22455 research outputs found
Sort by
Untersuchungen zum Spektralen Online-Monitoring der interstitiellen photodynamischen Therapie an malignen Gliomen
Get PDFDie am häufigsten auftretenden Primärtumore im Gehirn sind Gliome, von denen 66% als maligne einzustufen sind. Die malignen Gliome sind mit einer schlechten Prognose für das Gesamtüberleben (overall survival, OS) verbunden. Bei bestmöglicher Therapie ist das mediane Gesamtüberleben bei WHO2016-Grad III etwa 2 Jahre und bei WHO2016-Grad IV 15-22 Monate. Die Standardtherapie des malignen Glioms besteht in fluoreszenzgestützter Resektion mit anschließender Radiochemotherapie. Wenn durch das maligne Gliom eloquente Gehirnareale betroffen sind, ist eine Resektion entweder nur teilweise oder gar nicht möglich. Für solche Fälle sind zusätzliche innovative Therapieformen notwendig.
Ein selektiver Therapieansatz zur Behandlung von malignen Gliomen, der sich in der Zulassungsphase und klinisch-technischen Entwicklung befindet, ist die interstitielle photodynamische Therapie (iPDT). Bei dieser wird durch die Interaktion von Licht mit einem Photosensibilisator in Anwesenheit von intrazellulärem Sauerstoff eine phototoxische Reaktion initiiert. Bei der iPDT auf Basis von 5-Aminolävulinsäure (5-ALA) wird 5-ALA als Prodrug oral verabreicht und im Rahmen der Hämbiosynthese zum Photosensibilisator Protoporphyrin IX (PpIX) metabolisiert. Tumorspezifische Besonderheiten (z.B. defekte Blut-Hirn-Schranke, Metabolismus) führen zu einer transient-selektiven Anreicherung von PpIX.
Durch Anregung des PpIXs mittels Licht entstehen durch einen Energieübertrag Sauerstoffmoleküle im Singulett-Zustand (1O2) und weitere reaktive Sauerstoffspezies (ROS). Diese oxidieren in der Zelle befindliche Makromoleküle, wodurch der Zelltod durch Apoptose und Nekrose eingeleitet wird. Die Bestrahlung wird mit Laserlicht durchgeführt, welches über zylindrische Lichtdiffusoren appliziert wird (Wellenlänge 635 nm, Leistung 200 mW/cm Diffusorlänge; Dauer 60 min). Hierzu werden Lichtdiffusoren im Rahmen eines stereotaktischen Eingriffs im Tumorvolumen positioniert. Deren Anzahl und Lage werden anhand der Größe, Form und Lokalisation des Tumors individuell festgelegt. Zur Kontrolle der Anreicherung des Photosensibilisators im Zielgewebe, sowie zur Beurteilung der Bestrahlung wurde als Erweiterung der iPDT das Spektrale Online-Monitoring (SOM) entwickelt. Im Zuge des SOM kann das Übersprechen des Lichtes im Gewebe zwischen 2 Lichtdiffusoren vor und nach der iPDT-Bestrahlung mit einer geeigneten Detektionseinheit gemessen werden. So können intraoperativ zwischen den jeweiligen Lichtdiffusorpaaren einerseits die Intensität der PpIX-Fluoreszenz und andererseits die Intensität des transmittierten Laserlichtes nachgewiesen und ausgewertet werden.
In der vorliegenden Dissertationsschrift wurden erstmalig klinische Datensätze von iPDT-Heilversuchen mit SOM-Datenerhebung analysiert und auch mit MRT-Daten (prä- und post-iPDT), sowie mit iPDT-induzierten Effekten in Zusammenhang gebracht. Die retrospektiv analysierten iPDT-Behandlungen umfassten Heilversuche an malignen Gliom-Rezidiven und De-novo malignen Gliomen.
