@phdthesis{Stark2024,
  author    = {Stark, Irmgard Katharina},
  title     = {Einfluss von Interferon auf das Infektionsverhalten von Herpes simplex Virus 1 und seiner DUB - Mutante C65A in der Zellkultur},
  doi       = {10.25972/OPUS-35195},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351950},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Die Erforschung viraler Proteine ist wichtig, um virale Infektionen besser verstehen und damit therapieren zu k{\"o}nnen. Die Aufkl{\"a}rung der DUB-Funktion auf dem viralen Herpesprotein pUL36 erm{\"o}glicht ein besseres Verst{\"a}ndnis des Infektionshergangs und k{\"o}nnte zur Entwicklung eines Enzyminhibitors f{\"u}hren, der nur an diesem Enzym ansetzt, nachdem es sich von den zellul{\"a}ren DUBs unterscheidet (Kattenhorn et al., 2005). In dieser Arbeit konnten die vorherigen Daten, die eine st{\"a}rkere Hemmung der DUB- Mutante unter Interferoneinfluss zeigten, in unterschiedlichen Assay-Designs best{\"a}tigt werden. Auch Versuche mit einem anderen Herpes simplex Virus Strang, best{\"a}tigten die vorherigen Daten. Die Ergebnisse zeigen, dass die DUB-Funktion f{\"u}r HSV-1 wichtig ist f{\"u}r die virale Evasion der zellul{\"a}ren Immunantwort. Die genaue Funktion der DUB in der Infektion ist jedoch unklar. Aufgrund der vorbestehenden Datenlage erschien am wahrscheinlichsten, dass die DUB-Funktion vor Eindringen des Herpes Simplex Virus in den Zellkern zum Tragen kommt, womit es nach Abnahme des Interferons nicht zu einer viralen Reaktivierung k{\"a}me. Deshalb wurden Untersuchungen unternommen, um eine m{\"o}gliche Reaktivierung nach Abnahme des Interferons n{\"a}her zu untersuchen. Hierf{\"u}r wurden zwei verschiedene Experimente entwickelt. Einmal wurde das Interferon direkt nach Infektion und einmal 3 Tage nach Infektion (3dpi) abgenommen. Die Ergebnisse zeigten beide eine st{\"a}rkere Hemmung der DUB-HSV-1-Mutante unter Interferoneinfluss. Bei Abnahme des Interferons direkt nach Infektion lag bei Wildtyp und Mutante ein leichter Anstieg der Plaquezahlen vor, wobei dieser Effekt von der Dosis des Interferons abh{\"a}ngig war. Eine hohe Interferondosis beg{\"u}nstigte bei beiden eine st{\"a}rkere Hemmung, allerdings bei beiden auch eine leichte Erh{\"o}hung der Plaquezahl nach Abnahme. Bei einer niedrigen Dosis konnte nur eine st{\"a}rkere Hemmung der DUB-Mutante, jedoch keine Reaktivierung bei Wildtyp und Mutante nach Abnahme des Interferons gezeigt werden. Bei Abnahme drei Tage nach Infektion zeigte sich sowohl bei dem Wildtyp-Virus als auch der DUB- Mutante kein Anstieg in den Plaquezahlen. Es sind, nachdem Deubiquitinierung nicht nur eine Rolle in der Verhinderung des proteosomalen Abbaus von in die Zelle eingedrungenem Virus spielt, sondern auch der Zellregulation, mehrere Szenarien denkbar, die diesen Ph{\"a}notyp erkl{\"a}ren k{\"o}nnten. Die DUB-Funktion k{\"o}nnte zwar den proteosomalen Abbau durch Deubiqutinierung und damit Verhinderung der Markierung des Virus zum zellul{\"a}ren Abbau verhindern. Allerdings k{\"o}nnten sich durch einen langsameren Transport aus der Zelle oder in den Nucleus auch weniger Plaques bei der Mutante als wie beim Wildtyp unter Interferoneinfluss bilden, nachdem das Virus dann leichter Ziel antiviraler Proteine werden k{\"o}nnte. Oder die DUB-Funktion spielt eine Rolle beim Eintritt in den Kern durch Modifikationen anderer Proteine. Virengenome k{\"o}nnten auch durch eine fehlende DUB-Funktion reprimiert werden oder die Zelle durch Apoptose absterben. Interessanterweise konnte keine Hemmung der DUB-Mutante in Interferon behandelten U-2 OS Zellen gezeigt werden, von denen ein Defekt im STING- vermittelten Signalweg bekannt ist. Vielleicht zeigt dies, dass das STING-Protein an dem gezeigten DUB-Ph{\"a}notyp beteiligt ist. Nachgewiesen ist außerdem bereits eine Funktion des Enzyms bei der zweiten Umh{\"u}llung der Kapside bei Pseudorabiesvirus (M{\"o}hl, 2011). Weitere Untersuchungen unter Einsatz bspw. von Immunfluoreszenz, Proteasominhibitoren oder weiteren Zelllinien wie Saos-2, sind n{\"o}tig, um die genaue Funktion zu kl{\"a}ren.},
