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Analyse der dosisabhängigen Wirkung von FOLFIRINOX und der Faktoren für Dosisreduktion bei der Behandlung des Pankreaskarzinoms
No full textPancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is among the most aggressive malignancies and is associated with a very poor prognosis. FOLFIRINOX—a combination of 5-fluorouracil, leucovorin, irinotecan, and oxaliplatin—is currently considered the most effective systemic regimen but is accompanied by substantial toxicity. In routine practice, doses are therefore frequently reduced, particularly in patients with comorbidities and impaired performance status. However, the degree of dose reduction that preserves efficacy remains uncertain. This study evaluated the association between FOLFIRINOX dose intensity and early radiographic outcomes as well as overall survival, and examined factors associated with an initial dose reduction in cycle 1.
We retrospectively analyzed a mixed PDAC cohort treated with FOLFIRINOX at the University Medical Center Göttingen. Cumulative multi-drug relative dose intensity (cmRDI) was calculated up to the first follow-up imaging to capture dose modifications and interval changes. Associations between cmRDI and radiographic response at first follow-up CT staging, as well as overall survival, were assessed using the Mann–Whitney U test, receiver operating characteristic (ROC) analysis, Kaplan–Meier estimates with log-rank testing, and Cox regression. Demographic and clinical predictors of an initial dose reduction were examined using binomial logistic regression.
Among 199 patients, the median number of cycles was six and the median cmRDI was 78.7%. At first follow-up CT staging, the response rate was 43.2% and the disease control rate was 67.8%. Median overall survival was 15 months. Patients achieving disease control at first follow-up CT had a significantly higher cmRDI. ROC analysis identified a cmRDI threshold of 76% for disease control (sensitivity 66.7%, specificity 56.3%). Higher cmRDI was associated with a reduced risk of death (hazard ratio 0.981), and patients with cmRDI >76% had significantly longer overall survival than those with cmRDI <76%. Older age, liver cirrhosis, and elevated C-reactive protein were associated with a higher likelihood of an initial dose reduction, whereas enrollment in a therapeutic clinical trial was associated with a lower likelihood.
Higher FOLFIRINOX dose intensity up to first follow-up imaging was associated with improved disease control and longer survival in this mixed PDAC cohort; maintaining cmRDI >76% may represent a pragmatic target for early disease control. These findings are limited by the retrospective, single-center design and potential confounding by indication, and warrant external validation.2026-03-3
The role of selected sorghum genotypes in adapting to increased drought and salinity in the lowlands of Indonesia
No full textIndonesia Endowment Fund for Education (LPDP)Indonesiens Tiefland-Agrosysteme stehen vor zunehmenden Herausforderungen durch den Klimawandel und Umweltdegradation, insbesondere durch die kombinierte Belastung durch Trockenheit und Versalzung. Der Tsunami im Indischen Ozean im Jahr 2004 hat die Anfälligkeit dieser Systeme deutlich gemacht und zu einer weit verbreiteten Versalzung der Böden und einem Rückgang der Reisproduktion geführt. Die Lebensgrundlage von Kleinbauern ist stark beeinträchtigt, daher besteht dringender Bedarf an alternativen klimaresistenten Nutzpflanzen, die auch unter marginalen Umweltbedingungen eine landwirtschaftliche Produktivität gewährleisten können. Sorghum (Sorghum bicolor L.), eine Pflanze, die gegen Trockenheit und Salzgehalt resistent ist, bietet eine vielversprechende Lösung für die Diversifizierung und Anpassung des Anbaus in den stressanfälligen Regionen Indonesiens. Dennoch sind empirische Bewertungen lokaler Sorghum-Genotypen unter indonesischen Bedingungen begrenzt, da sich bestehende Studien in der Regel auf allgemeine Beobachtungen zur Stresstoleranz aus anderen Regionen stützen.
Um diese Forschungslücke zu schließen und einen Beitrag zu Strategien zur Anpassung an den Klimawandel zu leisten, umfasste diese Dissertation eine Reihe sich ergänzender Forschungsaktivitäten, die zwischen 2019 und 2024 durchgeführt wurden. Auf Feldbefragungen von Haushalten in Nord-Aceh, einer vom Tsunami betroffenen Region, die für die klimatisch belasteten Tieflandgebiete Indonesiens repräsentativ ist, folgten halbkontrollierte Gewächshausuntersuchungen und Hochdurchsatz-Phänotypisierungsexperimente an der Abteilung TROPAGS der Universität Göttingen, Deutschland. Eine umfassende Umfrage unter 120 Landwirten ergab, dass anhaltende Versalzung das größte Hindernis für Produktivität und Klimaanpassung darstellt, wobei das Einkommen außerhalb der Landwirtschaft den größten Teil des Haushaltseinkommens ausmacht und die Anpassungsmuster der Landwirte von Alter und Bildung beeinflusst werden. Auf der Grundlage dieser lokalen Erkenntnisse wurden die Produktivität und Stresstoleranz verschiedener Sorghum-Genotypen unter kontrollierten Bedingungen systematisch bewertet und die Versalzungs- und Trockenheitstoleranz weiter untersucht.
