@phdthesis{Kampfinger2007,
  author    = {Kampfinger, Katja},
  title     = {Nachweis einer Mismatch-Reparatur-Defizienz in L5178Y Tk+/--3.7.2C-Mauslymphomzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26023},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die Entwicklung und Zulassung von Arzneimitteln sowie die Bewertung von Xenobio-tika erfordern eine Reihe von Testsystemen zur Toxizit{\"a}tsermittlung. F{\"u}r die {\"U}berpr{\"u}fung der Gentoxizit{\"a}t stehen eine Vielzahl etablierter Testsysteme zur Verf{\"u}gung, die oft auf Krebszelllinien basieren. Krebszelllinien haben jedoch die Eigenschaft, neben den f{\"u}r die Testung notwendigen Ver{\"a}nderungen weitere Ver{\"a}nderungen zu tragen, die zu Reaktionen f{\"u}hren k{\"o}nnen, wie sie in den Prim{\"a}rzellen des Organismus nicht auftreten. Daher ist die Kenntnis des genetischen Hintergrunds der verwendeten Krebszelllinien wertvoll, um Testergebnisse bewerten und gentoxische Risikopotentiale absch{\"a}tzen zu k{\"o}nnen. Die Mauslymphomzelllinie L5178Y nimmt unter den auf Krebszellen basierenden Testsystemen eine besondere Stellung ein, da sie die weltweit in der Gentoxizi-t{\"a}tspr{\"u}fung am h{\"a}ufigsten eingesetzte Zelllinie ist. In der vorliegenden Arbeit wurde in dieser Zellllinie eine Ver{\"a}nderung nachgewiesen, die das Mismatch-Reparatur-System (MMR-System) betrifft. Bei der MMR handelt es sich um einen Mechanismus, der daran beteiligt ist, die Integrit{\"a}t des Genoms zu gew{\"a}hrleisten. In MMR-profizienten Zellen werden Fehler in der DNA, die bei der Replikation, der homologen Rekombination oder durch {\"a}ußere gentoxische Einwirkungen entstehen, entweder erkannt und repariert, oder die gesch{\"a}digten Zellen werden durch die Induktion von Apoptosen eliminiert. Im Gegensatz dazu {\"u}berleben MMR-defiziente Zellen trotz gravierender DNA-Sch{\"a}den und akkumulieren diese. In der vorliegenden Arbeit wurde die Akkumulierung von Genomsch{\"a}den bei L5178Y-Zellen als Reaktion auf Behandlung mit alkylierenden Agenzien beobachtet, w{\"a}hrend andere Vergleichszelllinien Apoptosen induzierten. Dieses Verhalten der L5178Y-Zellen, das in der Literatur bei MMR-defizienten Zellen f{\"u}r alkylierende Agenzien beschrieben ist, f{\"u}hrte zu der Vermutung, dass die L5178Y-Zellen einen MMR-defizienten Ph{\"a}notyp aufweisen. Dieser MMR-defiziente Ph{\"a}notyp wurde durch gezielte Behandlung von L5178Y-Zellen und Zellen mit bekanntem MMR-Status mit dem alkylierenden Agenz MNNG und dem anschließenden Vergleich der Reaktionen gepr{\"u}ft und best{\"a}tigt. Der Ver-gleich erfolgte durch den Nachweis gentoxischer Effekte im Mikrokern-Test und im Comet Assay. Auf Proteinebene konnte f{\"u}r den gezeigten MMR-defizienten Ph{\"a}notyp bei den drei wichtigsten, in die MMR involvierten Proteine, MLH1, MSH2 und MSH6 keine Ursa-che gefunden werden: Alle untersuchten Proteine zeigten eine Expression, die mit denen der MMR-profizienten Kontrollzelllinien vergleichbar war. Auf DNA-Ebene wurde durch die Analyse aller bekannter, in die MMR involvierter Gene durch die Sequenzierung der kodierenden Bereiche als wichtigste Ver{\"a}nde-rung eine Insertions-Mutation (964(insC)) in pms2 gefunden. Diese f{\"u}hrt nach 260 Aminos{\"a}uren zu einer Leserasterverschiebung und nach 313 Aminos{\"a}uren zu einem Abbruch der Aminos{\"a}uresequenz aufgrund eines Stop-Codons. Zwar ist somit die Information f{\"u}r den N-terminalen Bereich von PMS2, der die DNA-Bindedom{\"a}ne und die ATP-ase aktiven Stellen beinhaltet, vorhanden, die f{\"u}r den C-Terminus hingegen, der f{\"u}r die Dimerisierung mit dem MMR-Protein MLH1 und damit f{\"u}r die Funktion essentiell ist, fehlt. Insgesamt wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass die L5178Y-Zelllinie MMR-defizient ist. Mit der Insertions-Mutation (964(insC)) in pms2 wurde eine molekulare Ursache gefunden, die diese Defizienz erkl{\"a}ren kann. Daraus folgt f{\"u}r den Einsatz der L5178Y-Zelllinie in Gentoxizit{\"a}tstests, dass die Ber{\"u}cksichtigung ihrer MMR-Defizienz die M{\"o}glichkeit der Bewertung von Testergebnissen erheblich erweitern kann.},
  subject      = {Maus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Koch2010,
  author    = {Koch, Roland},
