@phdthesis{Feldheim2021, author = {Feldheim, Jonas Alexander}, title = {ATF5-Expression und MGMT-Promotormethylierungs{\"a}nderungen in glialen Tumoren}, doi = {10.25972/OPUS-24320}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-243208}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Die WHO-Klassifikation der Hirntumoren von 2016 ebnete den Weg f{\"u}r molekulare Marker und Therapie-Angriffspunkte. Der Transkriptionsfaktor ATF5 k{\"o}nnte ein solcher sein. Er unterdr{\"u}ckt die Differenzierung von neuronalen Vorl{\"a}uferzellen und wird in Glioblastomen (GBM) {\"u}berexprimiert. Daten zur ATF5-Expression in WHO Grad II Gliomen (LGG) und GBM-Rezidiven sind nur sp{\"a}rlich vorhanden. Daher untersuchten wir 79 GBM, 40 LGG und 10 Normalhirnproben auf ihre ATF5-mRNA- und Proteinexpression mit quantitativer Echtzeit-PCR bzw. Immunhistochemie und verglichen sie mit multiplen, retrospektiv erhobenen klinischen Charakteristika der Patienten. ATF5 war in LGG und GBM verglichen zum Normalhirn sowohl auf mRNA-, als auch Proteinebene {\"u}berexprimiert. Obwohl die ATF5-mRNA-Expression im GBM eine erhebliche Fluktuationsrate zeigte, gab es keine signifikanten Expressionsunterschiede zwischen GBM-Gruppen unterschiedlicher biologischer Wachstumsmuster. ATF5-mRNA korrelierte mit dem Alter der Patienten und invers mit der Ki67-F{\"a}rbung. Kaplan Meier- und Cox-Regressionsanalysen zeigten eine signifikante Korrelation der ATF5-mRNA-Expression mit dem {\"U}berleben nach 12 Monaten sowie dem progressionsfreien {\"U}berleben. Die Methylierung des Promotors der O6-Methylguanin-DNA-Methyltransferase (MGMT) ist ein etablierter Marker in der Therapie des GBMs. Sie ist mit dem therapeutischen Ansprechen auf Temozolomid und dem {\"U}berleben assoziiert. Uns fielen inzidentell Ver{\"a}nderungen der MGMT-Promotormethylierung auf, woraufhin wir den aktuellen Wissensstand mittels einer ausf{\"u}hrlichen Literatur-Metaanalyse zusammenfassten. Dabei fanden wir Ver{\"a}nderungen der MGMT-Promotormethylierung bei 115 der 476 Patienten. Wir schlussfolgern, dass die ATF5-mRNA-Expression als prognostischer Faktor f{\"u}r das {\"U}berleben der Patienten dienen k{\"o}nnte. Da seine in vitro-Inhibition zu einem selektiven Zelltod von Gliomzellen f{\"u}hrte und wir eine {\"U}berexpression in glialen Tumoren nachweisen konnten, zeigt ATF5 Potential als ubiquit{\"a}res Therapieziel in Gliomen. Zum aktuellen Zeitpunkt ergibt sich keine klare Indikation, den klinischen Standard der MGMT-Teststrategie zu ver{\"a}ndern. Trotzdem k{\"o}nnte eine erneute Testung der MGMT-Promotormethylierung f{\"u}r zuk{\"u}nftige Therapieentscheidungen sinnvoll sein und wir regen an, dass dieses Thema in klinischen Studien weiter untersucht wird.}, subject = {Glioblastom}, language = {de} } @phdthesis{Weiss2021, author = {Weiß, Neele}, title = {Bedeutung des MEK5/ERK5-Signalwegs in der zielgerichteten Melanomtherapie}, doi = {10.25972/OPUS-21907}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-219073}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {In dieser Dissertation wird der MEK5/ERK5- Signalweg als m{\"o}glicher Angriffspunkt in der zielgerichteten Melanomtherapie identifiziert. Die Adressierung von ERK5 bietet eine Alternative, um einer Resistenzentwicklung gegen{\"u}ber Inhibitoren des MAPK- Signalwegs entgegenzuwirken. Das maligne Melanom ist ein hochaggressiver Tumor mit steigender Inzidenz. Zunehmende Sonnenstunden im Rahmen des Klimawandels mit erh{\"o}hter Belastung