HLA-J, a Non-Pseudogene as a New Prognostic Marker for Therapy Response and Survival in Breast Cancer

The human leukocyte antigen (HLA) genes are cell-surface proteins, essential for immune cell interaction. HLA-G is known for their high immunosuppressive effect and its potential as predictive marker in breast cancer. However, nothing is known about the HLA-J and its immunosuppressive, prognostic and predictive features, as it is assumed to be a pseudogene by in silico sequence interpretation. HLA-J, ESR1, ERBB2, KRT5 and KRT20 mRNA expression were analysed in 29 fresh frozen breast cancer biopsies and their corresponding resectates obtained from patients treated with neoadjuvant chemotherapy (NACT). mRNA was analysed with gene specific TaqMan-based Primer/Probe sets and normalized to Calmodulin 2. All breast cancer samples did express HLA-J and frequently increased HLA-J mRNA levels after NACT. HLA-J mRNA was significantly associated with overexpression of the ESR1 mRNA status (Spearman ρ 0,5679; p = 0.0090) and KRT5 mRNA (Spearman ρ 0,6121; p = 0.0041) in breast cancer core biopsies and dominated in luminal B subtype. Kaplan Meier analysis revealed that an increase of HLA-J mRNA expression after NACT had worse progression free survival (p = 0,0096), indicating a counterreaction of tumor tissues presumably to prevent elimination by enhanced immune infiltration induced by NACT. This counterreaction is associated with worse prognosis. To our knowledge this is the first study identifying HLA-J as a new predictive marker in breast cancer being involved in immune evasion mechanisms.Humane Leukozyten-Antigene (HLA) sind Proteine auf der Zelloberfläche, die essenziell für die Immunzellinteraktion sind. HLA-G ist für seine hohe immunosuppressive Wirkung sowie als potenzieller prädikativer Marker für Brustkrebs bekannt. Dagegen ist kaum etwas über HLA-J und seine immunosuppressiven, prognostischen und prädiktiven Eigenschaften bekannt, da es basierend auf In-silico-Sequenzanalysen als „Pseudogen“ interpretiert wurde. Die Expression von HLA-J, ESR1, ERBB2, KRT5 und KRT20 mRNA wurde in 29 frisch gefrorenen Brustkrebsbiopsien analysiert und mit den klinisch-pathologischen Daten von Patientinnen, welche mit neoadjuvanter Chemotherapie behandelt wurden, verglichen. Die mRNA-Expression wurde mit genspezifischen TaqMan-basierten Primer/Probe-Sets analysiert und auf Calmodulin 2 normalisiert. Alle Gewebeproben von Patientinnen mit Brustkrebs exprimierten HLA-J, und der HLA-J-mRNA-Spiegel war nach NACT oft erhöht. In den Brustkrebsstanzbiopsien war die HLA-J-mRNA-Expression signifikant mit der Überexpression von ESR1-mRNA (Spearmans ρ 0,5679; p = 0,0090) und KRT5-mRNA (Spearmans ρ 0,6121; p = 0,0041) assoziiert und dominierte im Luminal-B-Subtyp. Die Kaplan-Meier-Analyse zeigte, dass ein Anstieg der HLA-J-mRNA-Expression nach NACT mit einem schlechteren progressionsfreien Überleben einhergeht (p = 0,0096), womöglich als Gegenreaktion des Tumorgewebes, um eine Eliminierung durch tumorinfiltrierende Lymphozyten, welche durch eine NACT induziert wurden, zu verhindern. Diese Gegenreaktion ist mit einer schlechteren Prognose assoziiert. Soweit uns bekannt, handelt es sich hierbei um die erste Studie, die HLA-J als neuen prädiktiven Marker im Brustkrebs identifiziert hat und möglicherweise zur Immunevasion beiträgt

Clinical characterization of respiratory large droplet production during common airway procedures using high-speed imaging