  title     = {Modulation Nikotin induzierter DNA-Sch{\"a}den an humanen Lymphozyten und nasaler Mukosa},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53191},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Beim Zigarettenrauchen als der h{\"a}ufigsten Form des Tabakkonsums stellt das respiratorische Epithel des oberen und unteren Aerodigestivtraktes das prim{\"a}re Kontaktorgan der zyto- und genotoxischen Inhaltsstoffe dar. Nikotin, das Hauptalkaloid des Tabaks, ruft nicht nur eine starke Abh{\"a}ngigkeit hervor, sondern kann in Anbetracht fr{\"u}herer Studien auch zum Tabak assoziierten Krebsrisiko beitragen. Neben tumorproliferativen Effekten wie etwa der Angioneogenese, der Zellproliferation oder einer Apoptoseinhibition ist die Rolle der tumorinitiierenden Wirkung von Nikotin durch eine direkte Sch{\"a}digung der DNA noch unzureichend untersucht. Ziele dieser experimentellen Arbeit waren deshalb, Nikotin induzierte DNA-Sch{\"a}den an frisch isolierten sowie rekultivierten humanen Lymphozyten mit Hilfe des alkalischen Einzelzell-Mikrogelelektrophorese (Comet) Assays darzustellen, den Nachweis dieser Sch{\"a}den durch Koinkubation mit dem Reparaturenzyminhibitor Aphidicolin (APC) zu sensitivieren sowie oxidativ gesch{\"a}digte Basen durch die Formamidopyrimidin-Glykosylase (Fpg) aufzuzeigen. Durch Koinkubation mit Epibatidin, einem Subtyp spezifischen und kompetitiven Agonisten am nikotinergen Acetylcholinrezeptor (nAChR), wurde die Rolle der rezeptorvermittelten Mechanismen Nikotin induzierter DNA-Sch{\"a}den an Lymphozyten und nasalen Mukosazellen untersucht. Auch der Frage, ob Rauchen zu einer erh{\"o}hten basalen Sch{\"a}digung an nasalen Mukosazellen f{\"u}hre, wurde nachgegangen. Nach der Zellisolierung der humanen nasalen Schleimhautzellen und peripheren Lymphozyten erfolgte zum Ausschluss zytotoxischer Effekte jeweils vor und nach der einst{\"u}ndigen Fremdstoffinkubation mit Nikotin (1 µM bis 1000 µM), APC (2,5 µg/ml), Epibatidin (1 µM bis 100 µM) und MMS (100 µM) die Bestimmung der Zellvitalit{\"a}t mit dem Trypanblau-Ausschlusstest. Durch Inkubation mit Fpg nach der Lyse zellul{\"a}rer Membranen erfolgte die Augmentation oxidativ gesch{\"a}digter Basen. Potentielle DNA-Sch{\"a}den in Form von Einzelstrangbr{\"u}chen und alkalilabilen Stellen der DNA wurden mit dem Comet Assay erfasst. An frisch isolierten Lymphozyten konnte nach ein-st{\"u}ndiger Inkubation mit Nikotin ab 100 µM ein signifikanter DNA-Schaden festgestellt werden. Mit dem Einsatz von Fpg kam es ab 10 µM Nikotin zu einem signifikanten Anstieg der DNA-Fragmentierung. An rekultivierten Lymphozyten konnte nach Kryokonservierung bei einst{\"u}ndiger Inkubation mit Nikotin bereits ab 1 µM eine signifikante DNA-Sch{\"a}digung nachgewiesen werden, die sich ebenfalls bei Koinkubation mit APC ab 1 µM darstellte. Durch Koinkubation von Nikotin (1000 µM) mit Epibatidin in aufsteigender Konzentration konnte an frisch isolierten Lymphozyten nur in einer Konzentration (10 µM) die Nikotin induzierte DNA-Fragmentierung gesenkt werden. Hierbei zeigte Epibatidin selbst einen DNA-Schaden in niedriger Konzentration (1 µM und 10 µM). An nasalen Mukosazellen konnte der Nikotin induzierte DNA-Schaden durch die Koinkubation mit Epibatidin nicht gesenkt werden. Auch an nasaler Mukosa rief Epibatidin ab 1 µM einen signifikanten DNA-Schaden hervor. Bez{\"u}glich einer Einflussgr{\"o}ße durch das Rauchen auf die Ergebnisse im Comet Assay konnte kein Unterschied der basalen als auch der durch Nikotin induzierten DNA-Fragmentierung zwischen der Gruppe der Raucher und Nichtraucher festgestellt werden. Nikotin verursachte bereits bei einer einst{\"u}ndigen Expositionsdauer DNA-Sch{\"a}den an humanen Lymphozyten und nasalen Mukosazellen. Der Nachweis oxidativ gesch{\"a}digter Basen an Lymphozyten zeigt auf eine Generierung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) durch Nikotin hin. Die Aktivierung des homomeren α7 nAChR durch Nikotin soll hierbei eine wichtige Rolle als Ausl{\"o}ser der intrazellul{\"a}ren Signaltransduktion der Radikalbildung spielen. Epibatidin als ein starker Agonist am α7 Rezeptor f{\"u}hrte bereits in geringen Konzentrationen zu einer signifikanten DNA-Fragmentierung. Bei fehlender Reparatur dieser DNA-Sch{\"a}den und einer ausbleibenden Elimination der gesch{\"a}digten Zelle k{\"o}nnen diese Mutationen akkumulieren und zur Tabak assoziierten Krebsentstehung beitragen. Eine Substitutionstherapie mit Nikotin zur Raucherentw{\"o}hnung muss bei solchen Ergebnissen {\"a}ußerst kritisch betrachtet werden.},
  subject      = {Nicotin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{MartinezJaramillo2013,
  author    = {Mart{\´i}nez Jaramillo, Daniela},