  subject      = {Interferon},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Massih2024,
  author    = {Massih, Bita},
  title     = {Human stem cell-based models to analyze the pathophysiology of motor neuron diseases},
  publisher = {Frontiers in Cell and Developmental Biology},
  doi       = {10.25972/OPUS-34637},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-346374},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Motor neuron diseases (MNDs) encompass a variety of clinically and genetically heterogeneous disorders, which lead to the degeneration of motor neurons (MNs) and impaired motor functions. MNs coordinate and control movement by transmitting their signal to a target muscle cell. The synaptic endings of the MN axon and the contact site of the muscle cell thereby form the presynaptic and postsynaptic structures of the neuromuscular junction (NMJ). In MNDs, synaptic dysfunction and synapse elimination precede MN loss suggesting that the NMJ is an early target in the pathophysiological cascade leading to MN death. In this study, we established new experimental strategies to analyze human MNDs by patient derived induced pluripotent stem cells (iPSCs) and investigated pathophysiological mechanisms in two different MNDs. To study human MNDs, specialized cell culture systems that enable the connection of MNs to their target muscle cells are required to allow the formation of NMJs. In the first part of this study, we established and validated a human neuromuscular co-culture system consisting of iPSC derived MNs and 3D skeletal muscle tissue derived from myoblasts. We generated 3D muscle tissue by culturing primary myoblasts in a defined extracellular matrix in self-microfabricated silicone dishes that support the 3D tissue formation. Subsequently, iPSCs from healthy donors and iPSCs from patients with the progressive MND Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) were differentiated into MNs and used for 3D neuromuscular co-cultures. Using a combination of immunohistochemistry, calcium imaging, and pharmacological stimulations, we characterized and confirmed the functionality of the 3D muscle tissue and the 3D neuromuscular co-cultures. Finally, we applied this system as an in vitro model to study the pathophysiology of ALS and found a decrease in neuromuscular coupling, muscle contraction, and axonal outgrowth in co-cultures with MNs harboring ALS-linked superoxide dismutase 1 (SOD1) mutation. In summary, this co-culture system presents a human model for MNDs that can recapitulate aspects of ALS pathophysiology. In the second part of this study, we identified an impaired unconventional protein secretion (UPS) of Sod1 as pathological mechanisms in Pleckstrin homology domain-containing family G member 5 (Plekhg5)-associated MND. Sod1 is a leaderless cytosolic protein which is secreted in an autophagy-dependent manner. We found that Plekhg5 depletion in primary MNs and NSC34 cells leads to an impaired secretion of wildtype Sod1, indicating that Plekhg5 drives the UPS of Sod1 in vitro. By interfering with different steps during the biogenesis of autophagosomes, we could show that Plekhg5-regulated Sod1 secretion is determined by autophagy. To analyze our findings in a clinically more relevant model we utilized human iPSC MNs from healthy donors and ALS patients with SOD1 mutations. We observed reduced SOD1 secretion in ALS MNs which coincides with reduced protein expression of PLEKHG5 compared to healthy and isogenic control MNs. To confirm this correlation, we depleted PLEKHG5 in control MNs and found reduced extracellular SOD1 levels, implying that SOD1 secretion depends on PLEKHG5. In summary, we found that Plekh5 regulates the UPS of Sod1 in mouse and human MNs and that Sod1 secretion occurs in an autophagy dependent manner. Our data shows an unreported mechanistic link between two MND-associated proteins.},
  subject      = {Tissue Engineering},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Gegg2023,
  author    = {Gegg, Tanja Susanne},
