@phdthesis{Kunz2017, author = {Kunz, Meik}, title = {Systembiologische Analysen von Interaktionen: Zytokinine (Pflanzenpathogene), 3D-Zellkulturen (Krebstherapie) und Drugtargets}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-134911}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Der Einsatz von computergest{\"u}tzten Analysen hat sich zu einem festen Bestandteil der biowissenschaftlichen Forschung etabliert. Im Rahmen dieser vorliegenden Arbeit wurden systembiologische Untersuchungen auf verschiedene biologische Themengebiete und Organismen angewendet. In diesem Zusammenhang liefert die Arbeit einen innovativen und interdisziplin{\"a}ren methodischen Ansatz. Die grundlegende Frage lautet: Wie verstehe und beschreibe ich Signalwege und wie kann ich sie beeinflussen? Der Ansatz verkn{\"u}pft verschiedene biologische Datens{\"a}tze und Datenebenen miteinander, beginnend vom Genom und Interaktionskontext {\"u}ber semiquantitative Simulationen hin zu neuen Interventionen und Experimenten, welche therapeutisch und biotechnologisch genutzt werden k{\"o}nnen. Die Analysen k{\"o}nnen auf diese Weise - zu einem besseren Verst{\"a}ndnis experimenteller Daten und biologischer Fragestellungen beitragen und erm{\"o}glichen ein systematisches Verst{\"a}ndnis der zugrunde liegenden Signalwege und Netzwerkeffekte (z.B. in Pflanzen). - Dar{\"u}ber hinaus erm{\"o}glichen sie die Identifizierung wichtiger funktioneller Hubproteine und die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien f{\"u}r weitere experimentelle Testungen (z.B. Tumormodelle), - stellen zudem einen hilfreichen Schritt auf dem Weg zur personalisierten Medizin (z.B. lncRNAs und Tumormodelle) und Medikamentenentwicklung (z.B. Datenbank DrumPID) dar. (i) Als Grundlage wurde hierzu eine integrierte systembiologische Methode entwickelt, welche experimentelle Daten (z.B. Transkriptomdaten) hinsichtlich ihrer biologischen Funktionen untersucht und die Identifizierung relevanter funktioneller Cluster und Hubproteine erm{\"o}glicht. In einem ersten Teil wurden Analysen zum pflanzlichen Immunsystem durchgef{\"u}hrt. Mithilfe der entwickelten Methode wurden Genexpressionsdatens{\"a}tze von A. thaliana, die mit dem Pathogen Pst DC3000 infiziert wurden, untersucht, um den Einfluss verschiedener Virulenzfaktoren auf das Interaktom der Wirtspflanze zu untersuchen und neue Modulatoren einer CK-vermittelten Immunabwehr zu finden. In diesem Zusammenhang konnte gezeigt werden, dass die von Pst DC3000 sekretierten Abwehrstoffe wichtige pflanzliche Hormonsignalwege f{\"u}r die Immunabwehr in A. thaliana beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen zudem, dass sich der Einfluss auf das Netzwerkverhalten der Effektorproteine und COR-Phytotoxine von dem der PAMPs unterscheidet, sich jedoch auch eine Regulierung gemeinsamer Signalwege und eine {\"U}berlappung der beiden Phasen der Immunantwort (PTI und ETI) in A. thaliana finden lassen. Die komplexe Immunantwort auf eine Infektion spiegelt sich zudem in einer h{\"o}heren Anzahl an funktionellen Clustern und Hubproteinen in Pst DC3000 gegen{\"u}ber den beiden untersuchten Mutanten wider, wobei sich f{\"u}r Pst DC3000 insbesondere ein stark vernetztes immunrelevantes Cluster um den JA-Signalweg zeigt. Weiterhin wurden anhand der entwickelten Methode wichtige Hubproteine f{\"u}r die Immunabwehr identifiziert. Als bedeutende Vertreter sind AHK2 und AAR14 zu nennen, welche Teil des Zweikomponentensystems der Signal{\"u}bertragung von CK sind und hierbei wichtige Modulatoren f{\"u}r eine CK-vermittelte Immunabwehr darstellen. (ii) Im zweiten Teil der Arbeit schließen sich Untersuchungen an einem in vitro-Experiment einer 2D- und 3D-Zellkultur einer HSP90-Behandlung in einem Lungentumormodell an. In diesem Zusammenhang wurden mithilfe der entwickelten Methode Unterschiede zwischen den beiden Zellkultursystemen gefunden, die das unterschiedliche Behandlungsansprechen erkl{\"a}ren, und f{\"u}r die beiden KRAS-mutierten Zelllinien A549 und H441 des 3D-Testsystems neue prognostische und therapeutische Kandidaten identifiziert. Hierbei haben die durchgef{\"u}hrten Analysen zwei funktionelle Cluster von Protein-Interaktionen um p53 und die STAT-Familie gefunden, welche eine Verbindung zu HSP90 haben und die entsprechenden Behandlungsunterschiede nach einer HSP90-Inhibierung zwischen den beiden Zellkultursystemen erkl{\"a}ren k{\"o}nnen. Unter Ber{\"u}cksichtigung des zelllinien-spezifischen Mutationshintergrunds wurde eine prognostische Markersignatur und daraus abgeleitet HIF1A f{\"u}r die H441-Zelllinie und AMPK f{\"u}r die A549-Zelllinie als neue therapeutische Targets gefunden, wobei die anschließend durchgef{\"u}hrten