  title     = {Einfluss einer definierten Enzymausstattung auf die Mutagenit{\"a}t von 17β-Estradiol und dessen Metaboliten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-91903},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Der brustgewebsspezifische Metabolismus des weiblichen Sexualhormons 17β-Estradiol (E2) spielt eine wichtige Rolle bei der Brustkrebsentstehung. In der Brust wird E2 durch die humanen Cytochrom P450-abh{\"a}ngigen Monooxygenasen (CYP) Isoenzyme 1A1 (hCYP1A1) und 1B1 (hCYP1B1) zu 2-Hydroxy (2-OH) und 4-HO-E2 oxidiert und vorrangig durch die Catechol-O-Methyltransferase (COMT) entgiftet. Bei unzureichender O-Methylierung k{\"o}nnen diese Catecholestrogene zu elektrophilen Chinonen oxidiert werden, welche mit der DNA reagieren und somit Mutationen induzieren k{\"o}nnen. Eine niedrige COMT-Aktivit{\"a}t, durch Polymorphismen und/oder durch Nahrungsbestandteile, die mit dem Enzym selbst oder seiner Genexpression wechselwirken, k{\"o}nnte daher die Mutagenit{\"a}t von E2 und dessen Catecholestrogenen beeinflussen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss der Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t auf die Mutagenit{\"a}t von E2 und dessen Catecholestrogenen untersucht. Zu diesem Zweck wurden der Hypoxanthin-Guanin-Phosphoribosyltransferase (HPRT)-Test und der Mikrokern-Test eingesetzt. Die Untersuchungen erfolgten in kultivierten Lungenfibroblasten des Chinesischen Hamsters (V79-Zellen) und in V79-Zellen, die mit hCYP1A1 transfiziert wurden. Begleitend zu den Mutagenit{\"a}tsuntersuchungen wurde das Metabolitenprofil der Testsubstanzen anhand von Gaschromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie bestimmt. Nach Inkubation mit 0,08 µM 2 HO-E2 wurde dieses vollst{\"a}ndig zu dessen Methylcatecholen umgesetzt, ab 2,5 µM hingegen war zus{\"a}tzlich 2 HO-E2 im Medium nachweisbar. Demnach war die Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t bei der Inkubation mit 0,08 µM 2 HO-E2 vollst{\"a}ndig und ab 2,5 µM partiell. Mit und ohne Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t war 2 Methoxyestradiol der Hauptmetabolit. 2-HO-E2 induzierte im Konzentrationsbereich 0,08 µM - 5 µM, mit und ohne Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t, keine Erh{\"o}hung der Mutantenfrequenz im hprt-Lokus von V79-Zellen. Im Gegensatz hierzu induzierte 2 HO-E2 ab 2,5 µM, mit und ohne Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t, mindestens eine Verdreifachung der Mikrokernrate im Vergleich zur Kontrollpopulation, wobei dieser Effekt ohne Inhibierung der COMT-Aktivit{\"a}t st{\"a}rker ausgepr{\"a}gt war. {\"U}ber den gesamten getesteten Konzentrationsbereich (5 - 40 µM) wurde 4 HO-E2 zu dessen beiden Methylcatecholen umgesetzt, wobei 4-Methoxyestradiol den gr{\"o}ßten Anteil der detektierten Verbindungen (≥ 86\%) ausmachte. Nach der Behandlung mit 3,5-Dinitrocatechol waren keine Methylierungsprodukte mehr nachweisbar, weswegen von einer vollst{\"a}ndigen Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t im gesamten getesteten Konzentrationsbereich auszugehen war. 4-HO-E2 induzierte {\"u}ber den gesamten getesteten Konzentrationsbereich keine Genmutationen im hprt-Lokus. Erst nach Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t und Behandlung mit 20 µM 4 HO-E2 wurde eine Verdreifachung der Mutantenfrequenz im Vergleich zur Kontrollpopulation beobachtet. Mit und ohne Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t induzierte 4 HO E2 ab 20 µM eine Verdopplung der Mikrokernrate im Vergleich zur Kontrollpopulation. Im Kulturmedium der V79 hCYP1A1-Zellen, die mit 0,1 und 1 µM E2 f{\"u}r bis zu drei Wochen behandelt wurden, machten {\"u}ber die gesamte Versuchsdauer E2 (> 86\%) und Estron (> 10\%, bezogen auf die Summe aller Peakfl{\"a}chen) den gr{\"o}ßten Anteil der detektierten Verbindungen aus. Wie erwartet, waren nach Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t keine Methylierungsprodukte mehr nachweisbar. Die durchgehende, zwei- und dreiw{\"o}chige Behandlung mit jeweils 0,1 und 1 µM E2 bewirkte keine Induktion von Genmutationen im hprt-Lokus. Demgegen{\"u}ber erh{\"o}hte sich die Mutantenfrequenz nach Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t und dreiw{\"o}chiger Behandlung mit 0,1 µM E2 um Faktor 4 im Vergleich zur Kontrollpopulation. Was die Mikrokerninduktion betrifft, so wurde nach 24-st{\"u}ndiger Inkubation mit 0,1 und 1 µM E2, mit und