  title     = {In Vitro Toxizit{\"a}t der Nanopartikel Graphen und Siliciumdioxid f{\"u}r die Medikamentenapplikation},
  doi       = {10.25972/OPUS-33056},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-330562},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Graphen und Siliciumdioxid Nanopartikel sind als Tr{\"a}gersubstanz f{\"u}r Medikamente beim Drug Targeting von Interesse. Diese Arbeit ist eine toxikologische Untersuchung der Nanopartikel Graphen und Siliciumdioxid im Zellmodell. Dabei wurden Graphen Nanopartikel mit einer Dicke von 6 bis 8 nm und einer Breite von 15 µm verwendet. Die verwendeten Siliciumdioxid Nanopartikel waren kugelf{\"o}rmig und por{\"o}s mit einer Partikel-Gr{\"o}ße von 5 bis 20 nm. Die dosisabh{\"a}ngige Toxizit{\"a}t (Konzentrationen 0,01 mg/ml, 0,1 mg/ml und 1 mg/ml, Inkubation {\"u}ber 24 Stunden) gegen{\"u}ber 5 verschiedenen Zelllinien (cerebEND, Caco-2, Hep G2, HEK-293, H441) wurde gepr{\"u}ft. Dabei kamen Zellviabilit{\"a}tstests (CellTiter-Glo Assay, EZ4U-Test) zum Einsatz. Zudem wurde mit den Apoptose-Markern Bax und Caspase-3 auf Gen- und Proteinebene (Polymerasekettenreaktion und Western Blot) {\"u}berpr{\"u}ft, ob eine Apoptose eingeleitet wurde. Zur Untersuchung der Zellviabilit{\"a}t wurde der CellTiter-Glo Assay verwendet. F{\"u}r Graphen Nanopartikel zeigte sich ab einer Konzentration von 1 mg/ml bei den Zelllinien HEK-293 und H441 ein statistisch signifikanter Abfall der Zellviabilit{\"a}t. CerebEND und Hep G2 Zellen reagierten auf Graphen Nanopartikel ab einer Konzentration von 1 mg/ml ebenfalls mit einem deutlichen Abfall der Zellviabilit{\"a}t, diese Ergebnisse waren jedoch nicht statistisch signifikant. Die Zelllinie Caco-2 zeigte sich von den Graphen Nanopartikeln unbeeindruckt, es kam zu keiner statistisch signifikanten Ver{\"a}nderung der Zellviabilit{\"a}t. Siliciumdioxid Nanopartikel bewirkten ab einer Konzentration von 1 mg/ml einen statistisch signifikanten Abfall der Zellviabilit{\"a}t bei den Zelllinien cerebEND, HEK-293 und H441. HepG2 Zellen zeigten bei 1 mg/ml Siliciumdioxid einen deutlichen aber statistisch nicht signifikanten Abfall der Zellviabilit{\"a}t. Die Zelllinie Caco-2 erwies sich auch bei Siliciumdioxid Nanopartikel als {\"a}ußerst robust und zeigte keine statistisch signifikanten Ver{\"a}nderungen der Zellviabilit{\"a}t. Messungen der Zellviabilit{\"a}t auf Grundlage von Adsorptionsmessung, wie beim EZ4U-Test, hatten sich als ungeeignet erwiesen, da die Eigenfarbe der Nanopartikel Graphen und Siliciumdioxid mit dieser Messung interferierte. Zudem wurde gepr{\"u}ft, ob die bei einem Teil der Zelllinien eingetretene toxische Wirkung der Nanopartikel ab einer Konzentration von 1 mg/ml durch Nekrose oder durch Apoptose zustande kam. Die Polymerasekettenreaktion zeigte mit einer einzigen Ausnahme keine statistisch signifikante Erh{\"o}hung der Genexpression f{\"u}r Bax und Caspase-3 und gab somit auch keine Hinweise auf die Einleitung einer Apoptose. Im Western Blot zeigte sich keine statistisch signifikante Erh{\"o}hung der Proteinexpression von Bax und Caspase-3. Zudem konnte im Western Blot auch keine aktivierte Caspase-3 nachgewiesen werden. Somit lagen auf Grundlage von Polymerasekettenreaktion und Western Blot keine Hinweise auf das Eintreten einer Apoptose vor. Die toxische Wirkung der Nanopartikel Graphen und Siliciumdioxid, die bei einem Teil der Zelllinien ab einer Konzentration von 1 mg/ml nachgewiesen werden konnte, beruhte demnach auf Nekrose.},
  subject      = {Nanopartikel},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Langsch2023,
  author    = {Langsch, Philippa},
  title     = {Effektivit{\"a}t von antiviralen Substanzen auf virale Infektionen},