in silico-Simulationen einen potentiellen therapeutischen Effekt aufzeigen konnten. Weiterhin wurden wichtige experimentelle Readout-Parameter in ein in silico-Lungentumormodell integriert, wobei unter Einbeziehung des Mutationshintergrunds f{\"u}r die verwendeten Zelllinien die HSP90-Behandlung des 3D-Testsystems computergest{\"u}tzt abgebildet werden konnte. Im weiteren Verlauf wurden im in silico-Lungentumormodell Resistenzmechanismen nach einer Gefitinib-Behandlung mit bekanntem Mutationsstatus f{\"u}r die Zelllinien HCC827 und A549 untersucht und daraus folgend neue Therapieans{\"a}tze abgeleitet, die von potentieller klinischer Bedeutung sein k{\"o}nnen. Die durchgef{\"u}hrten in silico-Simulationen f{\"u}r HCC827 konnten hierbei zeigen, dass eine EGFR- und c-MET-Koaktivierung zu einer Gefitinib-Resistenz f{\"u}hren kann, wohingegen bei den A549 eine Komutation von KRAS und IGF-1R zu einem geringen Behandlungsansprechen beitr{\"a}gt. Die Simulationen lassen zudem erkennen, dass eine direkte Inhibierung der an der Resistenzentwicklung beteiligten Rezeptoren c-MET und IGF-1R in beiden F{\"a}llen nicht die bestm{\"o}gliche Therapiestrategie darstellt. In beiden Zelllinien konnte gezeigt werden, dass eine kombinierte Inhibierung von PI3K und MEK den bestm{\"o}glichen therapeutischen Effekt liefert, was demnach einen vielversprechenden Therapieansatz bei Gefitinib-resistenten Lungentumorpatienten darstellt. In einem weiteren Schritt wurde das therapeutische Potential der miRNA-21 im in silico-Modell f{\"u}r die HCC827-Zelllinie untersucht. Die durchgef{\"u}hrten Simulationen zeigen, dass eine miRNA-21-{\"U}berexpression zu einer Resistenzentwickung nach Gefitinib-Behandlung beitragen kann, wobei eine Inhibierung der miRNA-21 diesen Effekt umkehren kann. Die Ergebnisse lassen zudem erkennen, dass eine PTEN-Aktivierung als potentieller Marker einer erfolgreichen therapeutischen Inhibierung der miRNA-21 fungieren kann, wohingegen eine reduzierte miRNA-21-Expression als m{\"o}glicher Marker f{\"u}r eine erfolgreiche Gefitinib-Behandlung dienen kann. (iii) Im dritten Teil der Arbeit wurden systematisch RNA- und Protein-Interaktionen untersucht. Hierzu wurden integrierte systembiologische Analysen an neu identifizierten und funktionell bislang unbekannten lncRNAs durchgef{\"u}hrt. Die Analysen f{\"u}r die infolge einer Herzhypertrophie hochregulierte lncRNA Chast haben umfassend gezeigt, dass diese Proteine und Transkriptionsfaktoren regulieren und binden kann, welche die Signal{\"u}bertragung und Genexpression regulieren, aber auch eine Verbindung zum kardiovaskul{\"a}ren System und stressinduzierter Herzhypertrophie besitzt. Anhand der Ergebnisse l{\"a}sst sich schlussfolgern, dass Chast direkt und indirekt (a) Proteine binden und die Translation beeinflussen kann, zudem eine Chromatin-modifizierende Funktion besitzt und so die Transkription, z.B. f{\"u}r herz- und stress-assoziierte Gene, reguliert, und/oder (b) in einem negativen Feedbackloop seine eigene Transkription reguliert. Obwohl lncRNAs meist eine geringe Konservierung aufweisen, konnten die durchgef{\"u}hrten Analysen f{\"u}r Chast eine Sequenz-Struktur-Konservierung in S{\"a}ugetieren aufzeigen. Weiterhin haben die Untersuchungen an zwei hypoxie-induzierten lncRNAs in Endothelzellen gezeigt, dass die lncRNA MIR503HG eine hohe Sequenz-Struktur-Konservierung in S{\"a}ugetieren besitzt, wohingegen die LINC00323-003 eine geringe Konservierung aufzeigt. Dies untermauert die Tatsache, dass lncRNAs h{\"a}ufig eine geringe Konservierung aufweisen, was Untersuchungen in Modellorganismen hinsichtlich einer therapeutischen Nutzung schwierig machen. Da sich zahlreiche Untersuchungen auf Interaktionen und Signalwege konzentriert haben, wurde abschließend eine Datenbank entwickelt, welche Analysen von Protein-Interaktionen und Signalwegen nachhaltig voranbringt. Die entwickelte DrumPID-Datenbank stellt insbesondere die Interaktion zwischen einem Medikament und seinem Target in den Fokus und erm{\"o}glicht Analysen einzelner Interaktionen und beteiligter Signalwege, bietet zus{\"a}tzlich aber auch verschiedene Links zu anderen Datenbanken f{\"u}r individuelle weiterf{\"u}hrende Analysen. DrumPID erm{\"o}glicht ein geeignetes Medikament u. a. f{\"u}r ein vorgegebenes Zielprotein zu finden und dessen Wirkmechanismus und Interaktionskontext zu untersuchen, was zu einem besseren experimentellen Verst{\"a}ndnis beitragen kann. Zudem erlaubt DrumPID eine potentielle chemische Leitstruktur f{\"u}r ein Zielprotein zu entwickeln, was z.B. spezifisch ein parasitisches Protein inhibiert, ohne dabei einen toxischen Effekt im Menschen zu haben. Zahlreiche weitere Pharmakabeispiele belegen, dass DrumPID f{\"u}r den t{\"a}glichen wissenschaftlichen Gebrauch auf dem Gebiet der Analyse von Protein-Pharmaka-Interaktionen und der Medikamentenentwicklung geeignet ist. Die beschriebenen Ergebnisse der Promotionsarbeit wurden in f{\"u}nf Originalarbeiten, zwei {\"U}bersichtsartikeln und einem Buchteil, u. a. in Science Translational Medicine, ver{\"o}ffentlicht, sechs dieser Publikationen erfolgten im Rahmen von Erstautorschaften.