der Haut durch UV-Strahlung werden die Problematik des malignen Melanoms f{\"u}r den Menschen in den n{\"a}chsten Jahren weiter zunehmen lassen. Die Aktivierung des MEK5/ERK5- Signalwegs scheint eine Reaktion von Tumorzellen auf Therapiestress zu sein. Diese Aktivierung liefert den Melanomzellen einen {\"U}berlebensvorteil und verhindert ein langfristiges Therapieansprechen. ERK5 beeinflusst den Zellzyklus von Melanomzellen und ist somit m{\"o}glicherweise von wichtiger Bedeutung in der Tumorgenese des malignen Melanoms. Patienten mit NRAS- Mutation profitieren auffallend weniger von einer gezielten MEKi-Therapie als solche mit BRAF Mutation. F{\"u}r ersteres Patientenkollektiv steht aktuell lediglich die Immuntherapie zur Verf{\"u}gung, wodurch oft nur ein kurzes, progressionsfreies Intervall erreicht werden kann und die Patienten h{\"a}ufig unter schweren Nebenwirkungen leiden. Grund f{\"u}r die problematische Behandlung k{\"o}nnte das h{\"a}ufige Auftreten einer basalen ERK5- Aktivierung in NRAS- mutierten Melanomen sein. Diese Arbeit liefert eine positive Prognose {\"u}ber den Nutzen einer ERK5- Inhibition als Erweiterung des Therapieschemas. Diese These gilt auch f{\"u}r Melanompatienten mit einer BRAF- Mutation. Patienten, die an einem malignen Melanom erkrankt sind, weisen zu 80\% eine Mutation in einem dieser beschriebenen Onkogene auf. Die Arbeit l{\"a}sst darauf schließen, dass eine ERK5- Inhibition in der Therapie von beiden Gruppen erfolgreich sein k{\"o}nnte und somit das Leben nahezu aller Melanompatienten betrifft.}, subject = {Melanom}, language = {de} } @phdthesis{Konrad2021, author = {Konrad, Charlotte}, title = {Biochemische Charakterisierung von cAMP-Gradienten - Einfluss von Phosphodiesterasen}, doi = {10.25972/OPUS-20572}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-205728}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Cyclisches Adenosinmonophosphat ist ein ubiquit{\"a}rer zweiter Botenstoff zahlreicher Signalwege im menschlichen K{\"o}rper. Auf eine Vielzahl verschiedenster extrazellul{\"a}rer Signale folgt jedoch eine Erh{\"o}hung desselben intrazellul{\"a}ren Botenstoffs - cAMP. Nichtsdestotrotz schafft es die Zelle, Signalspezifit{\"a}t aufrecht zu erhalten. Ein anerkanntes, wenn auch bisher unverstandenes Modell, um dieses zu erm{\"o}glichen, ist das Prinzip der Kompartimentierung. Die Zelle besitzt demnach Areale verschieden hoher cAMP-Konzentrationen, welche lokal begrenzt einzelne Signalkaskaden beeinflussen und somit eine differenzierte Signal{\"u}bertragung erm{\"o}glichen. Eine m{\"o}gliche Ursache f{\"u}r die Ausbildung solcher Bereiche geringerer cAMP- Konzentrationen (hier als Dom{\"a}nen bezeichnet), ist die hydrolytische Aktivit{\"a}t von Phosphodiesterasen (PDEs), welche als einzige Enzyme die F{\"a}higkeiten besitzen, cAMP zu degradieren. In dieser Arbeit wird der Einfluss der cAMP-Hydrolyse verschiedener PDEs auf die Gr{\"o}ße dieser Dom{\"a}nen evaluiert und mit denen der PDE4A1 verglichen, welche bereits durch unsere Arbeitsgruppe aufgrund ihrer Gr{\"o}ße als Nanodom{\"a}nen definiert wurden. Der Fokus wird dabei auf den Einfluss von kinetischen Eigenschaften der Phosphodiesterasen gelegt. So werden eine PDE mit hoher Umsatzgeschwindigkeit (PDE2A3) und eine PDE mit hoher Substrataffinit{\"a}t (PDE8A1) verglichen. Mithilfe sogenannter Linker, Abstandshaltern definierter L{\"a}nge, werden zus{\"a}tzlich die Nanodom{\"a}nen ausgemessen, um einen direkten Zusammenhang zwischen Gr{\"o}ße