Es wurden 47 iPDT-Heilversuche (44 mit vollständig auswertbarem klinischen Datensatz) an nicht resezierbaren malignen Gliom-Rezidiven retrospektiv analysiert und vielversprechende iPDT-Behandlungsergebnisse festgestellt. Der mediane Zeitraum nach iPDT bis zum Wiederauftreten eines Rezidivs (progression-free survival, PFS) betrug 7,1 Monate. Das mediane Gesamtüberleben nach iPDT (post-recurrence survival, PRS) betrug 13,0 Monate. Ein Gesamtüberleben von mind. 2 Jahren wurde bei 25% der Patienten beobachtet.
Die Hypothese eines Zusammenhanges zwischen SOM-Daten und dem Ansprechen auf die iPDT konnte an den Patienten mit erhobenen SOM-Daten (n = 18/47) überprüft werden. Es zeigte sich, dass das Vorhandensein sowohl von PpIX-Fluoreszenz vor iPDT-Bestrahlung als auch von detektierbarer Lichttransmission des Laserlichtes nach iPDT-Bestrahlung mit einem längeren Überleben assoziiert werden kann.
Des Weiteren wurden 11 iPDT-Heilversuche an nicht resezierbaren De-novo malignen Gliomen in dieser Arbeit retrospektiv analysiert bezüglich der erhobenen SOM- und MRT-Daten (T1-Bildgebung mit/ohne Kontrastmittel). Die posttherapeutische T1-Bildgebung ohne Kontrastmittel zeigt in allen Fällen Gewebevolumina mit intrinsischer T1-Hyperintensität, welche üblicherweise mit der Anwesenheit von Methämoglobin (MetHb) in Verbindung gebracht wird. Diese Gewebevolumina waren kleiner als 4 cm³ (Median 0,79 cm3) und in ihrer Größe vergleichbar mit stillen Hämorrhagien nach Tumorbiopsien. Im Allgemeinen wird eine mit MetHb-Bildung assoziierte T1-Hyperintensität erst nach 48 h in der subakuten Phase einer Hämorrhagie im MRT erwartet.
Die Hypothese, dass ein Zusammenhang zwischen der Lokalisation intrinsischer T1-Hyperintensität und im SOM ersichtlichen Änderungen des transmittierten Therapielichts bzw. der optischen Absorption besteht, konnte durch dreidimensionale Analysen bestätigt werden (p = 0,003). Das frühe Auftreten eines MetHb-Signals im MRT (Median: 26 h nach iPDT) kann auch als Indikator einer durch die iPDT geförderten von MetHb aus Hämoglobin angesehen werden. Dies steht im Einklang mit Labor- und Tierversuchen, bei denen ebenfalls eine MetHb Entstehung in Verbindung mit der PDT-Bestrahlung beobachtet wurde.
Weiterhin wurden im Rahmen dieser Dissertation In-vitro-Untersuchungen unter der Hypothese, dass eine Temperaturabhängigkeit optischer Gewebeeigenschaften besteht, durchgeführt. Diese zeigen, dass die Oxidation von Hämoglobin zu MetHb auch durch eine Temperaturerhöhung des Hämoglobins von 36°C auf 41°C (Autooxidation) initiiert werden kann, nicht nur durch PDT-induzierte Prozesse.
Die im Rahmen dieser Dissertation erstmalig durchgeführten Analysen von iPDT-Behandlungsdaten, klinischer Bildgebung und SOM-Daten tragen zum Verständnis der iPDT-induzierten Prozesse bei und ermöglichen einen erweiterten Einblick hinsichtlich iPDT-induzierter Reaktionen und Effekte im Behandlungsvolumen.