ohne Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t, keine Erh{\"o}hung der Mikrokernrate im Vergleich zur Kontrollpopulation beobachtet. {\"U}ber die gesamte Dauer der Mutagenit{\"a}tstests von E2 und dessen Catecholestrogenen unterschieden sich die Zellzyklusverteilung, die Wachstumskurven und die Koloniebildungsf{\"a}higkeit zum Zeitpunkt der Selektion, mit und ohne Hemmung der COMT-Aktivit{\"a}t, nicht statistisch signifikant von denjenigen der Kontrollpopulationen. Demnach war von einer sicheren Detektion von Mutationen im HPRT-Test und im Mikrokerntest auszugehen. Zusammenfassend best{\"a}tigen die durchgef{\"u}hrten Untersuchungen, dass die zellul{\"a}re COMT-Aktivit{\"a}t eine essentielle Rolle zur Entgiftung mutagener Catecholestrogene spielt. Eine hundertprozentige Inhibierung der Aktivit{\"a}t dieses Enzyms f{\"u}hrt zur Induktion von Genmutationen durch 4 HO-E2 in V79-Zellen ohne CYP-Aktivit{\"a}t und durch E2 in V79-Zellen, die hCYP1A1 exprimieren. Demnach k{\"o}nnte eine Reduktion der COMT-Aktivit{\"a}t durch Polymorphismen und/oder durch Nahrungsbestandteile, die mit dem Enzym selbst oder seiner Genexpression wechselwirken, die Induktion von Genmutationen durch E2 und dessen Catecholestrogenen beg{\"u}nstigen.},
  subject      = {Mutagenit{\"a}t},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Leyh2015,
  author    = {Leyh, Annekathrin},
  title     = {In vitro Untersuchungen zur Genotoxizit{\"a}t von Insulin},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-131986},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Insulin ist ein essentielles Hormon im menschlichen K{\"o}rper, welches f{\"u}r die Senkung der Blutglukosekonzentration, die Bildung von Energiespeichern und das Zellwachstum verantwortlich ist. Eine mit der Fehlregulation der Insulinproduktion einhergehenden Krankheit ist der Diabetes mellitus. F{\"u}r diese Arbeit spielt der Typ 2 dieser Erkrankung eine wichtige Rolle. Es entwickelt sich bei Patienten mit diesem Typ des Diabetes mellitus langsam eine Insulinresistenz, die zun{\"a}chst durch eine kompensatorische {\"U}berproduktion von Insulin charakterisiert ist. Dieser Zustand der Hyperinsulin{\"a}mie kann Jahre bis Jahrzehnte andauern, ehe es zu einem Versagen der ß-Zellen des Pankreas und somit zu einer Hypoinsulin{\"a}mie kommt. In dieser Arbeit war es Ziel herauszufinden, ob diese lange Zeit herrschende Hyperinsulin{\"a}mie einen Einfluss auf die menschliche DNA hat. Die Genotoxizit{\"a}t von hohen Insulinkonzentrationen wurde in Hep-G2 Zellen, HT29 Zellen, sowie prim{\"a}ren humanen peripheren Lymphozyten mithilfe des Comet Assays und des Mikrokerntests nachgewiesen. Oxidativer Stress bzw. dessen Reduzierung durch Antioxidantien und Inhibitoren wurde in HT29 Zellen mithilfe der DHE-F{\"a}rbung detektiert. Diese Arbeit belegt dass sich Insulin sch{\"a}digend auf das menschliche Genom in vitro auswirken kann. Eine besondere Relevanz haben die durchgef{\"u}hrten Experimente mit prim{\"a}ren menschlichen Lymphozyten. Denn bei ihnen handelt es sich um Zellen, die im Gegensatz zu der auch genutzten humanen Leberkarzinomzelllinie Hep-G2 und der humanen Kolonkarzinomzelllinie HT29 nicht transformiert sind. Eine weitere wesentliche Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass schon pathophysiologisch vorliegende Insulinkonzentrationen in der Lage sind Genomsch{\"a}digungen in vitro zu induzieren. HT29 Zellen zeigten bei Kurzzeitbehandlung mit nur 1nM Insulin eine signifikante Erh{\"o}hung der DNA-Sch{\"a}digung. Bei Langzeitexposition von 6 Tagen konnten schon 0,5nM signifikante DNA-Sch{\"a}den hervorrufen. Diese durch Insulin hervorgerufenen Sch{\"a}den k{\"o}nnten, falls sie so auch in vivo entstehen, bei Versagen von Reparaturmechanismen zur Entstehung von Mutationen und sich daraus entwickelnden Karzinomen beitragen. Aus diesem Grund war ein weiteres Ziel dieser Arbeit herauszufinden, ob bestimmte Antioxidantien oder Inhibitoren in der Lage sind die Insulin-induzierten Genomsch{\"a}digungen zu verringern. Hierf{\"u}r wurde Tempol, Apocynin, Plumbagin, VAS2870, Rotenone, PPP, HNMPA-(AM)3 und Wortmannin genutzt. Tats{\"a}chlich sind diese Substanzen in der Lage die durch Insulin hervorgerufene Sch{\"a}digung zu reduzieren. Die positiven Ergebnisse dieser Arbeit k{\"o}nnten einen ersten Hinweis auf eine m{\"o}gliche pharmakologische Intervention bei Hyperinsulin{\"a}mie mit dem Ziel der Senkung des erh{\"o}hten Krebsrisikos geben. Eine wichtige Erkenntnis aus den Ergebnissen meiner Arbeit ist, dass die Reduzierung des oxidativen Stresses eine Reduzierung der Genomsch{\"a}digung bewirkt. Die genutzten Substanzen Apocynin, Tempol, VAS2870 und Rotenone bewirkten in HT29 Zellen eine signifikante Reduzierung des durch Insulin ausgel{\"o}sten oxidativen Stresses. Um aber genauere Aussagen {\"u}ber M{\"o}glichkeiten der Therapie bei Hyperinsulin{\"a}mie zu treffen, sollten Folgestudien auch in vivo folgen, welche die in dieser Arbeit beschriebenen Effekte best{\"a}tigen.},