Die grundlegenden Hypothesen der Dissertation lauteten, dass (i) Dürre und Versalzung zusammen einen stärkeren negativen Einfluss auf die Lebensgrundlagen, Managementpraktiken und Agrarproduktion von Kleinbauern in Nord-Aceh haben als die einzelnen Stressfaktoren („Trockenheit und Versalzung“) für sich genommen; und (ii) die Effekte von Salz- und Trockenstress auf Transpiration, Wasserverbrauch, physiologische Merkmale und Ertrag bei Sorghum sind sortenabhängig, wobei genetische Unterschiede zu Unterschieden in der Toleranz und Anpassungsfähigkeit an stressanfällige Umgebungen führen. Die wichtigsten Ergebnisse der Studie wurden in Fachzeitschriften veröffentlicht, welche als Kapiteln 2, 3 und 4 präsentiert werden:
In Kapitel 2 wurden die Einschränkungen für die Landwirtschaft und die Anpassungsstrategien der Landwirte anhand einer Umfrage unter 120 Kleinbauern in der vom Tsunami betroffenen Küstenregion Nord-Aceh in Indonesien systematisch analysiert. Die Untersuchungsregion, die seit über zwei Jahrzehnten von einer fortschreitenden Versalzung der Böden geprägt ist, steht beispielhaft für die anhaltenden und künftigen klimabedingten Belastungen der indonesischen Tieflandgebiete. Die Analyse ergab, dass die Versalzung nach wie vor die größte Einschränkung für die landwirtschaftliche Produktion darstellt. Das Einkommen außerhalb der Landwirtschaft dominiert mittlerweile das Haushaltseinkommen (77 %), was den Verlust der zentralen Rolle der Landwirtschaft unterstreicht. Jüngere und besser ausgebildete Landwirte zeigten eine stärkere Bereitschaft, alternative Kulturen und innovative landwirtschaftliche Technologien einzuführen. Diese Ergebnisse bestätigen die Notwendigkeit maßgeschneiderter Strategien zur Diversifizierung der Kulturen in verschiedenen Teilregionen und unterstreichen die Bedeutung der Abstimmung stressresistenter Kulturen auf die Voraussetzungen für Innovationen der Landwirte, um so die Widerstandsfähigkeit zu verbessern.
Kapitel 3 beschreibt ein kontrolliertes physiologisches Experiment unter Verwendung einer gravimetrischen Hochdurchsatz-Phänotypisierung zur Bewertung der Reaktion von drei indonesischen Sorghum-Genotypen, cv. Kuali (salztolerant), cv. Numbu (tolerant gegenüber Salzgehalt und Trockenheit) und cv. Samurai2 (empfindlich), auf unterschiedliche Salzgehalte (7 und 14 dS m⁻¹) und Wasserstress. Transpirationsrate, Kronendachleitfähigkeit, Wassernutzungseffizienz und Ertragskomponenten wurden unter diesen Stressbedingungen systematisch verglichen, wobei Bodenwasser und mikroklimatische Faktoren von der Aussaat bis zur Ernte sorgfältig überwacht wurden. Die ausgewählten Stressregime wurden so konzipiert, dass sie für aktuelle und aufkommende Risiken in Indonesiens marginalen landwirtschaftlichen Gebieten relevant sind. Die Kombination aus Trockenheit und Salzgehalt führte zu einer deutlichen Verringerung des Pflanzenwachstums und der Wassernutzungseffizienz im Vergleich zu Behandlungen mit nur einem Stressfaktor. Cv. Numbu und cv. Kuali zeigten unter Salzstress eine überlegene Leistung; jedoch behielt nur cv. Numbu seine Trockenheitstoleranz bei, während cv. Samurai2 eine schlechte Leistung zeigte und sich nach Beendigung des Wasserstresses nicht erholen konnte. Unter extremen Stressbedingungen wurden genotypspezifische Wasserverbrauchsstrategien entscheidend, da der Wettbewerb um begrenzte Wasserressourcen zunahm. Es zeigte sich, dass die Wassereinsparung bei überlegenen Genotypen Vorrang vor Strategien für schnelles Wachstum hatte. Cv. Numbu zeigte eine größere Widerstandsfähigkeit und Stresstoleranz als die beiden anderen getesteten Genotypen.