  doi       = {10.25972/OPUS-33059},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-330597},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Der Weg von der Entwicklung bis zur Zulassung neuer Virostatika ist bis heute mit hohen Kosten und einem großen Zeitaufwand verbunden. Sollten jedoch bereits zugelassene antivirale Medikamente eine Wirkung auf andere virale Infektionen zeigen, k{\"o}nnte dieser Prozess stark verk{\"u}rzt werden. Daher war es Ziel dieser Arbeit, den Effekt von zugelassenen Medikamenten, gegen HSV-1, mCMV, hCMV, RSV, Parainfluenzavirus-3, DENV-2, CHIKV, Poliovirus, Masernvirus und HIV-1 zu evaluieren. Getestet wurden die Polymeraseinhibitoren ACV, GCV, CDV, sowie das neuere Medikament T-705 und die reversen Transkriptase-Inhibitoren TDF, 3TC, AZT und ABC. Außerdem die Proteaseinhibitoren SMV, GRV, DCV, LDV, ELB, VEL, SOF und DSV. TDF senkte in einer Konzentration von 10 µM die Infektiosit{\"a}t von HSV-1 und mCMV bis zu 1 Gr{\"o}ßenordnung. Auch ABC senkte die Infektiosit{\"a}t von HSV-1 und mCMV in einer Konzentration von 30 µM um 0,4 bzw. 0,6 Gr{\"o}ßenordnungen. AZT und ELB senkten die Infektiosit{\"a}t bei Infektionen mit HSV-1 in einer Konzentration von 30 µM um 0,4 Gr{\"o}ßenordnungen. VEL senkte die Infektiosit{\"a}t von mCMV bis zu einer Konzentration von 2 µM um 0,7 Gr{\"o}ßenordnungen. Durch die Substanzen ELB und LDV konnte die Replikation von DENV-2 bei einer Konzentration von 10 µM um 0,6 bzw. 0,8 Gr{\"o}ßenordnungen gesenkt werden. Die Substanzen zeigten jedoch keinen Effekt auf Infektionen mit CHIKV und Poliovirus, sodass f{\"u}r beide Substanzen ein virusspezifischer Effekt anzunehmen ist. Es wurde keine Wirkung der Substanzen gegen Infektionen mit Masernvirus, RSV oder Parainfluenzavirus-3 in den Versuchen beobachtet. Es wurde gezeigt, dass die verwendeten Methoden eine schnelle und effektive M{\"o}glichkeit darstellen, neue direkt-antivirale Medikamente zu etablieren. Zudem stellen die gefundenen Wirkstoffe eine gute Grundlage als Leitsubstanzen zur Entwicklung neuer Wirkstoffe dar. Weitere Versuche mit Kombinationen der wirksamen Substanzen sollten zur weiteren Therapiefindung durchgef{\"u}hrt werden. Damit hat die vorgelegte Arbeit eine hohe Relevanz f{\"u}r die weitere Forschung.},
  subject      = {Effektivit{\"a}t},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schreiner2023,
  author    = {Schreiner, Jochen Josef},
  title     = {Etablierung und Charakterisierung einer humanen adrenokortikalen Zelllinie},
  doi       = {10.25972/OPUS-31211},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-312119},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Background: The response of advanced adrenocortical carcinoma (ACC) to current chemotherapies is unsatisfactory and a limited rate of response to immunotherapy was observed in clinical trials. High tumour mutational burden (TMB) and the presence of a specific DNA signature are characteristic features of tumours with mutations in the gene MUTYH encoding the mutY DNA glycosylase. Both have been shown to potentially predict the response to immunotherapy. High TMB in an ACC cell line model has not been reported yet. Design and methods: The JIL-2266 cell line was established from a primary ACC tumour, comprehensively characterised and oxidative damage, caused by a dysfunctional mutY DNA glycosylase, confirmed. Results: Here, we characterise the novel patient-derived ACC cell line JIL-2266, which is deficient in mutY-dependent DNA repair. JIL-2266 cells have a consistent STR marker profile that confirmed congruousness with primary ACC tumour. Cells proliferate with a doubling time of 41 ± 13 h. Immunohistochemistry revealed positivity for steroidogenic factor-1. Mass spectrometry did not demonstrate significant steroid hormone synthesis. JIL-2266 have hemizygous mutations in the tumour suppressor gene TP53 (c.859G>T:p.E287X) and MUTYH (c.316C>T:p.R106W). Exome sequencing showed 683 single nucleotide variants and 4 insertions/deletions. We found increased oxidative DNA damage in the cell line and the corresponding primary tumour caused by impaired mutY DNA glycosylase function and accumulation of 8-oxoguanine. Conclusion: This model will be valuable as a pre-clinical ACC cell model with high TMB and a tool to study oxidative DNA damage in the adrenal gland.},
  subject      = {Nebennierenrindenkarzinom},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Giniunaite2023,
  author    = {Giniunaite, Aiste Marija},