  subject      = {Insulin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{MontaggebKukielka2018,
  author    = {Montag [geb. Kukielka], Gracia Anna},
  title     = {Rolle des Differenzierungszustandes f{\"u}r die Empfindlichkeit von S{\"a}ugerzellen gegen{\"u}ber genotoxischen Agenzien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-164670},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurden die Einfl{\"u}sse verschiedener genotoxischer Substanzen auf S{\"a}ugertierzellen untersucht. Da ein Organismus der Ontogenese unterliegt und sich Zellen aus Stamm- und Vorl{\"a}uferzellen entwickelt, gilt es diese urspr{\"u}nglichen Zellen vor {\"a}ußeren Einfl{\"u}ssen zu sch{\"u}tzen. Da bisher kaum Untersuchungen von Zellen in verschiedenen Differenzierungsstadien durchgef{\"u}hrt wurden, wurden unter Verwendung vieler unterschiedlicher biologischer Endpunkte Effekte auf die Vitalit{\"a}t, Proliferation, Mitose und Apoptose dieser Zellen untersucht. Zudem erfolgte eine Interpretation der Ausbildung von Mikrokernen, Entstehung von DNS-Sch{\"a}den und der zugrundeliegenden Reparaturmechanismen. So konnte mit Hilfe der Untersuchungen der h{\"a}matopoetischen Stammzellen und der TK6-Zellen postuliert werden, dass h{\"a}matopoetische Stammzellen weitestgehend weniger empfindlich gegen{\"u}ber Zytostatika (Doxorubicin, Vinblastin, Methylmethansulfonat und Mitomycin C) sind als die lymphoblastoide Zelllinie TK6, welche in der Entwicklungshierarchie den Stammzellen folgt. Die Bef{\"u}rchtung, dass der Mikrokerntest in immortalisierten TK6-Zellen als Grundlage f{\"u}r Genotoxizit{\"a}tsuntersuchungen nicht gen{\"u}gen w{\"u}rden, konnte mit Hilfe der Versuchsergebnisse dieser Arbeit widerlegt werden. Die Ergebnisse belegen, dass der Mikrokerntest in TK6-Zellen relevant ist, da TK6-Zellen empfindlicher auf genotoxische Agentien im Vergleich zu h{\"a}matopoetischen Stammzellen reagieren. Bei der Untersuchung der Leuk{\"a}miezelllinie HL-60 wurden die Effekte klassischer (Vinblastin, Vincristin, Vinflunin und Vinorelbin) mit neu synthetisierten Vinca-Alkaloiden (4-Chlorochablastin, 4-Chlorochacristin, 16a, 17b und 18a) verglichen. Vinca-Alkaloide werden sehr h{\"a}ufig mit Nebenwirkungen, wie Neuropathien assoziiert, welche w{\"a}hrend einer Chemotherapie oftmals zu Therapieabbr{\"u}chen durch die Patienten f{\"u}hren. Aus diesem Grund war es erstrebenswert, neuartige Vinca-Alkaloide zu entwickeln, welche weniger Nebenwirkungen aber zugleich eine {\"a}hnliche Wirksamkeit aufweisen. Obwohl die Potenz der neuen Substanzen niedriger war als bei Vinblastin, Vincristin und Vinorelbin, zeigte ein Teil eine {\"a}hnliche Wirkung wie das Vinca-Alkaloid Vinflunin auf die Krebszelllinie HL-60 auf. Die Ergebnisse diese Arbeit k{\"o}nnen als erste Indikation in vitro genommen werden, dass sich diese Substanzen in der Krebstherapie als wirksam erweisen k{\"o}nnten und nach weiteren Ergebnissen in vivo als therapeutische Alternativen in Betracht gezogen werden. Auch bei der vergleichenden Untersuchung von exponentiell wachsenden mit differenzierten Zelllinien konnten Unterschiede detektiert werden. Die Zelllinie HT-22, welche selbst keine Krebszelllinie ist, zeigte nach Differenzierung zu nicht exponentiell wachsenden Zellen eine erh{\"o}hte Empfindlichkeit gegen{\"u}ber dem Alkylanz Methylmethansulfonat, was auf einer verminderten Basenexzisionsreparatur beruhen k{\"o}nnte. Auch die differenzierte Form der Adenokarzinom-Zelllinie CaCo2 zeigte eine gesteigerte Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber dem Topoisomerase II-Inhibitor Etoposid auf, wohingegen der unselektive Topoisomerase II-Hemmer Doxorubicin keinen Effekt aufwies. Um den Sachverhalt zu kl{\"a}ren ob die festgestellten Unterschiede auf das Enzym Topoisomerase II zur{\"u}ckzuf{\"u}hren oder zellartspezifisch waren, wurden weitere Analysen der Zelllinien HL-60 und deren differenzierten Zellart durchgef{\"u}hrt. Auch hier konnten