In Kapitel 4 wurden die Reaktionen auf fortschreitende Dürre und die anschließende Erholungsfähigkeit systematisch überwacht. Einzelne Sorghum-Pflanzen wurden über einen Zeitraum von 31 Tagen unter Dürrebedingungen kontinuierlich beobachtet und anschließend einer detaillierten Erholungsbewertung unterzogen, wodurch eine fundierte Bewertung der genotypspezifischen Dürre-Reaktion als potenzieller Anpassungsindikator bei marginaler Wasserverfügbarkeit ermöglicht wurde. Die gleichen drei Sorten, cv. Kuali, cv. Numbu und cv. Samurai2, wurden diesen Bedingungen ausgesetzt. Cv. Numbu zeigte von Beginn des Stresses an konservative Wasserverbrauchsstrategien, behielt seine physiologische Aktivität über einen längeren Zeitraum bei und zeigte im Vergleich zu anderen Genotypen eine größere Fähigkeit, das Wachstum und die Produktivität während der anschließenden Erholung wieder aufzunehmen. Cv. Kuali zeigte eine verzögerte Reaktion auf Trockenstress und einen höheren Wasserverbrauch, was zu einer drastischen Verringerung der physiologischen Merkmale führte, sobald sich der Stress verstärkte. Cv. Samurai2 verlor schnell Wasser und zeigte bei allen gemessenen Parametern eine schlechte Erholung. Diese Beobachtungen belegen, dass wirksame Strategien zur Wassereinsparung während einer fortschreitenden Dürre entscheidende Faktoren für das Erholungspotenzial unter begrenzten Bedingungen sind. Eine frühzeitige Stressreaktion und eine effiziente Wassernutzung erwiesen sich als wichtige Merkmale, die tolerante Genotypen von empfindlichen unterscheiden. Die überlegenen Anpassungsmechanismen von cv. Numbu bestätigten seine Eignung für dürregefährdete Umgebungen, in denen es häufig zu Wasserstress kommt.Indonesia's lowland agricultural systems face mounting challenges from climate change and environmental degradation, particularly through the combined drought and salinity stress. The 2004 Indian Ocean Tsunami underlined the vulnerabilities of these systems, leading to widespread soil salinization and declines in rice production. Smallholder livelihoods have been severely affected, necessitating an urgent need to identify alternative climate-resilient crops that can withstand agricultural productivity under marginal environmental conditions. Sorghum (Sorghum bicolor L.), a crop tolerant to drought and salinity, offers a promising solution for crop diversification and adaptation in Indonesia's stress-prone regions. Nevertheless, empirical evaluation of local sorghum genotypes under Indonesian conditions are limited, as existing studies tend to rely on general stress tolerance observations from other regions.
To address this research gap and contribute toward climate change adaptation strategies, this dissertation comprised a sequence of complementary research activities conducted between 2019 and 2024. Field-based household surveys in North Aceh, a tsunami-affected region representing Indonesia’s climatically stressed lowlands were followed by semi-controlled greenhouse screening and high-throughput phenotyping experiments at the Division of TROPAGS, University of Göttingen, Germany. A comprehensive survey of 120 farmers established persistent salinity as the principal barrier to productivity and climate adaptation, with off-farm income dominating household earnings and farmer adaptation patterns influenced by age and education. Building on these local insights, the productivity and stress tolerance of diverse sorghum genotypes were systematically evaluated under controlled conditions, with further investigation of salinity and drought tolerance.
Basic hypotheses of the dissertation were, that (i) drought and salinity together have a stronger negative impact on smallholder farmers' livelihoods, management practices, and crop production in North Aceh than the individual stressors (drought and salinity) have; and (ii) the effects of salinity and drought stress on transpiration, water use, physiological traits, and yield in sorghum are cultivar-dependent, with genetic differences driving variation in tolerance and adaptability to stress-prone environments. The main findings of the study have been published in peer reviewed journals, as presented in Chapters 2, 3, and 4 of this thesis.
In Chapter 2, the constraints to agriculture and farmer adaptation strategies were systematically analyzed through a survey of 120 smallholder farmers in the tsunami-affected coastal North Aceh, Indonesia. The study region, characterized by ongoing soil salinization for over two decades, exemplifies the persistent and future climate-stressed Indonesian lowlands. Analysis revealed that salinity remains the primary limitation to agricultural production. Off-farm income now dominates household income (77%), emphasizing the loss of farming’s central role. Younger and more educated farmers demonstrated a stronger willingness to adopt alternative crops and innovative agricultural technologies. These findings confirm the need for tailored crop diversification strategies in different subregions and emphasize the importance of matching stress-tolerant crops with enabling conditions for farmer innovation, thereby enhancing resilience.
Chapter 3 details a controlled physiological experiment using high-throughput gravimetric phenotyping to evaluate the response of three Indonesian sorghum genotypes, cv. Kuali (salt-tolerant), cv. Numbu (tolerant to both salinity and drought), and cv. Samurai2 (sensitive) to varying degrees of salinity (7 and 14 dS m⁻¹) and water stress. Transpiration rate, canopy conductance, water use efficiency, and yield components were systematically compared under these stress conditions, with soil water and microclimatic factors carefully monitored from planting through harvest. The selected stress regimes were designed to be relevant to current and emerging risks in Indonesia’s marginal agricultural environment. Combined drought and salinity stress resulted in a pronounced reduction in plant growth and water use efficiency relative to single-stress treatments. Cv. Numbu and cv. Kuali recorded superior performance under salinity stress; however, only cv. Numbu still maintained drought tolerance, while cv. Samurai2 performed poorly and failed to recover after water stress removal. During extreme stress, genotype-specific water uses strategies became critical as competition for limited water increased. Water conservation was found to override rapid growth strategies by superior genotypes. Cv. Numbu demonstrated greater resilience and stress tolerance than the other two genotypes tested.