  title     = {Effekte von Tumor Treating Fields (TTFields) auf die Blut-Hirn-Schranke in einem murinen (cerebEND) und humanen (HBMVEC) Zellkulturmodell},
  doi       = {10.25972/OPUS-31064},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-310648},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {TTFields sind eine zugelassene Therapie f{\"u}r die Behandlung von Glioblastom IDH-Wildtyp. Es handelt sich dabei um elektrische Wechselfelder niedriger Intensit{\"a}t und mittlerer Frequenz, die therapeutisch aus zwei Richtungen durch ein tragbares, nicht-invasives Ger{\"a}t appliziert werden. Sie verhindern die Spindelfaserbildung w{\"a}hrend der Mitose. Die Wirkung vieler effektiver Chemotherapeutika ist im ZNS durch die Blut-Hirn-Schranke (BHS) eingeschr{\"a}nkt. Die BHS wird nach TTFields Applikation bei 100 kHz in einem murinen cerebEND-Zell-Modell vor{\"u}bergehend ge{\"o}ffnet. Dieser Effekt wurde in dieser Arbeit zun{\"a}chst mit Hilfe von Immunfluoreszenzmikroskopie und dann durch einen fraktionierten Western-Blot best{\"a}tigt, dass der mutmaßliche Wirkungsmechanismus von TTFields in der Delokalisierung des tight junction Proteins Claudin-5 von der Membran in das Zytoplasma liegt. TEER-Messungen zeigten, dass sich die Integrit{\"a}t der BHS durch 100 kHz TTFields nach 72 h verringerte und 48 h - 72 h nach Ende der Behandlung wieder normalisierte, auch wenn statt eines Behandlungsendes auf 200 kHz TTFields umgeschaltet wurde. Der zweite Teil der Untersuchung bestand darin, ein BHS-Modell aus humanen HBMVEC Zellen zu etablieren, um die Auswirkungen von TTFields im humanen System verifizieren zu k{\"o}nnen. Zun{\"a}chst konnten keine Effekte von TTFields unterschiedlicher Frequenz auf eine HBMVEC-Monokultur festgestellt werden. In einer Kokultur mit Perizyten gab es eine erh{\"o}hte Expression von Claudin-5, Occludin und PECAM-1. Allerdings zeigten die TEER-Messungen und ein Permeabilit{\"a}tsassay keine Unterschiede zwischen den Mono- und Kokultur-Modellen der BHS auf. Durch eine transiente {\"O}ffnung der BHS k{\"o}nnte eine h{\"o}here Dosis von Therapeutika, die normalerweise die BHS nicht {\"u}berwinden k{\"o}nnen, im ZNS erreicht werden. Damit k{\"o}nnten TTFields eine innovative Methode zur Behandlung von Hirntumoren und anderen Erkrankungen des ZNS darstellen. Die hier pr{\"a}sentierten Daten geben erste Hinweise in diese Richtung, m{\"u}ssen aber noch optimiert und verifiziert werden.},
  subject      = {Tumortherapiefelder},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kupczyk2023,
  author    = {Kupczyk, Eva Katharina},
  title     = {Charakterisierung von Zellen aus dem vorderen Kreuzband nach Vorderer- Kreuzband-Ruptur im Hinblick auf das Rupturalter},
  doi       = {10.25972/OPUS-28056},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-280568},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die Vordere Kreuzband (VKB)-Ruptur ist eine h{\"a}ufige Verletzung, welche eine hohe individuelle und sozio{\"o}konomische Belastung verursacht. Eine etablierte Therapie ist die VKB-Plastik, problematisch sind jedoch die hohen Rerupturraten nach operativer Versorgung. In der Annahme, dass Mesenchymale Stammzellen (MSC) eine bedeutende Rolle f{\"u}r die Heilung spielen, sollte in der vorliegenden Arbeit untersucht werden, ob ein Zusammenhang zwischen Zahl und Qualit{\"a}t der aus dem VKB isolierten MSC sowie der Latenz zwischen Ruptur und Rekonstruktion besteht und so ein optimaler Therapiezeitraum eingegrenzt werden kann. Zun{\"a}chst erfolgte die Zellisolierung aus intraoperativ gewonnenen VKB-Biopsien. Je nach Latenz zwischen Ruptur und Operation wurden drei Gruppen (akute ≙ ≤ 30 d, subakute ≙ 31-90 d, verz{\"o}gerte Rekonstruktion ≙ > 90 d) gebildet. Zum Nachweis von MSC wurden die Zellen hinsichtlich ihrer Plastikadh{\"a}renz, eines multipotenten Differenzierungspotentials sowie eines spezifischen Oberfl{\"a}chenantigenmusters (CD73+, CD90+, CD105+, CD34-) untersucht. Zudem wurde ihr Einflusses auf die biomechanischen und histologischen Eigenschaften eines analysiert. Der Nachweis von MSC war in allen