signifikante Unterschiede bei der Einzelzellgelelektrophorese nach Behandlung mit Doxorubicin und Etoposid festgestellt werden. Neben den in dieser Arbeit nachgewiesenen Unterschieden bei der Reparatur zwischen den Zelltypen, k{\"o}nnten aber auch weitere Faktoren zu Varianzen f{\"u}hren und die Mutagenit{\"a}tsforschung beeinflussen. Folglich ist davon auszugehen, dass zuk{\"u}nftige Testungen bei der pharmakologischen Substanzentwicklung in verschiedenen Zellsystemen von N{\"o}ten sind, bevor neue Substanzen zugelassen werden. Alles in allem konnte die Komplexit{\"a}t der Ergebnisse zwischen Zellen der verschiedenen Differenzierungsstadien in dieser Arbeit aufgezeigt werden. Deswegen sollte auch bei weiteren Forschungsvorhaben insbesondere ein Augenmerk auf den Differenzierungszustand der zu untersuchenden Zellpopulation geworfen werden.},
  subject      = {S{\"a}ugetiere},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wilde2019,
  author    = {Wilde, Sabrina},
  title     = {Einsatz von mechanistischen Biomarkern zur Charakterisierung und Bewertung von \(in\) \(vitro\) Genotoxinen},
  doi       = {10.25972/OPUS-18278},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-182782},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Die verf{\"u}gbaren in vitro Genotoxizit{\"a}tstests weisen hinsichtlich ihrer Spezifit{\"a}t und ihres Informationsgehalts zum vorliegenden Wirkmechanismus (Mode of Action, MoA) Einschr{\"a}nkungen auf. Um diese M{\"a}ngel zu {\"u}berwinden, wurden in dieser Arbeit zwei Ziele verfolgt, die zu der Entwicklung und Etablierung neuer in vitro Methoden zur Pr{\"u}fung auf Genotoxizit{\"a}t in der Arzneimittelentwicklung beitragen. 1. Etablierung und Bewertung einer neuen in vitro Genotoxizit{\"a}tsmethode (MultiFlow Methode) Die MultiFlow Methode basiert auf DNA-schadensassoziierten Proteinantworten von γH2AX (DNA-Doppelstrangbr{\"u}che), phosphorylierten H3 (S10) (mitotische Zellen), nukle{\"a}ren Protein p53 (Genotoxizit{\"a}t) und cleaved PARP1 (Apoptose) in TK6-Zellen. Insgesamt wurden 31 Modellsubstanzen mit dem MultiFlow Assay und erg{\"a}nzend mit dem etablierten Mikrokerntest (MicroFlow MNT), auf ihre F{\"a}higkeit verschiedene MoA-Gruppen (Aneugene/Klastogene/Nicht-Genotoxine) zu differenzieren, untersucht. Die Performance der „neuen" gegen{\"u}ber der „alten" Methode f{\"u}hrte zu einer verbesserten Sensitivit{\"a}t von 95\% gegen{\"u}ber 90\%, Spezifit{\"a}t von 90\% gegen{\"u}ber 72\% und einer MoA-Klassifizierungsrate von 85\% gegen{\"u}ber 45\% (Aneugen vs. Klastogen). 2. Identifizierung mechanistischer Biomarker zur Klassifizierung genotoxischer Substanzen Die Analyse 67 ausgew{\"a}hlter DNA-schadensassoziierter Gene in der QuantiGene Plex Methode zeigte, dass mehrere Gene gleichzeitig zur MoA-Klassifizierung beitragen k{\"o}nnen. Die Kombination der h{\"o}chstrangierten Marker BIK, KIF20A, TP53I3, DDB2 und OGG1 erm{\"o}glichte die beste Identifizierungsrate der Modellsubstanzen. Das synergetische Modell kategorisierte 16 von 16 Substanzen korrekt in Aneugene, Klastogene und Nicht-Genotoxine. Unter Verwendung der Leave-One-Out-Kreuzvalidierung wurde das Modell evaluiert und erreichte eine Sensitivit{\"a}t, Spezifit{\"a}t und Pr{\"a}diktivit{\"a}t von 86\%, 83\% und 85\%. Ergebnisse der traditionellen qPCR Methode zeigten, dass Genotoxizit{\"a}t mit TP53I3, Klastogenit{\"a}t mit ATR und RAD17 und oxidativer Stress mit NFE2L2 detektiert werden kann. Durch die Untersuchungen von posttranslationalen Modifikationen unter Verwendung der High-Content-Imaging-Technologie wurden mechanistische Assoziationen f{\"u}r BubR1 (S670) und pH3 (S28) mit Aneugenit{\"a}t, 53BP1 (S1778) und FANCD2 (S1404) mit Klastogenit{\"a}t, p53 (K373) mit Genotoxizit{\"a}t und Nrf2 (S40) mit oxidativem Stress identifiziert. Diese Arbeit zeigt, dass (Geno)toxine unterschiedliche Gen- und Proteinver{\"a}nderungen in TK6-Zellen induzieren, die zur Erfassung mechanistischer Aktivit{\"a}ten und Einteilung (geno)toxischer MoA-Gruppen (Aneugen/Klastogen/ Reaktive Sauerstoffspezies) eingesetzt werden k{\"o}nnen und daher eine bessere Risikobewertung von Wirkstoffkandidaten erm{\"o}glichen.},
  subject      = {Genotoxizit{\"a}t},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Uebelacker2019,
  author    = {Uebelacker, Lukas},
  title     = {In vitro-Exposition von Glycerin als Bestandteil des Shisha-Tabaks an humanen Nasenschleimhautzellen und Lymphozyten},