In Chapter 4, responses to progressive drought and subsequent recovery capacity were systematically monitored. Individual sorghum plants were observed continuously over 31 days under drought followed by detailed recovery assessment, enabling robust evaluation of genotype-specific drought response as potential adaptation indicators under marginal water availability. The same three cultivars, cv. Kuali, cv. Numbu, and cv. Samurai2 were subjected to these conditions. Cv. Numbu showed conservative water use strategies from early stress onset, maintaining physiological activity over a longer period and demonstrating a greater capacity to resume growth and productivity during subsequent recovery compared to other genotypes. Cv. Kuali exhibited a delayed response to drought stress and higher water consumption, resulting in drastic physiological traits reductions once stress intensified. Cv. Samurai2 lost water rapidly and showed poor recovery across all measured parameters. These observations establish that effective water conservation strategies during progressive drought are critical determinants of recovery potential under limiting conditions. Early stress response and efficient water use were found to be important traits distinguishing tolerant genotypes from sensitive ones. Cv. Numbu's superior adaptation mechanisms confirmed its suitability for drought-prone environments where water stress episodes are frequent.
In conclusion, the study emphasizes the importance of selecting the right sorghum genotypes to improve resilience and sustainability in Indonesian lowland agriculture. By focusing on genotypes like cv. Numbu and enhancing farmers' capacity in genotype selection and stress management, the agricultural sector can better adapt to climate change. This approach not only supports diversification but also ensures stable yields in various agroecological zones, ultimately reducing dependence on traditional crops like rice. Tolerant cultivars like cv. Numbu show superior drought and salinity tolerance, maintaining yield under adverse conditions, which is beneficial for climate-impacted areas. Active farmer participation, targeted extension services, and field validation are essential for maximizing these advances. Investment in participatory breeding and farmer empowerment is vital for long-term food security and rural livelihoods in Indonesia’s coastal lowlands.2026-02-2
Corneal confocal microscopy used in the human eye to evaluate corneal nerve fibres in patients with hereditary motor and sensory neuropathies
No full textHereditary motor and sensory neuropathies (HMSN) represents a group of genetically heterogenous inherited neuropathies. No therapy is available and biomarkers are difficult to validate due to slow disease progression. Corneal confocal microscopy (CCM) is a non-invasive method for the in-vivo visualisation of corneal nerve fibres. Evidence for the use in HMSN is scarce, but promising. This study assesses the use of CCM in the evaluation of small fibre damage in patients with HMSN. 21 patients with HMSN were assessed with standard neuropathy evaluation and CCM. CCM measures were corneal nerve fibre density, corneal nerve fibre length, corneal nerve branch density, turtuosity coefficient, and dendritic cell infiltration. Standard evaluation showed damage in large and small fibres (A-alpha, -beta, -delta and C). The results of CCM measures were then compared to those of an age- and gender-matched control group. CCM measures were not significantly different from those of the control group. 18 out of the 21 patients were assessed in follow-up after 12 months with standard evaluation and CCM. There was no change to the baseline values in those 18 patients. In conclusion more CCM studies in patients with CMT need to be carried out to evaluate the potential benefit of the method.2026-06-1
Assessment of the clinical spectrum and prevalence of hypophosphatasia in an outpatient cohort
No full textPatients with hypophosphatasia have limited health and quality of life. It is currently controversial whether patients with a heterozygous mutation actually have any significant clinical symptoms. On the other hand, the mild form of hypophosphatasia can resemble the clinical picture of osteoporosis and as such could be incorrectly treated with bisphosphonates, which is contraindicated in hypophosphatasia.
The main task was to characterize those affected with a low alkaline phosphatase (AP) at the MVZ Endokrinologikum Göttingen between 2006 and 2020. It was of interest how many of the patients identified in this way were subsequently diagnosed with hypophosphatasia. With the help of the groups gained in this way (low AP with or without genetic evidence of hypophosphatasia) an attempt can be made to identify differences between the groups in terms of complaint burden and clinical expression of the disease.
We examined 49 patients regarding age, gender, laboratory parameters (blood and urine samples, with special analysis regarding AP), functional Tests, incidence/types of fractures (also with regard to osteoporosis according to the DVO guidelines relevant fractures), bone density and quality as well as 10-year fracture risk (FRAX). The division into three groups was based on the genetic examination: those with a genetically proven mutation (21 patients), those without a genetically proven one mutation (13 patients) and those without genetic testing (17 patients). The three groups were then compared in terms of similarities and differences.