}, subject = {Systembiologie}, language = {de} } @phdthesis{Faist2017, author = {Faist, Hanna}, title = {Bedeutung und Charakterisierung der bakteriellen Flora in Vitis vinifera mit und ohne Wurzelhalsgallen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154359}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Am Rebstock werden in der Natur von Agrobacterium vitis, dem Ausl{\"o}ser Wurzelhalsgallenerkrankung, charakteristische Wurzelhalsgallentumore induziert. Virulente Vertreter der Gattung der Agrobacteria schleusen bakterielle DNA in das pflanzliche Genom ein, wodurch die Pflanze Tumore produziert. Die Wurzelhalsgallenerkrankung wird seit einem Jahrhundert als ein Beispiel der Pflanzen-Pathogen-Interaktion untersucht. Die Rolle der bakteriellen Flora im Zusammenhang mit der Wurzelhalsgallenerkrankung beim Rebstock wurde bisher kaum betrachtet. Um dieser Frage nachzugehen, habe ich die endophytische mikrobielle Zusammensetzung von Rebst{\"o}cken mit und ohne Wurzelhalsgalle analysiert. Es werden Proben von drei Zeitpunkten einer Wachstumsperiode (Fr{\"u}hling, Sommer und Herbst) und von den Organen der Rebst{\"o}cke (Wurzeln, Pfropfstelle und einj{\"a}hrige Triebe) sowie dem Boden in einer Weinanlage bei Himmelstadt in Unterfranken genommen. Die Bakterienflora dieser Umweltproben wird mit kultivierungsabh{\"a}ngigen (Isolierung von Bakterien) und kultivierungsunabh{\"a}ngigen (Hochdurchsatzsequenzierungen) Methoden untersucht. Zudem werden i) die Virulenz der verschiedenen Agrobacterium-Isolate in Tumorassays bestimmt, ii) synthetische Bakteriengemeinschaften von in vitro kultivierten Weinpfl{\"a}nzchen mit Wurzelhalsgallen analysiert, iii) die Genome von einem virulenten und einem nicht-virulenten Agrobacteria-Isolat aus der Wurzelhalsgalle verglichen, iv) erste Interaktionsstudien auf festen N{\"a}hrmedien durchgef{\"u}hrt und v) virulente Agrobacteria mittels bildgebender Fluoreszenz-Lebenszeit-Mikroskopie (FLIM) in Wurzelhalsgallen lokalisiert. Die Rebst{\"o}cke dieser Studie haben eine organspezifische Bakterienflora, die innerhalb einer Wachstumsperiode variiert. Nur die Bakterienflora der Pfropfstelle (mit oder ohne Wurzelhalsgalle) aber nicht die des Bodens, der Wurzeln, und der einj{\"a}hrigen Triebe unterscheidet sich strukturell zwischen gesunden und erkrankten Rebst{\"o}cken. Mikroskopisch konnten virulente Agrobacteria punktuell in Interzellularen, sklerenchymatischen Geweben und assoziiert mit Leitgef{\"a}ßen nachgewiesen werden. Dadurch ist ausreichend Lebensraum vorhanden, der zus{\"a}tzlich von tumorspezifischen Bakterien besiedelt werden kann. Im Gegensatz zur gesunden Pfropfstelle ist in der Wurzelhalsgalle eine saisonal stabile Kernmikroflora, bestehend aus Vertreter von A. vitis, Pseudomonas, Enterobacteriaceae, Agrobacterium tumefaciens, Gammaproteobacteria und Burkholderiales, vorhanden. Diese Bakterien werden {\"u}berwiegend aus dem Boden rekrutiert und profitieren von der N{\"a}hrstoffsituation in der Wurzelhalsgalle. Wurzelhalsgallen enthalten Opine, die nur von der transformierten Pflanzenzelle produziert werden. Interessanterweise hat in dieser Arbeit ein Agrobacterium-Isolat Gene, die zum Opinkatabolismus beitragen und ein Pseudomonas-Isolat kann Opine als einzige Kohlenstoffquelle nutzen. Trotzdem sind beide Isolate weder virulent noch verdr{\"a}ngen sie die virulenten A. vitis, die ebenso Opine nutzen, aus der Wurzelhalsgalle. In synthetischen Bakteriengemeinschaften an in vitro kultivierten Weinpfl{\"a}nzchen konnte gezeigt werden, dass diese und weitere tumorspezifischen Bakterien, neben A. vitis, nicht essentiell zur Entstehung der Wurzelhalsgalle n{\"o}tig sind aber unterschiedliche Funktionen in der Wurzelhalsgalle {\"u}bernehmen. Ein Serratia-Isolat hemmt das Wachstum von A. vitis auf festen N{\"a}hrmedium, andere f{\"o}rdern oder hemmen das Wachstum der Wurzelhalsgalle. Nach Studien in der Literatur erh{\"o}hen weitere Bakterien die Resistenz des Rebstocks gegen{\"u}ber biotischem und abiotischem Stress. Zusammengefasst identifizierten und isolierte ich in dieser Studie unter 150 unterschiedlichen Bakterien in der Wurzelhalsgalle jene Bakterien, die neben A. vitis von der neuen {\"o}kologischen Nische profitieren und somit wahrscheinlich Opportunisten mit unterschiedlichen Funktionen sind. In Folge von multiplen Interaktionen in der Wurzelhalsgalle entsteht ein {\"o}kologisches Gleichgewicht zwischen den opportunistischen Bakterien, der Wurzelhalsgalle und dem Rebstock, das den Fortbestand des Rebstocks mit Wurzelhalsgalle erm{\"o}glicht.