und kinetischer Eigenschaft anzugeben. Die Zusammenschau der Ergebnisse zeigt, dass die maximale Umsatzgeschwindigkeit der Phosphodiesterasen direkt mit der Gr{\"o}ße der Nanodom{\"a}nen korreliert. Durch den unmittelbaren Vergleich der gesamten PDE mit ihrer katalytischen Dom{\"a}ne wird zus{\"a}tzlich der Einfluss von regulatorischen Dom{\"a}nen evaluiert. Es wird gezeigt, dass diese cAMP-Gradienten modulieren k{\"o}nnen. Bei der PDE2A3 geschieht die Modulation u.a. durch Stimulation mit cGMP, welche h{\"o}chstwahrscheinlich dosisabh{\"a}ngig ist und somit graduell verl{\"a}uft. Hiermit pr{\"a}sentieren sich die Dom{\"a}nen als dynamische Bereiche, d.h. sie k{\"o}nnen in ihrer Auspr{\"a}gung reguliert werden. In dieser Arbeit wird die Hypothese best{\"a}tigt, dass Phosphodiesterasen eine wichtige Rolle in der Kompartimentierung von cAMP spielen, die Gruppe jedoch inhomogener ist, als bislang angenommen. Die Gradienten-Bildung l{\"a}sst sich nicht bei jeder Phosphodiesterase darstellen (PDE8A1). Einige Phosphodiesterasen (PDE2A3) jedoch bilden Kompartimente, die durch externe Stimuli in ihrer Gr{\"o}ße reguliert werden k{\"o}nnen. Die Arbeit legt den Grundstein zur breiteren Charakterisierung des spezifischen Einflusses weiterer PDEs auf cAMP-Kompartimentierung, welches nicht nur das Verst{\"a}ndnis der Kompartimentierungs-Strategien voranbringt, sondern auch essentiell f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der Pathophysiologie zahlreicher Krankheitsbilder, aber auch f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis bereits angewandter aber auch potentiell neuer Medikamente ist.}, subject = {Cyclo-AMP}, language = {de} } @phdthesis{Thielen2021, author = {Thielen, Vanessa Elisabeth}, title = {Charakterisierung des Beitrags von \(Pattern-Recognition-Receptors\) bei der Einleitung einer proinflammatorischen Immunantwort gegen den Schimmelpilz \(Rhizopus\) \(arrhizus\)}, doi = {10.25972/OPUS-24940}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-249408}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {W{\"a}hrend der letzten Jahrzehnte ist eine steigende Inzidenz von Infektionen durch Pilze der Ordnung Mucorales zu beobachten. Rhizopus arrhizus ist der h{\"a}ufigste Erreger dieser lebensbedrohlichen Infektionen, die vor allem immunsupprimierte Patienten betreffen. Aufgrund der oft schwierigen Diagnosestellung und limitierter therapeutischer Optionen liegt derzeit die Letalit{\"a}t von Mucormykosen zwischen 50 bis 100 \%. Eine Voraussetzung f{\"u}r die Etablierung neuer Biomarker oder immuntherapeutischer Strategien ist ein verbessertes Verst{\"a}ndnis der immunpathologischen Prozesse bei der Abwehr von Mucorales. In dieser Arbeit wurden daher verschiedene Immunzellpopulationen durch ruhende und ausgekeimte Stadien von R. arrhizus stimuliert und anschließend deren proinflammatorische Immunantwort gemessen. Als Vergleich diente die proinflammatorische Immunantwort der untersuchten Immunzellen nach Stimulation mit Aspergillus fumigatus. Dar{\"u}ber hinaus war es Gegenstand dieser Arbeit, zu charakterisieren welche Pattern Recognition Receptors (PRRs) an der Erkennung von Mucorales durch verschiedene innate Immunzellen beteiligt sind. Zugleich wurde untersucht, ob unterschiedliche Morphotypen der Pilzspezies Auswirkungen auf die Stimulation der jeweiligen PRRs haben. Hierf{\"u}r wurden Koinkubations-Experimente mit neutrophilen Granulozyten sowie Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs), Monozyten und