Gruppen m{\"o}glich. Das Proliferationspotential war in Gruppe II am gr{\"o}ßten, ebenso der Anteil der MSC an allen Zellen. Er war 5,4\% (4,6\% - 6,3\%, 95\% CI; p < 0,001) h{\"o}her als in Gruppe I und 18,9\% (18,2\% - 19,6\%, 95\% CI; p < 0,001) h{\"o}her als in Gruppe III. In den mit Zellen kultivierten Bandkonstrukten konnte im Gegensatz zu zellfreien Konstrukten humanes Kollagen I nachgewiesen werden. Die Stabilit{\"a}t nahm bei Kultivierung mit Zellen ab. Die Ergebnisse legen nahe, dass das Regenerationspotential bei subakuter VKB-Rekonstruktion (31-90 d) am h{\"o}chsten ist. Potenziell urs{\"a}chlich sind die Regeneration hemmende Entz{\"u}ndungsprozesse zu Beginn sowie degenerative Prozesse im l{\"a}ngerfristigen Verlauf. Zudem konnte gezeigt werden, dass die isolierten Zellen die Eigenschaften eines Bandkonstruktes durch Bildung von Kollagen I und Reduktion der Stabilit{\"a}t im kurzfristigen Verlauf ver{\"a}ndern und dementsprechend den Therapieerfolg beeinflussen k{\"o}nnten. Zur Verifizierung der Ergebnisse bedarf es weiterer Untersuchungen.},
  subject      = {Ligamentum cruciatum anterius},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Page2022,
  author    = {Page, Lukas},
  title     = {Entwicklung und pr{\"a}klinische Evaluation immunologischer und nuklearmedizinischer diagnostischer Tests f{\"u}r Schimmelpilz-assoziierte Hypersensitivit{\"a}t und invasive Mykosen},
  doi       = {10.25972/OPUS-25245},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-252459},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Schimmelpilze k{\"o}nnen in Abh{\"a}ngigkeit des Immunstatus und der Vorerkrankungen betroffener Patienten unterschiedliche Krankheitsbilder wie Hypersensitivit{\"a}ts-erkrankungen oder lebensbedrohliche invasive Infektionen hervorrufen. Da die Diagnosestellung dieser Erkrankungen mitunter komplex und insensitiv ist, sollten im Rahmen dieser Arbeit unterschiedliche Ans{\"a}tze neuer diagnostischer Assays untersucht werden. In den letzten Jahren wurden Assays entwickelt, die auf Basis durchflusszytometrisch quantifizierter Pilz-spezifischer T-Zellen aus peripherem Blut einen supportiven Biomarker zur Diagnostik invasiver Mykosen liefern k{\"o}nnten. Da die hierf{\"u}r isolierten T-Zellen anf{\"a}llig gegen{\"u}ber pr{\"a}analytischer Lagerzeiten und immunsuppressiver Medikation sind, wurden hier Protokolloptimierungen vorgenommen, um anhand eines Vollblut-basierten Assays mit zus{\"a}tzlicher CD49d-Kostimulation diesen Limitationen entgegen zu wirken. In einer Studie an gesunden Probanden konnte dabei gezeigt werden, dass die Kombination der Durchflusszytometrie mit ausgew{\"a}hlten Zytokin-Messungen (IL-5, IL-10 und IL-17) zu einer verbesserten Erkennung vermehrt Schimmelpilz-exponierter Personen beitragen k{\"o}nnte. Neben Infektionen k{\"o}nnten dabei im umwelt- und arbeitsmedizinischen Kontext Polarisationen der T-Zell-Populationen detektiert werden, welche mit Sensibilisierungen und Hypersensitivit{\"a}t assoziiert werden. Zus{\"a}tzlich wurde ein in vitro Transwell® Alveolarmodell zur Simulation pulmonaler Pilzinfektionen f{\"u}r Erreger der Ordnung Mucorales adaptiert, durch Reproduktion wichtiger Merkmale der Pathogenese von Mucormykosen validiert, und f{\"u}r Untersuchungen der Immunpathologie und Erreger-Invasion verwendet. Das Modell wurde anschließend zur in vitro Evaluation von radioaktiv markiertem Amphotericin B mit 99mTc oder 68Ga als nuklearmedizinischen Tracer verwendet. Die untersuchten Schimmelpilze zeigten dabei eine zeit- und dosis-abh{\"a}ngige Aufnahme der Tracer, w{\"a}hrend bakteriell infizierte Proben nicht detektiert wurden. Die erhobenen Daten dokumentieren ein vielversprechendes Potenzial von Amphotericin B-basierten Tracer, das in zuk{\"u}nftigen in vivo Studien weiter evaluiert werden sollte.},
  subject      = {Schimmelpilze},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Stengel2022,
  author    = {Stengel, Helena Maria},
  title     = {Paranodale und nodale Autoantik{\"o}rper: Charakterisierung der Anti-Neurofascin-Autoantik{\"o}rper-assoziierten Neuropathie und Untersuchung des Effektes von Anti-Contactin-1-Autoantik{\"o}rpern im Zellkulturmodell},