}, subject = {Wurzelhalsgalle}, language = {de} } @phdthesis{Plank2017, author = {Plank, Christina}, title = {Somatische Befunde und kognitive Leistungen von "Heavy Usern" mit anorektischen und bulimischen Essst{\"o}rungen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154113}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Ziel: Das Ziel der explorativen Studie war es, erwachsene Patientinnen mit restriktiver bzw. bulimischer Anorexie oder Bulimie mit einer starken Inanspruchnahme von station{\"a}ren Versorgungsleistungen, sogenannte Heavy User (HU), die eine vollstation{\"a}re Behandlung in der Klinik und Poliklinik f{\"u}r Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie des Universit{\"a}tsklinikums W{\"u}rzburg erhalten haben, zu beschreiben, soziodemographische sowie erkrankungsbezogene somatische und kognitive Charakteristika darzustellen und die Ergebnisse mit einer Kontrollgruppe aus Patientinnen mit dem gleichen St{\"o}rungsbild, aber einer geringeren Inanspruchnahme medizinischer Versorgungsangebote, den Nicht-Heavy Usern (NHU), zu vergleichen. Teilnehmer und Methode: 23 anorektische bzw. bulimische Heavy User-Patientinnen, die sich im Zeitraum der Datenerhebung (1997-2008) zum mindestens dritten Mal in einer station{\"a}ren Therapie aufgrund ihrer Essst{\"o}rung befanden, und eine Vergleichsgruppe von 13 Nicht-Heavy User-Patientinnen mit h{\"o}chstens einem station{\"a}ren Voraufenthalt wurden in dieser Studie untersucht. Allgemein- und neurologischer Status sowie die Laborparameter zum Aufnahmezeitpunkt und die Auswertungen der kranialen CTs bzw. MRTs sowie der kognitiven Testverfahren zu Beginn der Therapie und vor der Entlassung wurden analysiert und miteinander verglichen. Ergebnisse und Schlußfolgerung: Die anorektischen und bulimischen Heavy User weisen viele auff{\"a}llige somatische Befunde, von der Norm abweichende Laborparameter sowie im Falle der anorektischen Heavy User eine h{\"a}ufig bestehende Hirnatrophie auf. Dar{\"u}ber hinaus zeigen sie eine Reihe von kognitiven Defiziten in verschiedenen Bereichen. Am st{\"a}rksten davon betroffen sind die restriktiv anorektischen Heavy User. Die Auspr{\"a}gungen der untersuchten pathologischen Befunde unterscheiden sich jedoch nicht signifikant von denen der Nicht-Heavy User. Spezifische Eigenschaften der Heavy User, die es zulassen, sie von einem Nicht-Heavy User abzugrenzen, wurden nicht gefunden. Weitere Studien sind notwendig, um andere typische Merkmale der Heavy User zu eruieren, damit sie m{\"o}glichst fr{\"u}hzeitig identifiziert und ihnen f{\"u}r sie geeignetere alternative Behandlungsm{\"o}glichkeiten angeboten werden k{\"o}nnen.}, subject = {Essst{\"o}rungen}, language = {de} } @phdthesis{Klessen2017, author = {Klessen, Katharina Carola}, title = {Der Einfluss der Immunmodulatoren R848 und Alum auf die angeborene Immunantwort humaner dendritischer Zellen gegen Aspergillus fumigatus}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-153907}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Invasive Aspergillosen z{\"a}hlen auch heute noch zu den potentiell lebensbedrohlichen Infektionen, die gemeinsam mit anderen invasiven Pilzinfektionen f{\"u}r die hohe Mortalit{\"a}t bei immunsupprimierten Patienten verantwortlich sind (Lin et al. 2001). Die Entwicklung und Erforschung spezifischer diagnostischer Methoden und antimykotischer Medikamente konnten die Behandlungschancen einer IA zwar verbessern, bringen aber weiterhin keine befriedigenden Erfolge. So ist es dringend erforderlich, alternative Therapieoptionen zu erforschen und zu entwickeln. Da sich seit einigen Jahren das Augenmerk vermehrt in Richtung Immuntherapie konzentriert und diese Therapieform auch bei der Behandlung invasiver Aspergillosen Anwendung findet, wurden in diesem Zusammenhang die Immunmodulatoren Resiquimod und Alum auf ihre Wirkung auf dendritische Zellen bei einer Aspergillus-Infektion analysiert. Dendritische Zellen besitzen in der Immunabwehr gegen Aspergillus eine Schl{\"u}sselrolle, indem sie als Bindeglied zwischen adaptivem und angeborenem Immunsystem fungieren und somit essentiell f{\"u}r eine effektive T-Zell gesteuerte Immunantwort sind. Der m{\"o}gliche Einfluss der beiden Modulatoren auf die Sekretion inflammatorischer Zytokine dendritischer Zellen wurde auf Protein-Ebene untersucht und die Modifikation der Expression bestimmter