Cancer Biomarker Discovery: The Entropic Hallmark

Background: It is a commonly accepted belief that cancer cells modify their transcriptional state during the progression of the disease. We propose that the progression of cancer cells towards malignant phenotypes can be efficiently tracked using high-throughput technologies that follow the gradual changes observed in the gene expression profiles by employing Shannon's mathematical theory of communication. Methods based on Information Theory can then quantify the divergence of cancer cells' transcriptional profiles from those of normally appearing cells of the originating tissues. The relevance of the proposed methods can be evaluated using microarray datasets available in the public domain but the method is in principle applicable to other high-throughput methods. Methodology/Principal Findings: Using melanoma and prostate cancer datasets we illustrate how it is possible to employ Shannon Entropy and the Jensen-Shannon divergence to trace the transcriptional changes progression of the disease. We establish how the variations of these two measures correlate with established biomarkers of cancer progression. The Information Theory measures allow us to identify novel biomarkers for both progressive and relatively more sudden transcriptional changes leading to malignant phenotypes. At the same time, the methodology was able to validate a large number of genes and processes that seem to be implicated in the progression of melanoma and prostate cancer. Conclusions/Significance: We thus present a quantitative guiding rule, a new unifying hallmark of cancer: the cancer cell's transcriptome changes lead to measurable observed transitions of Normalized Shannon Entropy values (as measured by high-throughput technologies). At the same time, tumor cells increment their divergence from the normal tissue profile increasing their disorder via creation of states that we might not directly measure. This unifying hallmark allows, via the the Jensen-Shannon divergence, to identify the arrow of time of the processes from the gene expression profiles, and helps to map the phenotypical and molecular hallmarks of specific cancer subtypes. The deep mathematical basis of the approach allows us to suggest that this principle is, hopefully, of general applicability for other diseases

CD47 fusion protein targets CD172a+ cells in Crohn’s disease and dampens the production of IL-1β and TNF

In mice, the transfer of CD172a(+) (SIRP-α) dendritic cells (DCs) elicits T cell–driven colitis, whereas treatment with CD47-Fc protein, a CD172a-binding agent, confers protection. The aim of this study was to elucidate the nature and functional properties of human CD172a(+) DCs in chronic intestinal inflammation. Here, we show that CD172a(+)CD11c(+) cells accumulate in the mesenteric lymph nodes (mLNs) and inflamed intestinal mucosa in patients with Crohn’s disease (CD). These cells are distinct from resident DCs and may coexpress markers typically associated with monocyte-derived inflammatory DCs such as CD14 and/or DC-SIGN, E-Cadherin, and/or CX(3)CR1. Spontaneous IL-1β and TNF production by HLA-DR(+) cells in CD tissues is restricted to those expressing CD172a. An avidity-improved CD47 fusion protein (CD47-Var1) suppresses the release of a wide array of inflammatory cytokines by CD172a(+) cells, which may include HLA-DR(−)CD172a(+) neutrophils, in inflamed colonic explant cultures and impairs the ability of HLA-DR(+)CD172a(+) cells to activate memory Th17 but not Th1 responses in mLNs. In conclusion, targeting CD172a(+) cells may represent novel therapeutic perspectives for patients with CD

Didaktische Perspektiven einer ästhetischen Werkstatt

Im Beitrag wird der Stand der Begleitforschung zur Entwicklung einer Werkstatt ästhetischer Erfahrung in einem kindheitspädagogischen Studiengang dargestellt. Die Werkstatt hat die Erprobung, Begleitung und Unterstützung subjektiver ästhetischer Erfahrungen von Studierenden zum Ziel. In einem doppeldidaktischen Sinn soll Studierenden die Möglichkeit geboten werden, Lernprozesse selbst zu erfahren und zu reflektieren. Grundlegende theoretische Konzepte sind Deweys Überlegungen zu ästhetischer Erfahrung als das unmittelbar empfundene Verhältnis von Ordnung und Vollendung. In einem Verständnis ästhetischer Erfahrungen als basales Prinzip kindlichen Erlebens und Gestaltens von Welt besteht weiter ein Bezug zu Gerd Schäfer, der postuliert, dass ästhetische Tätigkeit bei Kindern beinhaltet, die Welt sinnlich zu erfassen, sie nachzuahmen, umzuformen und neuzugestalten. Folgende Fragestellungen werden bearbeitet: Welche Dimensionen bilden sich in ästhetischen Erfahrungen von Studierenden ab? Wie können ästhetische Erfahrungen von Studierenden im Rahmen von Werkstattarbeit angeregt, begleitet, unterstützt und reflektiert werden? Wie können diese Erfahrungen zur Kompetenzentwicklung der Studierenden beitragen? In Kontexten mit Werkstattcharakter werden Studierenden Möglichkeiten ästhetischer Erfahrungen eröffnet. Ihre Perspektiven wurden durch Gruppendiskussionen, Fragebögen und Beobachtungsprotokolle erfasst. Mittels der Grounded Theory als handlungsleitende Forschungsstrategie wurden erste theoretische Fundierungen für zentrale Dimensionen einer ästhetischen Werkstatt vorgenommen. Diese Dimensionen werden dargestellt und diskutiert. Außerdem werden didaktische Perspektiven entwickelt, die darauf ausgerichtet sind, dass die Studierenden die Potenziale ästhetischer Erfahrungen für das Lernen der Kinder erkennen, für die aisthetisch-ästhetischen Erfahrungen in der Perspektive der Kinder sensibilisiert werden und diese ggf. auch rekonstruieren können. (DIPF/Orig.