  doi       = {10.25972/OPUS-25466},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-254662},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Die (Para-)nodopathie ist neben der prim{\"a}r axonalen und der prim{\"a}r demyelinisierenden Polyneuropathie eine neue Krankheitsentit{\"a}t, die sich durch eine Sch{\"a}digung der Funktion des Ranvierschen Schn{\"u}rringes auszeichnet. Die Forschung zu (para-)nodalen Autoantik{\"o}rpern fokussierte sich bislang haupts{\"a}chlich auf Neurofascin-155- und Contactin-1-Autoantik{\"o}rper der Subklasse IgG4. In dieser Studie wurden die Seren von insgesamt 264 PatientInnen mit CIDP, GBS oder anderen Formen von Polyneuropathien mittels Bindungsassays an murinen Ischiadicuszupfnerven und gegebenenfalls ELISA auf (para-)nodale Autoantik{\"o}rper gescrennt. Positive Autoantik{\"o}rperbefunde wurden bei IgG-Autoantik{\"o}rpern mittels Bindungsassays an transfizierten HEK-293-Zellen und bei IgM-Autoantik{\"o}rpern mittels Western Blot best{\"a}tigt. ELISA Untersuchungen dienten zur n{\"a}heren Spezifizierung. Weiterhin wurde die zeitabh{\"a}ngige Wirkung von Contactin-1-Autoantik{\"o}rpern im Zellkulturmodell untersucht. Die im folgenden dargestellten Ergebnisse zeigen, dass die (Para-)nodopathie nicht auf die bisher am h{\"a}ufigsten beschriebene Erkrankung mit IgG4-Autoantik{\"o}rpern beschr{\"a}nkt werden sollte. Bei dem extrem schwer betroffenen IgG-Patient 1 konnte ein Pan-Neurofascin-IgG3-Autoantik{\"o}rper nachgewiesen werden. Als charakteristische Symptome f{\"u}r diese Autoantik{\"o}rper konnten in {\"U}bereinstimmung mit weiteren Fallberichten Tetraplegie, Beatmungspflichtigkeit sowie eine schwere Hirnnervenbeteiligung bis zur Locked-In-Symptomatik identifiziert werden. Diese Patienten heben sich deutlich von den PatientInnen mit den bisher haupts{\"a}chlich beschriebenen Neurofascin-155-IgG4-Autoantik{\"o}rpern ab, die wie IgG-Patient 2 charakteristischerweise in jungem Alter an einer CIDP mit Tremor ohne Besserung unter IVIG-Therapie leiden. Es wurden f{\"u}nf PatientInnen mit Neurofascin-155-IgM-Autoantik{\"o}rpern identifiziert, die eine akut beginnende Erkrankung mit Tetraparese, Tremor und neuropathischen Schmerzen zeigten. Ob sich dieser Ph{\"a}notyp als charakteristisch f{\"u}r eine Neurofascin-155-IgM-(Para-)nodopathie best{\"a}tigt, sollte in weiteren Studien untersucht werden. Im murinen Zellkulturmodell an cerebell{\"a}ren Neuronen und Spinalganglienneuronen zeigte sich nach Inkubation mit Contactin-1-IgG-Patientenantik{\"o}rpern eine zeitabh{\"a}ngige, rasch reversible Verminderung der Contactin-1-Protein-Expression in immunhistochemischen F{\"a}rbungen sowie Western Blots, die durch eine Internalisierung des Contactin-1-Proteins erkl{\"a}rbar w{\"a}re. Der Angriff von Autoantik{\"o}rpern an Spinalganglienneuronen und cerebell{\"a}ren Neurone sollte in weitere pathophysiologische {\"U}berlegungen miteinbezogen werden, da hierdurch typische Symptome der (Para-)nodopathie wie eine sensible Ataxie oder ein cerebell{\"a}rer Tremor erkl{\"a}rt werden k{\"o}nnten.},
  subject      = {Ranvier-Schn{\"u}rring},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Janzen2022,
  author    = {Janzen, Dieter},
  title     = {Functional analysis of ion channels and neuronal networks in 2D and 3D \(in\) \(vitro\) cell culture models},
  doi       = {10.25972/OPUS-25170},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-251700},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {In the central nervous system, excitatory and inhibitory signal transduction processes are mediated by presynaptic release of neurotransmitters, which bind to postsynaptic receptors. Glycine receptors (GlyRs) and GABAA receptors (GABAARs) are ligand-gated ion channels that enable synaptic inhibition. One part of the present thesis elucidated the role of the GlyRα1 β8 β9 loop in receptor expression, localization, and function by means of amino acid substitutions at residue Q177. This residue