Oberfl{\"a}chenmarker als Reaktion auf Resiquimod analysiert. Es zeigte sich, dass das Adjuvans Alum dendritische Zellen in ihrer Immunantwort gegen Aspergillus nicht beeinflusst und zu keiner gesteigerten Sekretion inflammatorischer Zytokine f{\"u}hrt. Aus diesem Grund wurde auf die Bestimmung des Expressionsmuster der Oberfl{\"a}chenmolek{\"u}le auf dendritischen Zellen in Abh{\"a}ngigkeit von Alum verzichtet. Hingegen konnte Resiquimod einen positiven Trend in der verst{\"a}rkten Zytokinsekretion aufweisen. So ließ sich in Anwesenheit von Resiquimod eine verst{\"a}rkte pro-inflammatorische Immunantwort gegen Aspergillus fumigatus erkennen. Dieser additive Effekt von R848 zeigte sich auch bei der Expression kostimulatorischer Molek{\"u}le dendritischer Zellen. Es zeigte sich eine gesteigerte Reifung pilzstimulierter dendritischer Zellen in Anwesenheit von Resiquimod durch Zunahme der Level von CD40, CD80 und CD86. In der Expression des Markers CD83 konnte keine einheitliche Aussage getroffen werden, da es spenderabh{\"a}ngig sowohl zu einer Zu-, als auch Abnahme der Fluoreszenzintensit{\"a}t von CD83 als Reaktion auf eine Ko-Stimulation mit Aspergillus und R848 kam. Es war festzustellen, dass die Zellen auf die eingesetzten Stimulantien stark spenderabh{\"a}ngig reagieren. Auf Grundlage dieser Ergebnisse k{\"o}nnte sich ein m{\"o}glicher Nutzen des Immunmodulators Resiquimod f{\"u}r die Therapie invasiver Aspergillosen ergeben. Gerade immunsupprimierte Patienten mit einer invasiven Aspergillose k{\"o}nnten von einer DC-basierten Immuntherapie in Verbindung mit Resiquimod profitieren. Dies gilt es jedoch nur, wenn es durch weitere Analysen und Versuchsreihen best{\"a}tigt werden kann.}, subject = {Aspergillose}, language = {de} } @phdthesis{Samwer2017, author = {Samwer, Charlotte}, title = {Studie zur Bedeutung von „Oxidativem Stress" bei Patienten mit Fibromyalgiesyndrom und dessen Beeinflussbarkeit durch Anthocyanin/Polyphenol-reichen Fruchtsaft}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154064}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Studie zur Bedeutung von „Oxidativem Stress" bei Patienten mit Fibromyalgiesyndrom und dessen Beeinflussbarkeit durch Anthocyanin/Polyphenol-reichen Fruchtsaft}, subject = {Fibromyalgiesyndrom}, language = {de} } @phdthesis{Ruecker2017, author = {R{\"u}cker, Anja}, title = {Entwicklung eines photochemisch vernetzbaren, methacrylat- und isocyanathaltigen Knochenklebers mit degradierbaren keramischen F{\"u}llstoffen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154473}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Bisher getestete Knochenkleber zeigen h{\"a}ufig geringe Klebeeigenschaften auf Knochen bei Zutritt von Feuchtigkeit. Gegenstand dieser Arbeit war es, die Haftf{\"a}higkeit im feuchten Milieu zu verbessern. Hierf{\"u}r wurde der Einfluss sternf{\"o}rmiger, mit Isocyanaten funktionalisierter Poly(ethylenglykol) Molek{\"u}le (NCO-sP(EO-stat-PO)) auf die Klebefestigkeit und Alterungsbest{\"a}ndigkeit einer photopolymerisierbaren Poly(ethylenglykol)dimethacrylat-Basis (PEGDMA) untersucht. Die Polymerisation mittels energiereicher Strahlung erlaubt hohe Reaktionsraten bei K{\"o}rpertemperatur sowie zeitliche und {\"o}rtliche Kontrolle {\"u}ber die Polymerisationsreaktion. Durch den Zusatz degradierbarer, keramischer F{\"u}llstoffe auf Calciumsulfat- und Magnesiumphosphat-Basis in die Matrix sollten durch L{\"o}sungsprozesse Poren geschaffen werden. Diese k{\"o}nnten das Einwachsen neuer Knochensubstanz in das ausgeh{\"a}rtete Material erm{\"o}glichen. Die Ver{\"a}nderungen der kristallinen Strukturen wurden mittels R{\"o}ntgendiffraktometrie beobachtet. Zudem wurden die Proben infrarotspektroskopisch und mikroskopisch untersucht. Die Klebefestigkeit auf kortikalem Rinderknochen im Abscherversuch ebenso wie die Biegefestigkeit vor und nach Lagerung in feuchter Umgebung wurde unter Variation des NCO-sP(EO-stat-PO)-Gehaltes ermittelt. Anschließend sollten die mikroskopische Analyse und energiedispersive R{\"o}ntgenspektrometrie (EDX) Aufschluss {\"u}ber das Bruchverhalten des Materials beim Klebeversuch geben. Es konnte gezeigt werden, dass durch die Zugabe von 20 bis 40 Gew.-\% NCO sP(EO-stat-PO) zur Matrix die Klebefestigkeit auf Knochen von initial etwa 0,15 bis 0,2 MPa auf etwa 0,3 bis 0,5 MPa gesteigert werden kann. W{\"a}hrend alle Referenzproben ihre Haftung an Knochen innerhalb von weniger als 24 Stunden verloren, zeigten Proben mit NCO sP(EO-stat-PO) auch nach 7-t{\"a}giger Lagerung noch Festigkeiten von 0,18 bis 0,25 MPa. Die h{\"o}chste Festigkeit nach 7 Tagen war bei Proben mit dem F{\"u}llstoff Newberyit und einem NCO-sP(EO-stat-PO)-Anteil von 40 Gew.