  doi       = {10.25972/OPUS-18444},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-184443},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Shisha-Tabak ben{\"o}tigt im Vergleich zur Zigarette h{\"o}here Konzentrationen des Feuchthaltemittels Glycerin. Seit Mai 2016 ist die bis dahin g{\"u}ltige Limitierung von Feuchthaltemitteln in Tabak auf 5 \% aufgehoben. Derzeit ist das toxikologische Profil des Glycerins jedoch noch nicht hinreichend erforscht. Ziel dieser Arbeit war es, Glycerin auf m{\"o}gliche zyto- und genotoxische Effekte zu untersuchen, um so das Gef{\"a}hrdungspotenzial durch Glycerin im Shisha-Tabak zu beurteilen und die tabakkontrollpolitische Situation in Deutschland zu diskutieren. Daf{\"u}r wurden Lymphozyten sowie Nasenschleimhautzellen von 10 Patienten f{\"u}r eine Stunde Glycerin (0,001 mol/l bis 6,0 mol/l) exponiert. Durch den Trypanblau-Ausschlusstest wurden die Zellen auf Zytotoxizit{\"a}t, mittels Einzelzellgelelektrophorese (Comet Assay) und Mikrokern-Test auf Genotoxizit{\"a}t untersucht. Im Trypanblau-Ausschlusstest traten bei Lymphozyten sowie nasalen Mukosazellen signifikante Vitalit{\"a}tsabf{\"a}lle ab Glycerin-Konzentrationen von 1,0 mol/l auf. Im Comet Assay konnten f{\"u}r beide Zellgruppen signifikante Unterschiede des Olive Tail Moments (OTM) ab 1,0 mol/l nachgewiesen werden. Beim Mikrokern-Test zeigten sich keine signifikanten Zunahmen der Mikrokern-Anzahl. Es konnten zyto- und genotoxische Effekte ab Konzentrationen von 1,0 mol/l nachgewiesen werden. Dies {\"u}berschreitet die reale Glycerin-Belastung im Hauptstromrauch der Shisha jedoch deutlich. Dennoch handelt es sich bei Genotoxizit{\"a}t um ein stochastisches Risiko. Ebenso sind toxische Effekte, beispielsweise durch Erhitzung, bereits bei geringeren Konzentrationen denkbar. F{\"u}r eine umfangreichere Beurteilung von Feuchthaltemitteln im Shisha-Tabak sind weitere Untersuchungen indiziert. Dar{\"u}ber hinaus besteht enormer Handlungsbedarf zur weiteren Einf{\"u}hrung tabakkontrollpolitischer Maßnahmen in Deutschland.},
  subject      = {Glycerin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Moratin2020,
  author    = {Moratin, Helena Anne},
  title     = {Mechanismen Zinkoxid-Nanopartikel-assoziierter Toxizit{\"a}t am Beispiel einer humanen Plattenepithelkarzinom-Zelllinie und prim{\"a}rer humaner mesenchymaler Stammzellen},
  doi       = {10.25972/OPUS-20423},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-204237},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Einleitung: Zinkoxid (ZnO) ist eines der am h{\"a}ufigsten f{\"u}r industrielle Produktionen und Konsumg{\"u}ter eingesetzten Nanomaterialien. Zytotoxizit{\"a}t von ZnO-Nanopartikeln (NP) war bereits Gegenstand einiger Studien, jedoch sind die molekularen Sch{\"a}digungsmechanismen nicht g{\"a}nzlich gekl{\"a}rt. {\"U}ber genotoxische Eigenschaften, die bereits bei sub-zytotoxischen Dosen auftreten k{\"o}nnen, ist im Allgemeinen weniger bekannt. Ziel dieser Studie war die Erstellung eines umfassenden Toxizit{\"a}tsprofils von ZnO-NP durch Einsatz multipler Testsysteme. Methoden: Neben der Plattenepithelkarzinom-Zelllinie FaDu wurden humane mesenchymale Knochenmarkstammzellen (BMSC) f{\"u}r unterschiedliche Zeitr{\"a}ume und Konzentrationen mit ZnO-NP behandelt. Zytotoxizit{\"a}t, Apoptoseinduktion und Zellzyklusalteration wurden durch MTT-Test, PCR und Durchflusszytometrie analysiert. Mit dem fpg-modifizierten Comet Assay wurden der Einfluss von oxidativem Stress auf das Gesamtausmaß der DNA-Sch{\"a}digung untersucht. Ergebnisse: ZnO-NP f{\"u}hrten im MTT-Test ab 8 µg/ml zu einer Reduktion der Vitalit{\"a}t in FaDu-Zellen. Durchflusszytometrisch wurden eine dosis- und zeitabh{\"a}ngige Zunahme von Apoptose sowie Ver{\"a}nderungen des Zellzyklus nachgewiesen. Im Comet Assay konnte nach Inkubation mit 5 µg/ml ZnO-NP eine signifikante DNA-Fragmentierung in BMSC nachgewiesen werden. Bei allen getesteten Konzentrationen wurde oxidativer Stress als wichtiger Einflussfaktor der Sch{\"a}digung nachgewiesen. Diskussion: Vorliegende Studie liefert Hinweise daf{\"u}r, dass ZnO-NP toxisch sind. Gegenw{\"a}rtig ist eine definitive Aussage {\"u}ber das sch{\"a}digende Potenzial von NP nicht zu treffen, da der Vergleich verschiedener Studien kaum m{\"o}glich ist. Gerade die Verwendung von ZnO-NP als Bestandteil von Kosmetikprodukten, die repetitiv in geringen Mengen von Verbrauchern appliziert werden, sollte jedoch kritisch betrachtet werden.},