is underlying a startle disease phenotype in the spontaneous mouse model shaky and affected homozygous animals are dying 4-6 weeks after birth. The residue is located in the β8 β9 loop and thus part of the signal transduction unit essential for proper ion channel function. Moreover, residue Q177 is involved in a hydrogen network important for ligand binding. We observed no difference in ion channel trafficking to the cellular membrane for GlyRα1Q177 variants. However, electrophysiological measurements demonstrated reduced glycine, taurine, and β alanine potency in comparison to the wildtype protein. Modeling revealed that some GlyRα1Q177 variants disrupt the hydrogen network around residue Q177. The largest alterations were observed for the Q177R variant, which displayed similar effects as the Q177K mutation present in shaky mice. Exchange with structurally related amino acids to the original glutamine preserved the hydrogen bond network. Our results underlined the importance of the GlyR β8 β9 loop for proper ion channel gating. GlyRs as well as GABAARs can be modulated by numerous allosteric substances. Recently, we focused on monoterpenes from plant extracts and showed positive allosteric modulation of GABAARs. Here, we focused on the effect of 11 sesquiterpenes and sesquiterpenoids (SQTs) on GABAARs. SQTs are compounds naturally occurring in plants. We tested SQTs of the volatile fractions of hop and chamomile, including their secondary metabolites generated during digestion. Using the patch-clamp technique on transfected cells and neurons, we were able to observe significant GABAAR modulation by some of the compounds analyzed. Furthermore, a possible binding mechanism of SQTs to the neurosteroid binding site of the GABAAR was revealed by modeling and docking studies. We successfully demonstrated GABAAR modulation by SQTs and their secondary metabolites. The second part of the thesis investigated three-dimensional (3D) in vitro cell culture models which are becoming more and more important in different part of natural sciences. The third dimension allows developing of complex models closer to the natural environment of cells, but also requires materials with mechanical and biological properties comparable to the native tissue of the encapsulated cells. This is especially challenging for 3D in vitro cultures of primary neurons and astrocytes as the brain is one of the softest tissues found in the body. Ultra-soft matrices that mimic the neuronal in vivo environment are difficult to handle. We have overcome these challenges using fiber scaffolds created by melt electrowriting to reinforce ultra-soft matrigel. Hence, the scaffolds enabled proper handling of the whole composites and thus structural and functional characterizations requiring movement of the composites to different experimental setups. Using these scaffold-matrigel composites, we successfully established methods necessary for the characterization of neuronal network formation. Before starting with neurons, a mouse fibroblast cell line was seeded in scaffold-matrigel composites and transfected with the GlyR. 3D cultured cells displayed high viability, could be immunocytochemically stained, and electrophysiologically analyzed. In a follow-up study, primary mouse cortical neurons in fiber-reinforced matrigel were grown for up to 21 days in vitro. Neurons displayed high viability, and quantification of neurite lengths and synapse density revealed a fully formed neuronal network already after 7 days in 3D culture. Calcium imaging and patch clamp experiments demonstrated spontaneous network activity, functional voltage-gated sodium channels as well as action potential firing. By combining ultra-soft hydrogels with fiber scaffolds, we successfully created a cell culture model suitable for future work in the context of cell-cell interactions between primary cells of the brain and tumor cells, which will help to elucidate the molecular pathology of aggressive brain tumors and possibly other disease mechanisms.},
  subject      = {Zellkultur},
  language  = {en}
}