The mutation c.571G>A (p.Glu191Lys) was the most common at 33%. Differences according to group division was reflected in the following parameters: There was an increased volume of fractures with 57% in the diseased group. The AP as well as bone-specific AP was lower in the sick group, while PLP was increased in the sick and non-sick people (due to the study design). The patients could not be distinguished by bone density or bone structure nor by the type of fracture. The groups did not differ in the fracture risk calculation, although the highest fracture risk according to BMD or TBS was always in the genetically diseased group.2026-06-1
Cardiomyocyte-specific Activation of the Insulin-like Growth Factor Binding Protein 5 (IGFBP5) in the Postnatal Heart Via CRISPR/Cas9
No full textIGFBP5 is one of six proteins that bind insulin-like growth factors (IGFs) and is known to regulate processes such as cell growth, aging, and metabolism. Previous studies have shown that its transcription is elevated in various cardiovascular diseases, including heart failure, but its exact role in the heart remains unclear. A CRISPR activation system was used to investigate the mechanistic role of endogenous Igfbp5 activation in the myocardium. This system consists of an inactivated dCas9 variant fused to transcriptional activators (VP64, p65 and RTA) and gene-targeting gRNAs. For in vivo application, a transgenic mouse line expressing the dCas9VPR construct exclusively in cardiomyocytes was used. In combination with the systemic administration of previously validated gRNAs, the construct can hybridize to form a cardiomyocyte-specific, programmable transcription factor for the endogenous activation of Igfbp5 and its subsequent secretion. Heart failure was induced by ligation of the ascending aorta, resulting in hypertrophy and reduced cardiac output. Further evaluation included functional parameters and transcriptomic changes resulting from endogenous Igfbp5 activation. Observations of standard echocardiographic parameters, such as fractional area shortening, did not show significant changes upon Igfbp5 activation in the healthy heart. Moreover, Igfbp5 activation did not improve heart function in heart failure-induced mice, nor was there a substantial improvement in overall survival. Activation of Igfbp5 in the adult heart revealed strongly activated pathways involved in vascular formation. These results suggest an undefined paracrine mechanism of action of IGFBP5 in the myocardium, potentially linked to vascular biology-related pathways.2026-06-2
T cell-mediated ocular autoimmunity
No full textMultiple sclerosis (MS) is a T cell-mediated autoimmune disease of the central nervous system (CNS),
leading to inflammatory lesions in the brain and spinal cord. The autoimmune process can affect both
the gray and white matter. Retina and optic nerve, as part of the CNS, are frequently involved in the
inflammatory processes. This leads to degenerative damage to both the retina and optic nerve, leading
to permanent vision impairment. The development of autoimmune inflammation in the eye and its
effects on the ocular system, particularly concerning how inflammation in white or gray matter tissue
impacts the eye, remains poorly understood.
In this study we established an intravital Two-photon laser scanning microscopy (TPLSM) setup to
monitor in real time how the autoimmune process unfolds in the retina. This approach was then applied
to models of T-cell-mediated autoimmunity targeting white matter and gray matter, induced by the
transfer of myelin-reactive or neuronal-reactive T cells, respectively.
We observed that, regardless of antigen specificity, both myelin-reactive and neuronal-reactive T cells
were able to enter the retina. However, they exhibited fundamentally different motility behaviors, entry
points, and lesion distributions. A detailed analysis of the gray matter autoimmunity model revealed
that neuronal-reactive T cells, upon entering the retina, encountered their cognate antigen and were
locally reactivated. This reactivation led to acute inflammation and subsequent chronic damage in the
retinal tissue. The structural changes were not confined to the retina but also extended to the optic nerve.
These findings suggest that primary T-cell-mediated neurodegeneration in the retina can occur
independently of initial optic nerve inflammation and may contribute to secondary optic nerve
pathology. Further studies are needed to elucidate the mechanisms of damage in both gray and white
matter autoimmunity.2026-11-1
Characterizing the therapeutic potential of interfering with LIFR/STAT3 signaling in ARID1A-deficient PDAC subtypes
No full textDas duktale Adenokarzinom des Pankreas (PDAC) zählt zu den aggressivsten malignen Tumoren und soll bis 2030 die zweithäufigste krebsassoziierte Todesursache nach dem Bronchialkarzinom darstellen. Ein wesentlicher Grund für die schlechte Prognose ist eine ausgeprägte Chemoresistenz, welche durch eine hohe inter- und intratumorale molekulare Heterogenität begünstigt wird. Hierbei spielen neben genetischen Alterationen zahlreiche epigenetische Faktoren eine wichtige Rolle. AT-rich interactive domain-containing protein 1A (ARID1A) ist die am häufigsten mutierte Untereinheit des SWItch/Sucrose Non-Fermentable (SWI/SNF)-Chromatin-Remodellierungskomplexes und in 6 – 8% aller PDACs mutiert. Ein ARID1A-Verlust scheint mit einer Aktivierung inflammatorischer Signalwege, unter anderem des Signal Transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3)-Signalwegs, einherzugehen, welche Tumorinitiation und -progression fördern. Diese Arbeit fokussierte sich auf die mechanistische und funktionelle Charakterisierung einer vermehrten STAT3-Aktivierung, die Identifikation neuer therapeutischer Angriffspunkte sowie die Testung des therapeutischen Potenzials einer STAT3-Inhibition im ARID1A-defizienten PDAC-Subtypen. In vitro wurde mit genetisch modifizierten ARID1A-defizienten humanen