monocyte derived dendritic cells (moDCs) mit verschiedenen Morphotypen von R. arrhizus durchgef{\"u}hrt. Die Rezeptoren TLR2, TLR4 und/oder Dectin-1 wurden dabei durch neutralisierende Antik{\"o}rper oder RNA-Interferenz blockiert. Ausgekeimte Stadien von A. fumigatus sowie R. arrhizus induzierten eine erh{\"o}hte ROS-Freisetzung in Neutrophilen, die durch isolierte oder kombinierte Blockade von TLR2, TLR4 und Dectin-1 abgeschw{\"a}cht wurde. Ebenso wurde die Phagozytoseaktivit{\"a}t neutrophiler Granulozyten gegen{\"u}ber R. arrhizus-Konidien durch Blockade von TLR4 und Dectin-1 deutlich reduziert. Im Gegensatz zu A. fumigatus induzierten sowohl ruhende Konidien als auch ausgekeimte Stadien (Keimschl{\"a}uche und Hyphen) von R. arrhizus eine robuste pro-inflammatorische Zytokinantwort durch moDCs. Nach Inhibition der Dectin-1 Expression durch RNA-Interferenz zeigte sich die Transkription und Sekretion von Interleukin-1β in Gegenwart aller drei untersuchten Morphotypen von R. arrhizus deutlich vermindert (Transkription um 46 bis 68 \% und Sekretion um 75 bis 79 \% vermindert). Diese Ergebnisse legen nahe, dass Dectin-1 ein wichtiger Mediator bei der Einleitung der innaten Immunantwort verschiedener Zelltypen gegen R. arrhizus ist. Diese Beobachtung sollte in weiteren Studien eingehender untersucht werden, z. B. um die Eignung von Dectin-1 als Rezeptor f{\"u}r zelltherapeutische Ans{\"a}tze wie T-Zell-Konstrukte mit chim{\"a}ren Antigen-Rezeptoren zu evaluieren.}, subject = {Pattern-Recognition-Receptors}, language = {de} } @phdthesis{Malsch2021, author = {Malsch, Carolin}, title = {Charakterisierung von Punkt- und Intervallsch{\"a}tzern des gemittelt sequenziellen Populations-assoziierten Risikoanteils in der Epidemiologie kardiovaskul{\"a}rer Erkrankungen}, doi = {10.25972/OPUS-23816}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-238161}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Zielsetzung Die Entwicklung von Pr{\"a}ventionsstrategien zur Senkung der Morbidit{\"a}t und Mortalit{\"a}t aufgrund von kardiovaskul{\"a}ren Erkrankungen (KVE) in der Bev{\"o}lkerung stellt eine Hauptaufgabe der Epidemiologie und Public Health Forschung dar. In den vergangenen 20 Jahren r{\"u}ckte die Hochrisikopr{\"a}vention im Zuge der Weiterentwicklung der Scoringsysteme f{\"u}r das KVE Hochrisiko-Screening in den Fokus der Leitlinien zur KVE Pr{\"a}vention. Jedoch sind die gr{\"o}ßten Erfolge aus einer komplement{\"a}ren Strategie aus Hochrisiko- und Populationspr{\"a}vention mit Priorit{\"a}t auf der Reduktion der Exposition von Risikofaktoren f{\"u}r KVE in der gesamten Population zu erwarten. Die Grundvoraussetzung f{\"u}r die Entwicklung effizienter, populationsweiter Pr{\"a}ventionsprogramme ist das Verst{\"a}ndnis einerseits der Rolle von Risikofaktoren bei der Krankheitsentstehung und andererseits der Bedeutung der Risikofaktoren auf Populationsebene. Der Populations-assoziierte Risikoanteil (PAF) ist das bevorzugte statistische Maß zur Quantifizierung des Effekts von Risikofaktoren auf Populationsebene, da er neben der Effektst{\"a}rke eines Risikofaktors auch dessen Pr{\"a}valenz ber{\"u}cksichtigt. In der Praxis erfolgt die Berechnung des PAF in multifaktoriellen Situationen mithilfe von Adjustierungsans{\"a}tzen oder Partialisierungsans{\"a}tzen. Partialisierungsans{\"a}tze, zu denen auch der gemittelt sequenzielle PAF (gsPAF) geh{\"o}rt, erf{\"u}llen die Additivit{\"a}tseigenschaft. Insbesondere der gsPAF kommt daher in der praktischen Anwendung zunehmend h{\"a}ufiger zum Einsatz. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Charakterisierung des gsPAF am Beispiel der Epidemiologie von KVE. Methoden In Projekt 1 erfolgt die theoretische Abgrenzung des gsPAF von anderen Adjustierungs- und Partialisierungsverfahren in Bezug auf Intention, Definition, Modellvoraussetzungen und -annahmen und Interpretation. Diese verschiedenen Konzepte werden in einer einheitlichen mathematischen Symbolik dargestellt, um das Verst{\"a}ndnis zu erleichtern und Abweichungen in den Definitionen hervorzuheben. Anschließend wird in Projekt 2 der praktische Vergleich von modellbasierten Punktsch{\"a}tzern vorgenommen. Im Rahmen der Sekund{\"a}ranalyse der ProsCIS-Studie {\"u}ber den Populationseinfluss von Risikofaktoren auf schlechtes Outcome nach Schlaganfall werden dem gsPAF ein additiver und ein multiplikativer Adjustierungsansatz gegen{\"u}bergestellt und die Sch{\"a}tzergebnisse hinsichtlich {\"U}bereinstimmung der Gr{\"o}ßenordnung und Rangfolgen analysiert. In Projekt 3 werden im Rahmen einer Simulationsstudie nach dem proof-of-concept-Prinzip die asymptotischen Eigenschaften existierender modellfreier und modellbasierter Sch{\"a}tzer des gsPAF in Verbindung mit resamplingbasierten Konfidenzsch{\"a}tzern in einer Situation mit einem bin{\"a}ren Outcome und drei bin{\"a}ren Risikofaktoren unter insgesamt 296 Modellsituationen charakterisiert. Dabei wird die Abh{\"a}ngigkeit von der Stichprobengr{\"o}ße, der Pr{\"a}valenz des Outcomes, der Pr{\"a}valenz und Effektst{\"a}rke der Risikofaktoren, der stochastischen Abh{\"a}ngigkeit der Risikofaktoren und ihrer Effekte auf das Outcome, der Vollst{\"a}ndigkeit des statistischen Modells sowie des Outcome-Mechanismus untersucht. Abschließend erfolgt in Projekt 4 die Demonstration der gsPAF-Sch{\"a}tzung exemplarisch im Rahmen der Sekund{\"a}ranalyse des deutschen Arms der EUROASPIRE IV-Studie. Hier wird der Einfluss von Baselinefaktoren auf das Auftreten rekurrenter kardiovaskul{\"a}rer Ereignisse nach erstmaliger Hospitalisierung auf Populationsebene modelliert. Die Ergebnisse werden anschließend einer umfassenden Methodenkritik unterzogen. Dazu wird die Modellanpassung der Regressionsmodelle {\"u}berpr{\"u}ft, die Performanz der gsPAF-Sch{\"a}tzung mit Hilfe der zuvor entwickelten Simulationsstudie evaluiert, eine exemplarische Stichprobenumfangsplanung durchgef{\"u}hrt sowie die Angemessenheit der Modellannahmen des gsPAF diskutiert. Ergebnisse \%Die M{\"o}glichkeiten der statistischen Modellierung von PAF sind nahezu unbegrenzt. Projekt 1: Adjustierungs- und Partialisierungsmethoden beantworten verschiedene Fragestellungen. Dies resultiert aus dem unterschiedlichen Umgang beider Methoden mit Subgruppen, die bez{\"u}glich mehrerer Risikofaktoren gleichzeitig exponiert sind, und f{\"u}hrt infolgedessen auch zu unterschiedlichen Interpretationen. Der PAF beschreibt den Anteil an der Ereigniswahrscheinlichkeit, der mit dem Vorliegen eines Risikofaktors assoziiert ist. F{\"u}r den gsPAF muss zus{\"a}tzlich betont werden, dass der Effekt in Subgruppen mit mehreren Risikofaktoren auf additive Weise zerlegt und der Anteil des Zusammenwirkens der beteiligten Risikofaktoren (Surplus) zu gleichen Anteilen den Risikofaktoren zugewiesen wird. Dahinter steckt die Annahme, dass dieser Teil nur durch das Zusammenwirken {\"u}berhaupt entstehen konnte, wof{\"u}r beide Risikofaktoren gleichermaßen verantwortlich gemacht werden. Im Gegensatz zu