During the COVID-19 pandemic, a significant number of healthcare workers have been infected with SARS-CoV-2. However, there remains little knowledge regarding large droplet dissemination during airway management procedures in real life settings. 12 different airway management procedures were investigated during routine clinical care. A high-speed video camera (1000 frames/second) was for imaging. Quantitative droplet characteristics as size, distance traveled, and velocity were computed. Droplets were detected in 8/12 procedures. The droplet trajectories could be divided into two distinctive patterns (type 1/2). Type 1 represented a ballistic trajectory with higher speed large droplets whereas type 2 represented a random trajectory of slower particles that persisted longer in air. The use of tracheal cannula filters reduced the amount of droplets. Respiratory droplet patterns generated during airway management procedures follow two distinctive trajectories based on the influence of aerodynamic forces. Speaking and coughing produce more droplets than non-invasive ventilation therapy confirming these behaviors as exposure risks. Even large droplets may exhibit patterns resembling the fluid dynamics smaller airborne aerosols that follow the airflow convectively and may place the healthcare provider at risk

Comparison of immunohistochemistry with PCR for assessment of ER, PR, and Ki-67 and prediction of pathological complete response in breast cancer

Background: Proliferation may predict response to neoadjuvant therapy of breast cancer and is commonly assessed by manual scoring of slides stained by immunohistochemistry (IHC) for Ki-67 similar to ER and PgR. This method carries significant intra- and inter-observer variability. Automatic scoring of Ki-67 with digital image analysis (qIHC) or assessment of MKI67 gene expression with RT-qPCR may improve diagnostic accuracy. Methods: Ki-67 IHC visual assessment was compared to the IHC nuclear tool (AperioTM) on core biopsies from a randomized neoadjuvant clinical trial. Expression of ESR1, PGR and MKI67 by RT-qPCR was performed on RNA extracted from the same formalin-fixed paraffin-embedded tissue. Concordance between the three methods (vIHC, qIHC and RT-qPCR) was assessed for all 3 markers. The potential of Ki-67 IHC and RT-qPCR to predict pathological complete response (pCR) was evaluated using ROC analysis and non-parametric Mann-Whitney Test. Results: Correlation between methods (qIHC versus RT-qPCR) was high for ER and PgR (spearman´s r = 0.82, p < 0.0001 and r = 0.86, p < 0.0001, respectively) resulting in high levels of concordance using predefined cut-offs. When comparing qIHC of ER and PgR with RT-qPCR of ESR1 and PGR the overall agreement was 96.6 and 91.4%, respectively, while overall agreement of visual IHC with RT-qPCR was slightly lower for ER/ESR1 and PR/PGR (91.2 and 92.9%, respectively). In contrast, only a moderate correlation was observed between qIHC and RT-qPCR continuous data for Ki-67/MKI67 (Spearman’s r = 0.50, p = 0.0001). Up to now no predictive cut-off for Ki-67 assessment by IHC has been established to predict response to neoadjuvant chemotherapy. Setting the desired sensitivity at 100%, specificity for the prediction of pCR (ypT0ypN0) was significantly higher for mRNA than for protein (68.9% vs. 22.2%). Moreover, the proliferation levels in patients achieving a pCR versus not differed significantly using MKI67 RNA expression (Mann-Whitney p = 0.002), but not with qIHC of Ki-67 (Mann-Whitney p = 0.097) or vIHC of Ki-67 (p = 0.131). Conclusion: Digital image analysis can successfully be implemented for assessing ER, PR and Ki-67. IHC for ER and PR reveals high concordance with RT-qPCR. However, RT-qPCR displays a broader dynamic range and higher sensitivity than IHC. Moreover, correlation between Ki-67 qIHC and RT-qPCR is only moderate and RT-qPCR with MammaTyper® outperforms qIHC in predicting pCR. Both methods yield improvements to error-prone manual scoring of Ki-67. However, RT-qPCR was significantly more specific

Clinical Predictors of Alcohol Withdrawal Delirium

Wetterling T, Kanitz R-D, Veltrup C, Driessen M. Clinical Predictors of Alcohol Withdrawal Delirium. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 1994;18(5):1100-1102.Up to now, clinical predictors for the course of the alcohol withdrawal syndrome, especially for the occurrence of a delirium, are lacking. Thus, this study was undertaken to examine whether clinical routine investigations at admission before the withdrawal syndrome can reveal factors indicating a higher risk for the development of a delirium. Our results showed that decreased serum electrolyte concentrations (i.e., chloride and potassium), elevated ALT, and γ-glutamyltransferase serum levels, as well as ataxia and polyneuropathy at the neurological examination, indicate a higher risk for the development of an alcohol withdrawal delirium