-\% zu verzeichnen. Diese Proben wiesen auch in der mikroskopischen Analyse und im EDX eindeutig ein rein koh{\"a}sives Versagen auf. 20\%-ige Proben zeigten zumindest in geringem Maße auch adh{\"a}sives Versagen. Die 3-Punkt Biegefestigkeit lag initial bei 3,5 bis 5,5 MPa. Durch die Lagerung in PBS sank die Festigkeit auf ~1 MPa. Die Zugabe von NCO-sP(EO-stat-PO) und die Art des eingesetzten F{\"u}llstoffes hatten kaum einen Einfluss auf diese.}, subject = {Isocyanate}, language = {de} } @phdthesis{Michelmann2017, author = {Michelmann, David Paul}, title = {In vitro und in vivo Evaluation von Iodmetomidat-Carbons{\"a}ureamid-Derivaten f{\"u}r die Diagnostik und Therapie von Nebennierenkarzinomen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154280}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Die Erkrankung an einem Nebennierenkarzinom ist bis heute trotz der vielf{\"a}ltigen Therapieans{\"a}tze mit einer sehr schlechten Prognose verbunden. Die Entwicklung von [131I]Iodmetomidat und dessen Anwendung bei Patienten im metastasierten Tumorstadium zeigte großes therapeutisches Potenzial. Aufgrund des enzymatischen Abbaus ist die Verweildauer und effektive Dosis im Tumorgewebe jedoch reduziert, sodass in dieser Arbeit nach einer metabolisch stabileren Substanz bei hoher Affinit{\"a}t zum Zielgewebe und gleichzeitig reduzierter Hintergrundaktivit{\"a}t gesucht wurde. Es wurden mehr als 80 IMTO-Derivate synthetisiert und anschließend deren metabolische Stabilit{\"a}t nach Inkubation mit hepatischen Esterasen mittels Radio-HPLC analysiert. F{\"u}r die Substanzen [125I]IMTO-Azetidinylamid und [125I]IMTO-Ethylmethylamid wurden aufgrund ihrer mit [125I]Iodmetomidat vergleichbaren chemisch-physikalischen Eigenschaften beziehungsweise ihrer besseren metabolischen Stabilit{\"a}t in vitro-Zellversuche zur Evaluation der Aufnahme der Substanzen in NCI H295-Zellen durchgef{\"u}hrt. Hierbei ergab sich kein signifikanter Unterschied bez{\"u}glich einer Aufnahme von [125I]IMTO-Azetidinylamid. [125I]IMTO-Ethylmethylamid wurde signifikant schlechter aufgenommen. Ein Uptake-Versuch mit [125I]IMTO-Azetidinylamid unter zeitgleicher Inkubation mit nicht-radioaktiv markiertem Etomidat ergab Hinweise auf einen kompetitiven Aufnahmemechanismus analog der Referenzsubstanz [125I]Iodmetomidat. Mittels Mitochondrien-Isolationsversuchen festigten sich Hinweise auf eine dem [125I]Iodmetomidat {\"a}hnliche Aufnahme der Substanz [125I]IMTO-Azetidinylamid in mitochondriale Strukturen der NCI H295-Zellen. Zur Evaluation des Verhaltens der Substanzen [125I] Iodmetomidat, [125I]IMTO-Azetidinylamid und [125I]IMTO-Ethylmethylamid wurden in vivo-Versuche an m{\"a}nnlichen CD1-M{\"a}usen durchgef{\"u}hrt. Hierbei ergaben sich nach intraven{\"o}ser Injektion und Messung der relativen Organdosen nach definierten Zeitintervallen deutlich h{\"o}here und l{\"a}ngere Anreicherungen der Substanz [125I]IMTO-Azetidinylamid im Nebennierengewebe bei gleichzeitig sowohl initial als auch im Verlauf deutlich reduzierter Restorgandosis im Vergleich zur Referenz. Eine extern durchgef{\"u}hrte Toxizit{\"a}tsstudie ergab Hinweise auf dosisabh{\"a}ngige klinische Effekte, welche im Vergleich zu Etomidat jedoch deutlich geringer ausfielen. Insgesamt gab es weder Hinweise auf eine erh{\"o}hte Mortalit{\"a}t oder einen h{\"a}matologischen Effekt noch auf biochemische oder pathologische Ver{\"a}nderungen nach Applikation der Substanz IMTO-Azetidinylamid. Ein in Auftrag gegebener Ames-Test ergab keinen Hinweis auf eine m{\"o}gliche Mutagenit{\"a}t der Substanz. Die nach Abschluss des experimentellen Teils dieser Arbeit durch die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Stefanie Hahner und Dr. Andreas Schirbel durchgef{\"u}hrte Anwendung der Substanz [123/131I]IMTO-Azetidinylamid erbrachte vielversprechende Ergebnisse. Im Vergleich zu [125I]Iodmetomidat zeigte [125I]IMTO-Azetidinylamid aufgrund seiner hochspezifischen Aufnahme in das Zielgewebe ein deutlich besseres Profil bez{\"u}glich eines diagnostischen und therapeutischen Einsatzes. Das Iodmetomidat-Carbons{\"a}ureamid [123/131I]IMTO-Azetidinylamid ist ein vielversprechender, im Vergleich zu [123/131I]IMTO metabolisch stabilerer Radiotracer zur Diagnostik adrenaler L{\"a}sionen und k{\"o}nnte bei gleichzeitig reduzierten radiotoxischen Nebenwirkungen zur Verbesserung der Therapie adrenaler Karzinome beitragen. Bez{\"u}glich einer generellen Empfehlung der Anwendung von [123/131I]IMTO-Azetidinylamid in der Diagnostik und Therapie von Nebennierenkarzinomen sollten zun{\"a}chst weitere Untersuchungen durchgef{\"u}hrt werden.