  subject      = {Zinkoxid},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schott2021,
  author    = {Schott, Lea Marie},
  title     = {In vitro Untersuchung zur Genotoxizit{\"a}t ausgew{\"a}hlter Pyrrolizidinalkaloide},
  doi       = {10.25972/OPUS-24171},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-241716},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Pyrrolizidinalkaloide (PA) sind sekund{\"a}re Pflanzenstoffe, welche {\"u}ber Nahrungsmittel in den menschlichen Organismus gelangen k{\"o}nnen. Zahlreiche Studien belegen, dass PA in der Leber verstoffwechselt und dabei in aktive genotoxische Metabolite umgewandelt werden. Diese verursachen vor allem in der Leber zellul{\"a}re Sch{\"a}den, was sich klinisch in Form einer hepatischen ven{\"o}sen okklusiven Leberkrankheit, aber auch in der Entstehung von Tumoren zeigt. Die vorliegende Arbeit testet das genotoxische Potential der drei PA Lasiocarpin, Senecionin und Seneciphyllin anhand der Leberzelllinie Huh6 mit Hilfe des Mikrokerntests. Dar{\"u}ber hinaus wird die Wirkung von Lasiocarpin auf den intrazellul{\"a}ren Glutathion-Gehalt, die Superoxidproduktion und das mitochondriale Membranpotential analysiert. Zudem werden sowohl der eventuell negative Einfluss einer Glutathion Depletion, als auch die m{\"o}glicherweise sch{\"u}tzenden Effekte des pflanzlichen Antioxidans Delphinidin in Bezug auf die Genotoxizit{\"a}t von Lasiocarpin untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass alle drei ausgew{\"a}hlten PA einen signifikanten Anstieg der Mikrokernfrequenz bewirken.Unsere Messungen zeigten f{\"u}r Lasiocarpin eine dezente Reduktion des Glutathion Gehalts. Dagegen f{\"u}hrte eine Glutathion-Depletion in den Huh6 Zellen zu keiner Steigerung der Genotoxizit{\"a}t von Lasiocarpin. In Kombination mit dem Antioxidans Delphinidin zeigte sich f{\"u}r Lasiocarpin eine signifikante Reduktion der Mikrokernfrequenz. Abschließend ist anzumerken, dass in Zukunft vor allem die Wechselwirkung der PA untereinander und mit anderen (Pflanzen-)bestandteilen f{\"u}r eine verbesserte Risikoabsch{\"a}tzung der PA-Exposition untersucht werden sollte.},
  subject      = {Pyrrolizidinalkaloide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wagner2022,
  author    = {Wagner, Martin},
  title     = {Zyto- und Gentoxizit{\"a}t von Zinkoxid-Nanopartikeln in humanen mesenchymalen Stammzellen nach repetitiver Exposition und im Langzeitversuch},
  doi       = {10.25972/OPUS-27572},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-275726},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Zinkoxid-Nanopartikel (ZnO-NP) finden in vielen Produkten des t{\"a}glichen Verbrauchs Verwendung. Daten {\"u}ber die toxikologischen Eigenschaften von ZnO-NP werden kontrovers diskutiert. Die menschliche Haut ist in Bezug auf die ZnO-NP Exposition das wichtigste Kontakt-Organ. Intakte Haut stellt eine suffiziente Barriere gegen{\"u}ber NP dar. Bei defekter Haut ist ein Kontakt zu den proliferierenden Stammzellen m{\"o}glich, sodass diese als wichtiges toxikologische Ziel f{\"u}r NP darstellen. Das Ziel dieser Dissertation war die Bewertung der genotoxischen und zytotoxischen Effekte an humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) durch niedrig dosierte ZnO-NP nach 24 st{\"u}ndiger Exposition, repetitiven Expositionen und im Langzeitversuch bis zu 6 Wochen. Zytotoxische Wirkungen von ZnO-NP wurden mit 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid-Test (MTT) gemessen. Dar{\"u}ber hinaus wurde die Genotoxizit{\"a}t durch den Comet-Assay bewertet. Zur Langzeitbeobachtung bis zu 6 Wochen wurde die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) verwendet. Zytotoxizit{\"a}t nach 24-st{\"u}ndiger ZnO-NP-Exposition war ab einer Konzentration von 50 µg/ml nachweisbar. Genotoxizit{\"a}t konnten bereits bei Konzentrationen von 1 und 10 µg/ml ZnO-NP beschrieben werden. Wiederholte Exposition verst{\"a}rkte die Zyto-, aber nicht die Genotoxizit{\"a}t. Eine intrazellul{\"a}re NP-Akkumulation mit Penetration der Zellorganelle wurde bei einer Exposition bis zu 6 Wochen beobachtet. Die Ergebnisse deuten auf zytotoxische und genotoxisches Effekte von ZnO-NP hin. Bereits geringe Dosen von ZnO-NP k{\"o}nnen bei wiederholter Exposition toxische Wirkungen hervorrufen sowie eine langfristige Zellakkumulation. Diese Daten sollten bei der Verwendung von ZnO-NP an gesch{\"a}digter Haut ber{\"u}cksichtigt werden.},
  subject      = {nanoparticle},
  language  = {de}
}