Die angewendeten Analyse-Verfahren können zur Etablierung einer Methode zur In-vivo-Bestimmung von optischen Gewebeeigenschaften des Gehirns anhand der SOM-Daten weiterentwickelt werden, welche in der Folge zu einem individualisierten Behandlungskonzept der iPDT ausgearbeitet werden kann. Wenngleich der klinisch-prognostische Wert der SOM-Daten weiterhin Gegenstand intensiver Untersuchungen und Diskussionen bleiben sollte, können aus den SOM-Daten (Fluoreszenz- und Transmissionssignal) bereits unmittelbar wichtige Informationen über die Lichtverteilung im Behandlungsvolumen abgeleitet und in zukünftige lichtdosimetrische Konzepte integriert werden
Handling of realistic missing data scenarios in clinical trials using machine learning techniques
Get PDFMissing data problem is a common challenge when designing and analyzing clinical trials, which are the data that are needed for the main analyses but are not collected. If the missing data are not properly imputed/handled, they may cause following issues: reduce the statistical power of the important analysis; they may bias/ confound the treatment effect estimation; they may cause an underestimation of the variability in target variable. Three different types of missingness are defined in Rubin’s 1976 paper. (1) MCAR (missing completely at random): when data are MCAR, “the probability of missingness does not depend on observed or unobserved measurements”, for example, subjects who dropout from the trial due to the reasons that are not related to their health status. (2) MAR (missing at random): when data are MAR, “the probability of missingness depends only on observed measurements conditional on the covariates in the model”, for example, younger subjects (those who don’t think it is necessary to measure their blood pressure as they consider themselves healthier) may more likely to have missing blood pressure. (3) MNAR (missing not at random): when data are MNAR, “the probability of missingness depends on unobserved measurements”, for example, subjects leave the trial because of “lack of efficacy” (i.e., they are not convinced by effec-tiveness of the study drug and hence dropout from the trial).
Although all three types of missing data are well defined, it is very difficult to determine the association between missing data and unobserved outcomes in the real-world data; in other words, it is very difficult to justify the MAR assumption in any realistic situation. As EMA suggested in 2010, a combined strategy can be used, e.g., treat the discontinu-ations due to “lack of efficacy” as MNAR data, and treat the discontinuations due to “lost to follow-up” as MAR data.
Many statistical methods have been developed to handle missing data under the prerequisite assumption of either MNAR or MAR. However, in the real world, missing data are often mixed with different types of missing mechanisms. This violates the basic assumptions for missing data (i.e., either MNAR or MAR), which leads to a degradation in the processing performance of these methods (Enders, 2010). To handle the missing data problem in reallife situations (e.g., MNAR and MAR mixed together in the same dataset), we propose a missing data prediction framework that are based on machine learning techniques. As Breiman pointed out in his 2001 paper, in the statistical (ma-chine) learning exercise, “the goal is not interpretability, but accurate information”. Along this line of thought, our methods handle MNAR by focusing on (giving more sample weights to) the missing part, meanwhile, and also to handle the MAR data by looking for precise individual (subject-level) information. The problem of MNAR is seen as an imbalanced machine learning exercise, i.e., to oversample the minority cases to compen-sate for the data that are MNAR in certain area
Über den Einfluss von Mutationen des Wiskott-Aldrich-Syndrom-Proteins (WASp) auf die Interaktion von WASp und dem WASp-Interaktionsprotein (WIP) und dem klinischen Phänotyp des Wiskott-Aldrich-Syndroms
Get PDF
Epidemiologische Ausbruchsuntersuchung und Vollgenomanalyse der Salmonella Dublin Infektion beim Rind in Bayern im Zeitraum 2017 bis 2021
Get PDF
Änderungen der Körpertemperatur und des Progesterons um den Entbindungstermin und ihr Zusammenhang mit einem spontanen Geburtsbeginn
Get PDFDatengetriebene Identifikation von immunologischen und ernährungsbezogenen Expositionsmustern für atopische Erkrankungen im Kindesalter mittels latenter Klassenanalysen.