}, subject = {Nebennierenrindenkarzinom}, language = {de} } @phdthesis{Ziegler2017, author = {Ziegler, Georg Christoph}, title = {Die SLC2A3-Genduplikation als Kandidatengenvariante der Aufmerksamkeitsdefizit/-Hyperaktivit{\"a}tsst{\"o}rung - molekularbiologische und neurale Korrelate}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154185}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Diese Arbeit widmet sich der Untersuchung einer Kopienzahlvariante (CNV) im Erbgut, die zu einer genomischen Duplikation des SLC2A3-Gens f{\"u}hrt. Die Auswirkungen der SLC2A3- Duplikation wurden im Zellkulturmodell und durch bildgebende Verfahren untersucht. F{\"u}r die SLC2A3-Duplikation konnte eine populationsspezifische Assoziation mit ADHS gezeigt werden (Merker et al. 2017). SLC2A3 kodiert f{\"u}r den neuronalen Glukosetransporter GLUT3, der u.a. Prozesse der Neurotransmitterfreisetzung und Synaptogenese vermittelt und daher wichtig f{\"u}r die Hirnreifung ist. M{\"o}gliche Endpunkte f{\"u}r Endoph{\"a}notypen, die auf einem alterierten Glukosemetabolismus basieren, sind dysfunktionale Hungerregulationsmechanismen ebenso wie eine ver{\"a}nderte neurale Reaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber emotionalen Stimuli und Belohnungsreizen. In zwei peripheren Zellmodellen konnte gezeigt werden, dass die SLC2A3-Duplikation Gen-Dosis-abh{\"a}ngig zu einer Steigerung der basalen SLC2A3-mRNA Expression f{\"u}hrt. Ein Expressionsunterschied auf Proteinebene konnte jedoch nicht gefunden werden. Metabolischer Zellstress durch Aushungern der Zellkulturen und eine niedrige Glukosekonzentration im Zellkulturmedium f{\"u}hrten zu einer signifikanten Erh{\"o}hung des schon unter basalen Bedingungen vorhandenen SLC2A3-Expressionsunterschiedes zwischen Duplikations- und Kontrollzelllinien. Dies deutet darauf hin, dass die SLC2A3-Duplikation bei verminderter zellul{\"a}rer Energiezufuhr zu einer {\"U}berkompensation der Glukoseaufnahme f{\"u}hrt. In einer fMRT-Untersuchung wurden erwachsene ADHS-Patienten mit SLC2A3- Duplikation mit ADHS-Patienten und gesunden Kontrollen mit jeweils 2 Genkopien hinsichtlich ereigniskorrelierter neuraler Aktivit{\"a}t als Antwort auf emotionale Stimuli und Essensreize verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass die SLC2A3-Duplikation zu einer ver{\"a}nderten Reaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber hochkalorischen Essensreizen f{\"u}hrt, was sich in einem durch maschinelles Lernen identifizierten multivariaten neuralen Antwortmuster und einer relativen Untersch{\"a}tzung des Kaloriengehaltes hochkalorischer Nahrung zeigt. Bei der univariaten Gesamthirn-Analyse der Bilddaten wurden keine signifikanten Gruppenunterschiede gefunden, was darauf hinweist, dass unter den gew{\"a}hlten Versuchsbedingungen keine fokal umschriebenen Gruppenunterschiede der Hirnaktivierung bestehen. Diese Arbeit zeigt, dass die SLC2A3-Duplikation zu einer Erh{\"o}hung der SLC2A3- Genexpression mit bisher unbekannten Auswirkungen auf nachgeschaltete Stoffwechselwege und zu einem komplex ver{\"a}nderten neuralen Antwortmuster f{\"u}hrt, das durch einen linearen Zusammenhang nicht zu beschreiben ist. Weitere Untersuchungen auf Zellebene und eine Erweiterung der bildgebenden Verfahren k{\"o}nnten zu einer besseren Einordnung der SLC2A3- Duplikation bez{\"u}glich ihres Anteils an der endoph{\"a}notypischen Varianz der ADHS f{\"u}hren.}, subject = {Aufmerksamkeitsdefizit-Syndrom}, language = {de} } @phdthesis{Baer2017, author = {B{\"a}r, Isabel}, title = {Einsatz biokompatibler Polymermembranen zur Therapie kongenitaler Bauchwanddefekte im Rattenmodell}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154161}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Kongenitale Bauchwanddefekte sind dramatische Fehlbildungen der vorderen Bauchwand. Zu den Defekten geh{\"o}ren neben der Nabelhernie und dem Blasenextrophie-Komplex im engeren Sinne die Gastroschisis und die Omphalozele. Die Therapie stellt die behandelnden Kinderchirurgen und Neonatologen vor eine große Herausforderung. Methode der Wahl ist der prim{\"a}r operative Bauchdeckenverschluss. Falls aufgrund der Gr{\"o}ße des abdominellen Defekts oder der viszeroabdominellen Diskrepanz ein prim{\"a}rer Verschluss nicht m{\"o}glich ist, wird eine Schusterplastik angelegt oder ein Patch implantiert. Bei den Implantaten unterscheidet man nicht-resorbierbare Materialien wie Polypropylen und Polytetrafluorethylene (GoreTex®) von resorbierbaren Patchs wie zum Beispiel humane Dura, porkine D{\"u}nndarmsubmukosa, oder azellularisiertes Rinderperikard (Lyoplant®). Die Anspr{\"u}che an ein solches Implantat sind hoch und das perfekte Material wurde bis heute noch nicht gefunden. Ideale Eigenschaften sind eine gute Handhabung und