und murinen PDAC-Zellen sowie deren ARID1A-profizienten Kontrollzellen gearbeitet. Mittels Neutralisation des Leukemia inhibitory factor (LIF), genetischer Depletion des LIF-Rezeptors (LIFR) und Stimulation mit rekombinantem LIF wurde eine LIF-induzierte STAT3-Aktivierung im Kontext der ARID1A-Defizienz untersucht. Funktionelle Auswirkungen einer STAT3-Inhibition wurden mittels Einzel- und Kombinationsbehandlungen mit dem STAT3-Inhibitor Napabucasin und dem Chemotherapeutikum Gemcitabin in Zellviabilitätstests untersucht. Eine Überprüfung der in vitro erzielten Ergebnisse erfolgte in vivo in einem syngenen orthotopen KPC-Mausmodell, in welchem Mäuse mit Arid1a-defizienten und -profizienten Tumoren eine Monotherapie mit Napabucasin oder Gemcitabin oder eine Kombinationstherapie erhielten. Die Behandlungsgruppen wurden in Bezug auf phänotypische Unterschiede, Gesamtüberleben und Lebermetastasierung untersucht. Histologische Analysen erfolgten zur Validierung des ARID1A-Status sowie zur Beurteilung der STAT3-Aktivierung, der Proliferations- und Apoptoserate und der Tumorstromazusammensetzung. In dieser Arbeit konnte mechanistisch eine signifikant erhöhte Sekretion von LIF gezeigt werden, welches nach Bindung an den LIFR auto- und parakrin eine vermehrte STAT3-Aktivierung in ARID1A-defizienten PDAC-Zellen induzierte. Die LIF-induzierte STAT3-Aktivierung war nicht tumorzellspezifisch, sondern konnte auch in Pankreassternzellen induziert werden. Die funktionellen Analysen ergaben eine signifikant erhöhte Reduktion der Zellviabilität nach einer Monotherapie mit Napabucasin und Gemcitabin sowie einen potenziellen Synergismus in der Kombinationstherapie im Kontext der Arid1a-Defizienz. In vivo verlängerte Gemcitabin im Kontext der Arid1a-Defizienz das Gesamtüberleben signifikant und verhinderte eine Lebermetastasierung. Die in vitro beobachteten Arid1a-statusabhängigen Effekte von Napabucasin ließen sich in vivo nicht bestätigen. Zusammenfassend zeigen die Daten eine autokrine LIF-induzierte STAT3-Aktivierung im ARID1A-defizienten PDAC, welche neue zielgerichtete Therapieansätze aufzeigt, deren therapeutisches Potenzial jedoch noch geklärt werden muss. Des Weiteren konnte erstmals eine erhöhte Chemosensitivität gegenüber Gemcitabin im ARID1A-defizienten PDAC gezeigt werden. Demnach könnte eine Gemcitabin-basierte Chemotherapie die Prognose von Patient*innen mit ARID1A-defizientem PDAC-Subtypen verbessern.Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is one of the most aggressive malignant tumors and is expected to be the second most common cause of cancer-associated death after lung cancer by 2030. A major reason for the poor prognosis is pronounced chemoresistance, which is favored by high inter- and intratumoral molecular heterogeneity. In addition to genetic alterations, numerous epigenetic factors play an important role here. AT-rich interactive domain-containing protein 1A (ARID1A) is the most frequently mutated subunit of the SWItch/Sucrose Non-Fermentable (SWI/SNF) chromatin remodeling complex and is mutated in 6 ─ 8% of all PDACs. ARID1A loss appears to be associated with activation of inflammatory signaling pathways, including the Signal Transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3) pathway, which promote tumor initiation and progression. This work focused on the mechanistic and functional characterization of increased STAT3 activation, the identification of new therapeutic targets and the testing of the therapeutic potential of STAT3 inhibition in ARID1A-deficient PDAC subtypes. In vitro, genetically modified ARID1A-deficient human and murine PDAC cells and their ARID1A-proficient control cells were used. Using neutralization of the leukemia inhibitory factor (LIF), genetic depletion of the LIF receptor (LIFR) and stimulation with recombinant LIF, LIF-induced STAT3 activation was investigated in the context of ARID1A deficiency. Functional effects of STAT3 inhibition were investigated using single and combination treatments with the STAT3 inhibitor napabucasin and the chemotherapeutic agent gemcitabine in cell viability assays. The results obtained in vitro were verified in vivo in a syngeneic orthotopic KPC mouse model in which mice with Arid1a-deficient and Arid1a-proficient tumors received monotherapy with napabucasin or gemcitabine or a combination therapy. The treatment groups were evaluated for phenotypic differences, overall survival and liver metastasis. Histological analyses were performed to validate ARID1A status and to assess STAT3 activation, proliferation and apoptosis rates and tumor stroma composition. In this study, a significantly increased secretion of LIF was mechanistically demonstrated, which induced increased STAT3 activation in ARID1A-deficient PDAC cells after binding to the LIFR in an auto- and paracrine manner. The LIF-induced STAT3 activation was not tumor cell-specific, but could also be induced in pancreatic stellate cells. The functional analyses revealed a significantly increased reduction in cell viability after monotherapy with napabucasin and gemcitabine as well as a potential synergism in combination therapy in the context of Arid1a deficiency. In vivo, gemcitabine significantly prolonged overall survival and prevented liver metastasis in the context of Arid1a deficiency. The Arid1a status-dependent effects of napabucasin observed in vitro could not be confirmed in vivo. In summary, the data show an autocrine LIF-induced STAT3 activation in ARID1A-deficient PDAC, which points to new targeted therapeutic approaches whose therapeutic potential still needs to be clarified. Furthermore, increased chemosensitivity to gemcitabine was demonstrated for the first time in ARID1A-deficient PDAC. Accordingly, gemcitabine-based chemotherapy could improve the prognosis of patients with ARID1A-deficient PDAC subtypes.2026-05-1
The Effects of Long-term Administration of WIN 55,212-2 on Neurogenesis and Neuroinflammation in Wild-type Mice.