Endoskopische laserbasierte 3D-Bildgebung für klinische Echtzeitanalyse des menschlichen Kehlkopfes

Hintergrund: Die klinische Laryngoskopie gehört zu den häufigsten HNO-Untersuchungen. Die Diagnose kann mangels standardisierter, objektiver Bewertungsparameter auch unter Experten variieren. Darüber hinaus wird bisher nur 2D-Bildgebung für die visuelle Beurteilung des Kehlkopfes und der Stimmlippen genutzt. Dabei würden Kenntnisse über die genaue 3D-Geometrie der Oberfläche und das dynamische Verhalten während der Phonation Rückschlüsse auf verschiedene Pathologien (morphologische Veränderungen oder funktionelle Störungen) zulassen. Im Rahmen eines interdisziplinären DFG-Projekts wird ein 3D-Laserendoskopie-System zur evidenzbasierten Echtzeitanalyse des Kehlkopfs entwickelt. Das Projekt basiert auf der Hypothese, dass die angestrebte multimodal basierte 3D-Bildgebung im klinischen Alltag langfristig einen deutlichen medizinischen Mehrwert liefert, da dieses neuartige Messsystem objektive und quantitative Aussagen für folgende Bereiche zur Verfügung stellt: nicht-invasive Vorsorgeuntersuchung Unterstützung der Diagnose Planung von chirurgischen Eingriffen Kontrolle des Therapieverlaufs Material und Methoden: Zunächst ist das zentrale Ziel die Entwicklung des endoskopischen, laserbasierten Messsystems zur nicht-invasiven Echtzeitanalyse der sichtbaren 3D-Kehlkopfoberfläche. Dies wird durch die enge Zusammenarbeit eines interdisziplinären Teams aus Medizinern, Ingenieuren und Informatikern der FAU Erlangen-Nürnberg realisiert und unterteilt sich in drei übergeordnete Arbeitspakete: hardwareseitige Entwicklung der Aufnahmeeinheit softwareseitige Entwicklung der 3D-Echtzeitrekonstruktion experimentelle Validierung zur Lasersicherheit und klinische Funktionalität aller Hardware- und Softwarekomponenten Langfristig werden im Rahmen einer großangelegten Studie an der HNO-Klinik des Universitätsklinikums Erlangen 3D-Aufnahmen von Probanden mit physiologischen und pathologischen Stimmlippenschwingungen durchgeführt.Ergebnisse: Durch den Einsatz des neu entwickelten 3D-Laserendoskops im Rahmen der Studie erhalten wir einerseits grundlegendes Wissen über die zugrundeliegende Fluid-Struktur-Akustik Interaktion der Phonation, andererseits werden wir in der Lage sein, relevante anatomische und dynamische 3D-Parameter zu identifizieren, Normwerte zu bestimmen und Pathologien nach Schweregraden zu klassifizieren. Zusätzlich werden systematische Untersuchungen zur Wirkung von Laserstrahlung auf laryngealem Schleimhautgewebe durchgeführt, um eine Erweiterung der bestehenden Grenzwerte für Laserstrahlung im Bereich des Kehlkopfs zu überprüfen.Fazit: Im Rahmen des DFG-Projekts wird Medizinern im HNO-Bereich ein neues 3D-Bildgebungsverfahren zur Verfügung gestellt, das die klassische, häufig erfahrungsbasierte Diagnostik (klinische Expertise) um eine evidenzbasierte Methode zur Bewertung und Parametrisierung der Stimmlippenoberfläche erweitert. Die Diagnostik soll mithilfe objektiver Parameter und der Einbeziehung der 3D-Stimmlippendynamik vereinfacht und besser vergleichbar werden

Synchrone 3D-Bildgebung der medialen und superioren Stimmlippenoberflächen in Hemikehlköpfen