Adjustierungsmethoden erf{\"u}llen Partialisierungsmethoden zwar die Additivit{\"a}tseigenschaft, gehen jedoch gleichzeitig mit spezifischen Modellannahmen einher, die Kenntnisse {\"u}ber die kausalen Verl{\"a}ufe der Risikofaktoren voraussetzen. Im Falle des gsPAF ist dies die Annahme, dass unter den betrachteten Risikofaktoren keine hierarchischen Abh{\"a}ngigkeiten herrschen. Die theoretische Basis des gsPAF ist derzeit nur f{\"u}r dichotome Outcomes umfangreich erarbeitet und deckt hier alle Anspr{\"u}che f{\"u}r den Praxiseinsatz ab: Modellfreie und modellbasierte Punktsch{\"a}tzer, zugeh{\"o}rige Varianzsch{\"a}tzer mit und ohne Ber{\"u}cksichtigung von St{\"o}rgr{\"o}ßen und Konfidenzsch{\"a}tzer stehen zur Verf{\"u}gung. Mathematische Eigenschaften wie Symmetrie, Dummyeigenschaft, Additivit{\"a}t und (internen) marginalen Rationalit{\"a}t des gsPAF und anderer Partialisierungsans{\"a}tze wurden er{\"o}rtert. Die verf{\"u}gbare Software stellt derzeit nur Ausschnitte des Methodenspektrums zur Sch{\"a}tzung des gsPAF bereit und ist deshalb f{\"u}r den Einsatz in der empirischen Forschung zu KVE nur begrenzt n{\"u}tzlich. Eine erfolgreiche und effiziente Recherche zum gsPAF wird durch die uneinheitliche Verwendung der Fachtermini ''partieller'' und ''gemittelt sequenzieller'' PAF erschwert. Projekt 2: Der Vergleich von Ergebnissen aus einem Adjustierungsansatz mit Ergebnissen aus einem Partialisierungsansatz ist {\"u}ber den kombinierten PAF m{\"o}glich, da der unterschiedliche Umgang mit Subgruppen, die bez{\"u}glich mehrerer Risikofaktoren gleichzeitig exponiert sind, nicht zum Tragen kommt, solange nur der kombinierte Risikofaktor im statistischen Modell ber{\"u}cksichtigt wird. Anhand des Datenbeispiels der ProsCIS-Studie wurde f{\"u}r diesen Parameter keine Abweichung der Ergebnisse des multiplikativen Ansatzes (Faktor 1,0) und nur eine geringe Abweichung des additiven Ansatzes (Faktor 1,1) vom gsPAF beobachtet. Die Gr{\"o}ßenordnungen der Sch{\"a}tzwerte einzelner Risikofaktoren sowie deren Summe sind zwischen Adjustierungs- und Partialisierungsmethoden nicht vergleichbar. Die Ergebnisse aus dem multiplikativen Regressionsmodell weichen bis zu einem Faktor von 1,3 von den Sch{\"a}tzwerten des gsPAF ab. Die Abweichungen aus dem additiven Regressionsmodell gehen deutlich dar{\"u}ber hinaus. Der gsPAF liefert nahezu additive Sch{\"a}tzergebnisse, w{\"a}hrend die Summe der risikofaktorspezifischen Sch{\"a}tzwerte aus den beiden Adjustierungsmethoden den kombinierten PAF {\"u}bersteigt. Im Gegensatz zu vorangegangenen Studien wird die Rangfolge der Risikofaktoren im Datenbeispiel nicht wesentlich von der Sch{\"a}tzmethode beeinflusst. Projekt 3: Die Simulationsstudie charakterisiert die modellfreien und modellbasierten Punktsch{\"a}tzer des gsPAF und belegt deren Konsistenz und (asymptotische) Erwartungstreue, sofern das statistische Modell korrekt spezifiziert ist. Es zeigt sich, dass in kleinen Stichproben oder bei kleinen Ereigniswahrscheinlichkeiten der modellbasierte Sch{\"a}tzer erwartungstreu und damit dem modellfreien Sch{\"a}tzer {\"u}berlegen ist. Die Berechnungszeit des modellbasierten Sch{\"a}tzers steigt jedoch superlinear mit steigender Stichprobengr{\"o}ße und mit steigender Anzahl von Variablen im Regressionsmodell an. Resamplingbasierte Methoden wie Bootstrap Normal, Perzentil und Jackknife eignen sich f{\"u}r die Sch{\"a}tzung von Konfidenzintervallen des gsPAF. Auch hier ist ein superlinearer Anstieg der Berechnungszeit