references. 9 pages, 11 figures, 1 tabl

A modified expression of the major hydrolase activator in Hypocrea jecorina (Trichoderma reesei) changes enzymatic catalysis of biopolymer degradation

AbstractHypocrea jecorina (anamorph Trichoderma reesei) is a saprophytic fungus that produces hydrolases, which are applied in different types of industries and used for the production of biofuel. A recombinant Hypocrea strain, which constantly expresses the main transcription activator of hydrolases (Xylanase regulator 1), was found to grow faster on xylan and its monomeric backbone molecule d-xylose. This strain also showed improved ability of clearing xylan medium on plates. Furthermore, this strain has a changed transcription profile concerning genes encoding for hydrolases and enzymes associated with degradation of (hemi)celluloses. We demonstrated that enzymes of this strain from a xylan cultivation favoured break down of hemicelluloses to the monomer d-xylose compared to the parental strain, while the enzymes of the latter one formed more xylobiose. Applying supernatants from cultivation on carboxymethylcellulose in enzymatic conversion of hemicelluloses, the enzymes of the recombinant strain were clearly producing more of both, d-xylose and xylobiose, compared to the parental strain. Altogether, these results point to a changed hydrolase expression profile, an enhanced capability to form the xylan-monomer d-xylose and the assumption that there is a disordered induction pattern if the Xylanase regulator 1 is de-regulated in Hypocrea

Increasing the carbon efficiency of citric acid production

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