Hintergrund: Form und Dynamik der Stimmlippen liefern wichtige Informationen für die phoniatrischen Diagnostik. Die klinische Laryngoskopie ist dafür eine typische Untersuchung, jedoch auf die superiore Stimmlippenoberfläche beschränkt. Die Zusammenhänge zwischen medialer und superiorer Stimmlippendynamik sind daher weitgehend unbekannt. Unser Messaufbau für exzidierte Hemikehlköpfe ermöglicht die Aufnahme synchroner Highspeed-Videos der superioren und medialen Stimmlippenoberflächen und erlaubt die 3D-Rekonstruktion aus 2D-Videos. Beide 3D-Oberflächen werden einzeln registriert, rekonstruiert und zu einer vollständigen Stimmlippenoberfläche zusammengefügt.Material und Methoden: Der Messaufbau ermöglicht die Reproduktion der physiologischen Bewegung des Hemikehlkopfs mithilfe von angehängten Gewichten. Zwei Highspeed-Kameras nehmen den Kehlkopf synchron mit einer Aufnahmerate von 4 kHz auf. Aus den Videodaten werden die superiore und mediale Stimmlippenoberflächen mithilfe von zwei unterschiedlichen Methoden rekonstruiert: die superiore Fläche durch eine Laserprojektionseinheit, die mediale Fläche durch Stereovision mit einem Prisma und eingenähten Markerpunkten. Sowohl die Laserpunkte als auch die Markerpunkte werden mit einer auf Deep-Learning basierenden Software erkannt. Anschließend werden die beiden Teilflächen zu einer vollständigen Stimmlippenoberfläche zusammengeführt. Jeder Kehlkopf wurde bei zwei Elongationsstufen, drei Adduktionsstufen und fünf ansteigenden Volumenströmen vermessen.Ergebnisse: Die Kameradaten zeigen die physiologische Bewegung der Stimmlippen. Mediale und superiore Oberflächen wurden erfolgreich rekonstruiert und zu einer vollständigen dynamischen Stimmlippenoberfläche zusammengefügt. Dies ermöglicht die systematische Untersuchung der räumlich-zeitlichen Korrelation zwischen den medialen und superioren 3D-Markerpunkten.Diskussion: Das Experiment erweitert das erfasste Sichtfeld von der medialen Oberfläche früherer Studien auf die gesamte Stimmlippenoberfläche. Im nächsten Schritt werden die Trajektorien der Markerpunkte entlang der Stimmlippe korreliert, was Rückschlusse auf die Dynamik der medialen Stimmlippe, allein durch die Aufnahme der superioren Oberfläche ermöglichen soll.Fazit: Die Analyse 3D-rekonstruierter Stimmlippen liefert ein besseres Verständnis über die Zusammenhänge zwischen der medialen und superioren Stimmlippenschwingung. Dieses Wissen soll anschließend auf die laryngoskopische Diagnostik übertragen werden

Clinical characterization of respiratory droplet production during common airway procedures using high-speed imaging

AbstractBackgroundDuring the COVID-19 pandemic, a significant number of healthcare workers have been infected with SARS-CoV-2. However, there remains little knowledge regarding droplet dissemination during airway management procedures in real life settings.Methods12 different airway management procedures were investigated during routine clinical care. A high-speed video camera (1000 frames/second) was for imaging. Quantitative droplet characteristics as size, distance traveled, and velocity were computed.ResultsDroplets were detected in 8/12 procedures. The droplet trajectories could be divided into two distinctive patterns (type 1/2). Type 1 represented a ballistic trajectory with higher speed droplets whereas type 2 represented a random trajectory of slower particles that persisted longer in air. Speaking and coughing lead to a larger amount of droplets than non-invasive ventilation therapy. The use of tracheal cannula filters reduced the amount of droplets.ConclusionsRespiratory droplet patterns generated during airway management procedures follow two distinctive trajectories based on the influence of aerodynamic forces. Speaking and coughing produce more droplets than non-invasive ventilation therapy confirming these behaviors as exposure risks. Even large droplets may exhibit patterns resembling the fluid dynamics smaller airborne aerosols that follow the airflow convectively and may place the healthcare provider at risk.</jats:sec