insbesondere in Verbindung mit dem modellbasierten Sch{\"a}tzer mit steigender Stichprobengr{\"o}ße und mit steigender Anzahl der Risikofaktoren im statistischen Modell zu beobachten. Biologische Interaktionen von Risikofaktoren im Outcome-Mechanismus ver{\"a}ndern die Wahrscheinlichkeit f{\"u}r Ereignisse in Subgruppen mit mehreren Risikofaktoren weg von einem stochastisch unabh{\"a}ngigen und hin zu einem stochastisch abh{\"a}ngigen Szenario. Diese Ereigniswahrscheinlichkeiten werden durch die Anpassung der Parameter im bin{\"a}r-logistischen Regressionsmodell angen{\"a}hert. Modelle ohne Interaktionsterme repr{\"a}sentieren aus statistischer Sicht immer einen Outcome-Mechanismus mit stochastischer Abh{\"a}ngigkeit. Interaktionsterme sind nur dann als biologische Interaktionen zu interpretieren, wenn der biologische Outcome-Mechanismus korrekt durch die logistische Regressionsfunktion beschrieben wird. Anderenfalls dienen die Interaktionsterme nur der Modellanpassung und spiegeln nicht die An- oder Abwesenheit biologischer Interaktionen wider. Die Vernachl{\"a}ssigung von relevanten Interaktionstermen f{\"u}hrt zu ernstzunehmenden Verzerrungen der Modellparameter und infolgedessen zu stark verzerrten gsPAF-Sch{\"a}tzungen. Dies ist jedoch durch eine gewissenhafte {\"U}berpr{\"u}fung der Modellanpassung w{\"a}hrend der Auswertung vermeidbar. Grunds{\"a}tzlich liefert die modellbasierte Sch{\"a}tzung des gsPAF mit allen Interaktionstermen immer unverzerrte Ergebnisse. Die ben{\"o}tigte Stichprobengr{\"o}ße f{\"u}r eine aussagekr{\"a}ftige Sch{\"a}tzung des gsPAF {\"u}bersteigt die f{\"u}r relative Maße und steigt mit der Anzahl zu betrachtender Variablen im Modell und mit sinkender Pr{\"a}valenz des Outcomes an. W{\"a}hrend f{\"u}r den PAF steigende Effektgr{\"o}ßen der Risikofaktoren die ben{\"o}tigte Stichprobengr{\"o}ße verkleinern, wurde in der Simulationsstudie ein umgekehrter Zusammenhang f{\"u}r den gsPAF beobachtet. Projekt 4: Die in den Projekten 1 und 3 gewonnenen Erkenntnisse wurden im Rahmen der Datenanalyse der EUROASPIRE IV-Studie am Praxisbeispiel untersucht und diskutiert. Das Regressionsmodell ohne Interaktionsterme lieferte verzerrte gsPAF-Sch{\"a}tzungen, was durch die Ber{\"u}cksichtigung von Interaktionstermen korrigiert werden konnte. Die resamplingbasierten Konfidenzintervalle {\"u}berdeckten große Teile des Wertebereiches des gsPAF und liefern somit keine n{\"u}tzlichen Informationen f{\"u}r die epidemiologische Interpretation der Studienergebnisse. Die Validierung der gsPAF-Sch{\"a}tzungen mit Hilfe der Simulationsstudie machte auf die mangelnde Performanz der Punkt- und Konfidenzintervalle aufgrund der verh{\"a}ltnism{\"a}ßig kleinen Stichprobengr{\"o}ße f{\"u}r die betrachtete Anzahl der Risikofaktoren aufmerksam. Die ben{\"o}tigte Stichprobengr{\"o}ße f{\"u}r eine performante Sch{\"a}tzung des gsPAF in einer Datensituation wie in der EUROASPIRE IV-Studie beobachtet wurde mit Hilfe der Simulationsstudie ermittelt. Dabei wurde deutlich, dass etwa das Zehnfache der vorliegenden Stichprobengr{\"o}ße ben{\"o}tigt w{\"u}rde, um den modellfreien Sch{\"a}tzer des gsPAF zusammen mit resamplingbasierten Konfidenzintervallen mit einer ausreichenden Performanz sch{\"a}tzen zu k{\"o}nnen. Da unter den in EUROASPIRE IV betrachteten Risikofaktoren hierarchische Abh{\"a}ngigkeiten vorliegen k{\"o}nnten, sind die Voraussetzungen f{\"u}r die Sch{\"a}tzung des gsPAF nicht erf{\"u}llt. Anstelle des gsPAF k{\"o}nnte im vorliegenden