No full textIn dieser Arbeit wurden die Folgen der langfristigen Einnahme von WIN55,212-2, einem synthetischen Aminoalkylindol, auf gesunde Mausgehirne in zwei Altersgruppen untersucht. Betrachtet wurden die Auswirkungen auf Neurogenese, Neuroinflammation und CB1-Rezeptor-Dichte in den Gehirnen der Mäuse mittels Immunfärbungen. Für die Darstellung der Neurogenese wurden Antikörper gegen Ki-67 und Doublecortin verwendet, zur Untersuchung der Inflammation wurden GFAP und IBA1 angefärbt. Die Mäuse wurden ab einem Alter von 6 Wochen bzw. 10 Monaten für 42 Tage mit jeweils 0,2 mg/kg Körpergewicht WIN55,212-2 behandelt. Es kam durch die langfristige Stimulation des Endocannabinoidsystems bei weiblichen Tieren zu einem Rückgang der CB1 Rezeptor Expression im Sinne einer Gewöhnungsreaktion, sowie in vereinzelten Gruppen zu einem Anstieg von Inflammationsreaktion im Cortex oder Hippocampus. Die Neurogenese wurde durch die Behandlung nicht beeinflusst. Durch die gezeigten Veränderungen in der Neuroinflammation der mit WIN55,212-2 behandelten Mäuse ergibt sich Potenzial, das Endocannabinoidsystem als Ausgangspunkt für neuronale Erkrankungen mit inflammatorischer Komponente, wie zum Beispiel neurodegenerative Erkrankungen, weiter zu erforschen.This study investigated the effects of long-term administration of WIN55,212-2, a synthetic aminoalkylindole, on healthy mouse brains in two different age groups. The impacts on neurogenesis, neuroinflammation, and CB1 receptor density in the brains of the mice were examined using immunostaining techniques. Antibodies against Ki-67 and Doublecortin were used to assess neurogenesis, while GFAP and IBA1 were stained to study inflammation. The mice were treated with 0.2 mg/kg body weight of WIN55,212-2 for 42 days, starting at 6 weeks or 10 months of age. Long-term stimulation of the endocannabinoid system led to a reduction in CB1 receptor expression in female animals, reflecting a tolerance response, and in some groups, an increase in inflammation in the cortex or hippocampus. Neurogenesis was not affected by the treatment. The observed changes in neuroinflammation in the WIN55,212-2-treated mice suggest potential for further exploration of the endocannabinoid system as a basis for neurodegenerative diseases with an inflammatory component, such as neurodegenerative disorders.2026-04-0
Endoplasmic reticulum stress in a cell culture model for chronic muscle inflammation
No full textHintergrund: Die Einschlusskörpermyositis (IBM) ist eine erworbene Myopathie bei Personen über fünfzig Jahre. Sie ist durch eine fortschreitende Muskelatrophie und -schwäche gekennzeichnet, die zu schweren Beeinträchtigungen führen. Derzeit gibt es keine wirksame Behandlung. Zu den histopathologischen Befunden gehören entzündliche Veränderungen und Ablagerungen von degenerationsassoziierten Proteinen. Es gibt Hinweise darauf, dass oxidativer und nitrosativer Stress eine pathophysiologische Rolle spielen. Der genaue Zusammenhang zwischen degenerativen und entzündlichen Mechanismen ist bisher noch nicht vollständig geklärt. Ziel dieser Studie war es, Endoplasmatischen Retikulums (ER)-Stress und seine Rolle in der Pathogenese der IBM zu untersuchen. Die molekularen Mechanismen des ER-Stresses und ihre Bedeutung für Entzündungen und zellulären Stress wurden untersucht. In einem weiteren Schritt wurde Methylenblau (MB), das in Alzheimer-Modellen eine Anti-Aggregationswirkung gezeigt hat, als potenzieller ER-Stress-Modulator getestet.
Methoden: In einem etablierten in vitro Modell wurden menschliche Myoblasten und primäre Muskelzellkulturen den proinflammatorischen Zytokinen Interleukin (IL)-1β und Interferon (IFN)-γ ausgesetzt und erhielten parallel dazu verschiedene Konzentrationen von MB. Die Analyse erfolgte durch Echtzeit-PCR, immunzytochemische Färbung und Western Blotting.