Get PDFDie latente Klassenanalyse (LCA) ist ein statistisches, datengetrieben-exploratives Clusterverfahren für die integrative Betrachtung komplexer, latenter Phänomene hinter messbaren Variablen und impliziert verschiedene Vorteile gegenüber hypothesengetriebenen Subgruppenanalysen. Somit ist sie auf dem Gebiet der Asthma- und Allergieforschung prädestiniert, um jenseits etablierter Taxonomien neue oder präzisere (Expositions-) muster oder klinisch relevante Phänotypen zu eruieren, die in der medizinischen Praxis und im Public Health-Kontext für ein tieferes ätiologisches Verständnis des Krankheitsbildes, und darauf aufbauend für die Entwicklung maßgeschneiderter Präventions- und Therapieansätze, Bedeutung gewinnen könnten.
Im ersten Teil dieser Arbeit wird auf zwei Studien eingegangen, die mittels einer LCA versuchten, Atopie im Vorschulter zu phänotypisieren. Atopie ist eine übersteigerte IgE-vermittelte Immunantwort und atopisches Asthma im Kindesalter eine der häufigsten Erkrankungen mit hoher Krankheitslast, trotzdem bleibt die Wechselbeziehung beider Phänomene unklar, möglicherweise, weil beide Zustände aus einer Vielzahl von individuellen Pathologien mit komplexen Interferenzen resultieren können.
Die Integration der Dimensionen Stärke, Spezifität, und Verlauf atopischer Sensibilisierung erbrachte in vier unabhängigen Populationen quantitativ und qualitativ vergleichbare, genuine Klassen. In Bezug auf das Risiko damit assoziierter allergischer Erkrankungen waren dies gutartige, symptomatische und schwere Atopie-Phänotypen, die auch eine spezifischere Risiko-Stratifikation als klinisch etablierte Einteilungen zeigten.
Der schwere Phänotyp („severe atopy“) trat als latenter Zustand mit Anzeichen einer dysbalancierten Immunantwort hervor. Das sehr hohe Risiko für Asthma und weitere atopische Erkrankungen wurde vermittelt durch übermäßige sIgE-Produktion und sehr hohe Gesamt- und spezifische IgE-Werte im Alter von 5 bzw. 6 Jahren, insbesondere auf saisonale Allergene. Zudem erklärte dieser Phänotyp direkt, und nicht das mit diesem stark assoziierte Asthma, die eingeschränkte Lungenfunktion betroffener Kinder.
Als anfällig für Umweltfaktoren erwies sich der inhalativ-symptomatische Phänotyp, dessen Größe mitbestimmend für unterschiedliche Prävalenzen atopischer Erkrankungen in ungleich entwickelten Ländern war. Die differentiellen Assoziationen der latenten Klassen mit atopischen Erkrankungen und genetischer T1D-Anfälligkeit könnten auf unterschiedliche immunologische Mechanismen hinweisen, die die verschiedenen Formen der Atopie mit Allergie und Autoimmunität verbinden.
Mögliche Ansätze in Richtung Früherkennung und Therapie könnten dabei etwa ein frühes Screening des inkrementellen IgE-Anstieges, als auch den frühen gezielten und spezifischen Einsatz von Anti-IgE-Therapien umfassen.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wird eine Studie vorgestellt, in der wir durch die systematische Beurteilung der Fütterungsmuster im ersten Lebensjahr mittels einer LCA eine Konstellation von übermäßigem Fleischkonsum auf Kosten anderer Proteinquellen („unbalanced meat consumption“/UMC) in zwei unabhängigen Geburtskohorten entdeckten, die durch ein wesentlich erhöhtes Asthmarisiko im Schulalter gekennzeichnet war und sich auch auf objektive Lungenfunktionsparameter auswirkte.