N{\"a}hbarkeit, Resorbierbarkeit, Anti-Adh{\"a}sivit{\"a}t zum Intestinum, Stabilit{\"a}t und Elastizit{\"a}t sowie die Transplantatakzeptanz. Ziel dieser Arbeit war die Etablierung bipolarer Polymermembranen zur sicheren und effektiven Therapie kongenitaler Bauchwanddfekten im Rattenmodell. Bei den Polymermembranen handelt es sich um zweischichtige Implantate, welche aus einem Film und einem aufgesponnen Vlies bestehen. Der Film besteht aus dem Resomer LR708, dem linearen PEG-PLA und dem Polyurethan CW1681. Der mittels Electrospinning auf den Film aufgebrachte Vlies ist aus reinem PLA. Die Implantate sind zwischen 20 und 67 µm dick. Als Vergleich diente das bereits im Klein- und Großtiermodell von Meyer et al. etablierte Kollagen-Mesh Lyoplant®. Als Versuchstiere des Experiments dienten n=34 m{\"a}nnliche Wistar Furth Ratten, denen intraoperativ ein 2 x 2 cm großer Bauchwanddefekt zugef{\"u}hrt wurde, der anschließend mit einem gleich großen Patch verschlossen wurde. N=25 Tiere erhielten eine bipolare Polymermebran, n=2 Tiere Lyoplant und n=7 Ratten dienten zur Kontrolle. Nach 21 Tagen fand ein erneuter Eingriff statt. Hierbei wurde das Implantat samt umliegendem Gewebe explantiert und histologisch ausgewertet. Neben der Gewichtszunahme wurden die Ratten auf die Bildung von Hernien und intraabdominellen Adh{\"a}sionen sowie auf histologische Ver{\"a}nderungen untersucht. Von n=34 Ratten verstarben n=9 aus unterschiedlichen Gr{\"u}nden. Alle explantierten Wistar Furth Ratten (n=25) zeigten im dreiw{\"o}chigen postoperativen Verlauf (Δt=3 Wochen) physiologische Gewichtskurven. Alle Ratten mit Polymer-Implantat entwickelten im dreiw{\"o}chigen Verlauf eine abdominelle Hernie sowie Adh{\"a}sionen. Eine Zellinfiltration und Gef{\"a}ßeinsprossung im Sinne einer Neovaskularisation konnte nicht nachgewiesen werden. Die histologische Auswertung ergab eine bindegewebige Ver{\"a}nderung im angren-zenden Gewebe, die zusammen mit der immunhistochemisch gesicherten hohen Anzahl an CD68 positiven Zellen (Makrophagen) einer Immunreaktion {\"u}ber den TH1-Pathway entspricht. Bei fehlender Integration in das Gewebe, kommt dies einer Implantatabstoßung gleich. In den Tieren mit Lyoplant® konnten wir die Ergebnisse von Meyer et al. best{\"a}tigen. Zusammenfassend ist zu sagen, dass die bipolaren Polymermembranen viele Eigenschaften eines idealen biokompatiblen Materials erf{\"u}llen, jedoch aufgrund der fehlenden mechanischen Stabilit{\"a}t nicht zur Therapie von kongenitalen Bauchwanddefekten geeignet sind. Lyoplant® hingegen erwies sich in Bezug auf fehlende Hernienbildung und Adh{\"a}sionen, Gef{\"a}ßeinsprossung und Trans-plantatakzeptanz im Vergleich zu den Polymeren als {\"a}ußerst gut geeignetes Material. Um das operative Ergebnis weiter zu perfektionieren, k{\"o}nnte die Besiedelung des Kollagen-Meshs mit Stammzellen experimentell getestet werden. Inwieweit Lyoplant® dann f{\"u}r die Therapie der kongenitalen Bauchwanddefekte geeignet ist, m{\"u}ssen weitere klinische Studien zeigen.}, subject = {Bauchwand}, language = {de} } @phdthesis{Musacchio2017, author = {Musacchio, Thomas Giuseppe}, title = {ALS und MMN mimics bei Patienten mit BSCL2 Mutationen - eine Erweiterung des klinischen Spektrums der heredit{\"a}ren Spinalparalyse SPG17}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154224}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Die heredit{\"a}re Spinalparalyse SPG17 ist eine autosomal-dominant vererbte Motoneuronerkrankung, welche durch Mutationen im BSCL2 (Seipin) Gen verursacht wird. Klassischerweise {\"a}ußert sich die Krankheit durch eine spastische Paraparese der Beine und Amyotrophie der H{\"a}nde (Silver-Syndrom) oder eine vorwiegend periphere (senso-)motorische Neuropathie. F{\"u}r die vorliegende Arbeit wurden insgesamt sieben Patienten aus vier verschiedenen Familien, bei denen heterozygote Mutationen im BSCL2 Gen nachgewiesen werden konnten, klinisch sowie elektrophysiologisch und molekulargenetisch untersucht. Es gelang hierbei zwei bisher unbekannte ph{\"a}notypische Auspr{\"a}gungen zu beschreiben, welche die Symptomatik und den Verlauf einer Multifokalen Motorischen Neuropathie (MMN) bzw. einer Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) imitieren und hiervon nur durch den genetischen Befund zu unterscheiden sind. Anhand dieser Ergebnisse erfolgte dann nach extensiver Literaturrecherche eine Zusammenfassung aller bisher publizierten F{\"a}lle der SPG17 und eine Einordnung der hier erstbeschriebenen Ph{\"a}notypen in einen Vorschlag zur Erweiterung des bisher verwendeten Klassifikationssystems von BSCL 2 Mutationen.}, subject = {Heredit{\"a}re spastische Spinalparalyse}, language = {de} }