Ergebnisse: Die Zytokinstimulation führte zur Aktivierung der ER-Stressmarker ATF4 und Grp94, zur Akkumulation fehlgefalteter Proteine und zur Induktion von nitrosativem Stress. Methylenblau reduzierte signifikant die Thioflavin S-positiven Proteinaggregate und die MHC-I-Expression, insbesondere bei niedrigeren Konzentrationen. Auf der mRNA-Ebene verringerte MB die Expression von ATF4, hatte aber keine Auswirkungen auf XBP1 oder Grp94. Die APP-Expression blieb unverändert. Was den nitrosativen Stress betrifft, so wurde bei niedrigeren MB-Konzentrationen eine Tendenz zur Abnahme beobachtet.
Schlussfolgerungen: Die Daten zeigen, dass MB unter entzündlichen Bedingungen die Aggregation fehlgefalteter Proteine reduzieren und immunologische zelluläre Reaktionen modulieren kann, wahrscheinlich über eine selektive Modulation des PERK/ATF4-Zweigs der Reaktion auf ungefaltete Proteine. Es gibt auch Hinweise auf eine teilweise Abschwächung des nitrosativen Stresses bei niedrigeren Konzentrationen von MB. MB könnte daher ein potenzieller Wirkstoff für eine gezielte Modulation von degenerativen und entzündlichen Mechanismen bei IBM sein.Background: Inclusion body myositis (IBM) is an acquired myopathy in individuals over the age of fifty. It is characterized by progressive muscle atrophy and weakness that leads to severe disability. Currently there is no effective treatment available. Histopathological findings include inflammatory changes and deposits of degeneration-associated proteins. There is evidence to suggest that oxidative and nitrosative stress play a pathophysiological role. The exact relationship between degenerative and inflammatory mechanisms is so far not fully understood. The aim of this study was to explore endoplasmic reticulum (ER) stress and its role in the pathogenesis of IBM. Molecular mechanisms of ER stress and their relevance to inflammation and cellular stress were studied. In a further step, methylene blue (MB), which has shown anti-aggregation properties in Alzheimer's disease models, was tested as a potential ER stress modulator.
Methods: In an established in vitro model, human myoblasts and primary muscle cell cultures were exposed to the proinflammatory cytokines interleukin (IL)-1β and interferon (IFN)-γ and received in parallel different concentrations of MB. Analysis was performed by real-time PCR, immunocytochemical staining, and Western blotting.
Results: Cytokine stimulation led to activation of the ER stress markers ATF4 and Grp94, accumulation of misfolded proteins, and induction of nitrosative stress. Methylene blue significantly reduced thioflavin S-positive protein aggregates and MHC-I expression, especially at lower concentrations. At the mRNA level, MB decreased the expression of ATF4, but had no effect on XBP1 or Grp94. APP expression remained unchanged. Concerning nitrosative stress, a tendency to decrease was observed at lower MB concentrations.
Conclusions: The data demonstrate that, under inflammatory conditions, MB can reduce the aggregation of misfolded proteins and modulate immunological cellular responses, probably via selective modulation of the PERK/ATF4 branch of the unfolded protein response. There is also evidence of a partial attenuation of nitrosative stress at lower concentrations of MB. MB may therefore represent a potential agent for the targeted modulation of degenerative and inflammatory mechanisms in IBM.2026-05-0
Perturb-seq identified novel target genes and molecular pathways regulating cardiac fibrosis
No full textCardiac fibrosis is a prevalent feature in all forms of chronic heart disease, for which no definitive remedy exists to date. A hallmark of fibrosis is the transition of fibroblasts into their activated form, known as myofibroblasts. The molecular mechanism underlying this transition remains largely unknown.
In this study, we aimed to use Perturb-seq to gain a comprehensive understanding of the complexity of myofibroblast activation and to identify novel factors regulating cardiac fibrosis. The insights obtained from this work may aid in developing therapies for cardiac fibrosis.
Perturb-seq technology combines single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) with CRISPR screens, enabling the identification of both the genetic perturbation and transcriptomic profile at the single-cell level. We have generated a sgRNA library targeting more than ~2000 murine cardiac transcriptional regulators in an AAV9 mutant capable of effectively transducing Cas9+ primary mouse cardiac fibroblasts.
scRNA-seq analysis of transduced cells, both with and without TGFβ stimulation, identified nine anti-fibrotic gene candidates: Arnt, Hoxc13, Jup, Foxo4, Csrp1, Dtx3, Ifngr2, Stk17b and Add3. Gene set enrichment analysis (GSEA) on scRNA-seq data shows significant enrichment of fibrosis and TGFβ-signaling-associated gene sets following knockdown of these gene candidates, even in the absence of TGFβ stimulation. We further validated the anti-fibrotic effect of Hoxc13, one of the gene candidates, in human fibroblast cell line. The silencing of the Hoxc13 gene in human fibroblasts increased the level of fibrotic markers such as Col1a1 and αSMA, while its overexpression drastically reduced the secretion of Cola1a1, indicating its potential role as an anti-fibrotic factor.
In conclusion, our study is the first to apply Perturb-seq for a single-cell genetic screen to identify novel fibrotic regulators. These findings highlight its great potential in uncovering therapeutic targets for the management of cardiac fibrosis.2026-05-0