Mit Hilfe von Mikrobiomanalysen identifizierten wir den bakteriellen Eisenstoffwechsel als wahrscheinlichen Faktor für das gesundheitsschädliche Phänomen. Das Zusammenspiel zwischen aus der Nahrung zugeführtem Eisen und übermäßigem Wachstum potenziell nachteiliger Bakterien auf der einen Seite und Abwehrmechanismen, die möglicherweise durch aus dem Nahrungsmittel Milch gewonnene Proteine auf der anderen Seite unterstützt werden, könnte die nachgewiesene Wechselwirkung von Fleisch- und Milchaufnahme (UMC) für das Asthmarisiko erklären. Somit liefert diese Studie neue Denk- und Forschungsansätze für die das menschliche Mikrobiom miteinbeziehende Ernährungswissenschaft.
Zusammengenommen haben wir in zwei Studien den Ansatz der latenten Klassenanalyse verwendet, um unvoreingenommen die komplexen, latenten Phänomene „Atopie im Vorschulalter“ und „Stile der Nahrungsmitteleinführung im ersten Lebensjahr“ zu analysieren. Die so mögliche Integration verschiedener Dimensionen dieser Konstrukte unter Einbeziehung möglicher Interaktionen höherer Ordnung erbrachte jeweils genuine Muster bzw. Phänotypen aus dem immunologischen und ernährungswissenschaftlichen Gebiet, die von hoher klinischer und gesundheitswissenschaftlicher Bedeutsamkeit für Asthma und andere atopische Erkrankungen sind
CDK5 interacts with STK3
Get PDFThe Hippo-YAP/TAZ pathway is the most prevalent evolutionary conserved pathway from Drosophila to mammals and plays a key role in controlling organ size, cell growth, self-renewal, and tissue homeostasis. Hippo pathway consists of MST/LATS kinase module and YAP/TAZ-TEAD transcription module and is generally regulated by transcriptional activity of YAP and TAZ. YAP and TAZ are mechanosensory proteins that read a broad range of mechanical clues from shear stress of cell shape, contact, extracellular matrix rigidity and stiffness. In general, the Hippo pathway kinases are generally considered tumour suppressors while YAP/TAZ are considered Oncoproteins. Activation of transcription co-activators YAP/TAZ is inhibited by phosphorylation caused by LATS1/2 and MST1/2 kinases which results in cytoplasmic sequestration and degradation of YAP/TAZ. While unphosphorylated, YAP/TAZ translocate to the nucleus and bind to TEAD family transcription factors to induce gene expression. Hippo pathway is widely dysregulated in cancer and mechano-transduction of YAP and TAZ is critical for driving expression of genes involved in cancer progression and growth. Cyclin-dependent kinase 5 is an unusual member of the family of cyclin-dependent kinases, which is activated upon binding to non-cyclin p35 and p39 proteins. It is known to be widely involved in tumorigenic processes.
Through yeast two hybrid system we found a novel interaction between MST2 (STK3) and CDK5 which was further confirmed by co-immunoprecipitation experiments. In the current study, we aim to shed a light on the involvement of CDK5 in the Hippo pathway via interaction with MST2. We try to understand the relationship between CDK5 and Hippo kinases and how CDK5 influences the Hippo pathway cascade without being directly involved in it. We show how active YAP activity changes with CDK5 knockdown and overexpression. CDK5 also influences the expression of phosphorylated levels of upstream kinases of Hippo Pathway especially pLATS1 (thr1079). Expression of YAP target genes also get influenced where cells find a way to compensate for the reduced YAP activity by upregulating other mechanosensory pathways such as MRTF/.SRF. Our findings illustrate that it is not the kinase activity of CDK5 that is involved in the process. However, it does act like a scaffold bringing the other proteins together and providing a platform for Hippo pathway cascade. Phosphoproteomics analysis brings the same picture out and shed light to the overall phospho changes with CDK5 knockdown and overexpression. Further phosphoproteomics results also reveal that CDK5 interact with DLG5 another upstream kinase and regulates the Hippo pathway via cross talk with several other signalling pathways especially MAPK signalling. Finally, CDK5 not only acts as a scaffold protein but also is involved assisting cross talk of Hippo pathway with other signalling cascades. Our findings might be useful for developing novel drugs which can target CDK5 and regulate Hippo signalling