Beispiel ein adjustierter Sch{\"a}tzer zum Einsatz kommen, oder, sofern gen{\"u}gend Informationen {\"u}ber die kausalen Zusammenh{\"a}nge unter den Risikofaktoren vorliegen, auch sequenzielle oder proportionale Partialisierungsans{\"a}tze. Die durchgef{\"u}hrte Methodenkritik in Projekt 4 erm{\"o}glicht es, weitere Schritte zur Steigerung der Aussagekraft der Studienergebnisse zu unternehmen, beispielsweise durch die Wahl geeigneter statistischer Methoden und die Erh{\"o}hung des Stichprobenumfangs. Schlussfolgerungen Die Grundvoraussetzungen f{\"u}r die Gewinnung qualitativ hochwertiger Daten sind bekanntermaßen die Wahl eines der Forschungsfrage angemessenen Studiendesigns sowie die sorgf{\"a}ltige Studienplanung. Aufgrund der hohen Anzahl der Risikofaktoren und St{\"o}rgr{\"o}ßen f{\"u}r kardiovaskul{\"a}re Erkrankungen sowie der Komplexit{\"a}t ihrer kausalen Verl{\"a}ufe erfordern Beobachtungsstudien zu KVE große Stichproben, um eine unverzerrte und valide Sch{\"a}tzung der Effekte von Risikofaktoren zu erm{\"o}glichen. Doch die gewonnenen Erkenntnisse eignen sich nur dann f{\"u}r Schlussfolgerungen im epidemiologischen und Public Health Kontext dann, wenn auch die statistische Analyse der Studiendaten mit einer ebenso hohen Qualit{\"a}t erfolgt. Eine qualitativ hochwertige Datenanalyse zeichnet sich aus durch (1) die Auswahl der statistischen Methoden passend zur Forschungsfrage, (2) die Ber{\"u}cksichtigung aktueller methodischer Forschungsergebnisse, (3) die sorgf{\"a}ltige {\"U}berpr{\"u}fung der Modellannahmen und Modellanpassung, (4) die Sicherstellung und {\"U}berpr{\"u}fung einer guten Performanz der Punkt- und Konfidenzsch{\"a}tzer und (5) die realistische Interpretation der Ergebnisse unter Ber{\"u}cksichtigung der Modellvoraussetzungen und -annahmen. Ein gewissenhafter Umgang mit den statistischen Methoden ist erforderlich, um belastbare Schlussfolgerungen aus Beobachtungsstudien ziehen zu k{\"o}nnen. Dies gilt insbesondere im Kontext von Sekund{\"a}rdatenanalysen, die einen betr{\"a}chtlichen Anteil der Publikationen darstellen. Simulationsstudien sind ein schlagkr{\"a}ftiges Werkzeug f{\"u}r die Validierung der verwendeten statistischen Methoden und erm{\"o}glichen die Einsch{\"a}tzung des Informationsgehaltes von Analyseergebnissen. Sie sind ausgesprochen flexibel und lassen sich an beliebige Datensituationen anpassen. Das macht sie zu einem unverzichtbaren Qualit{\"a}tskriterium f{\"u}r die Publikation empirischer Studien. Jeder Validierungsschritt tr{\"a}gt wesentlich zu einer verbesserten Qualit{\"a}t der Publikationen bei. Damit entsteht eine solide Basis, um die kausalen Verl{\"a}ufe der Risikofaktoren aufzudecken und die Entwicklung von Pr{\"a}ventionsprogrammen zur Verbesserung des Gesundheitsstatus in der Population durch Reduktion der Morbidit{\"a}t und Mortalit{\"a}t von KVE voranzubringen.}, language = {de} } @phdthesis{Bluemel2021, author = {Bl{\"u}mel, Rabea}, title = {Der Zebrab{\"a}rbling (Danio rerio) als in vivo Modell zur Untersuchung der Entstehung von Kraniosynostosen}, doi = {10.25972/OPUS-20743}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-207436}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Die Entwicklung des Sch{\"a}deldachs beginnt beim Menschen bereits in der fr{\"u}hen Embryogenese und ist erst im Erwachsenenalter abgeschlossen. Das Wachstum der Sch{\"a}delknochen muss sich w{\"a}hrend der Entwicklung fortw{\"a}hrend dem Gehirnwachstum anpassen. An den Stellen, wo zwei Sch{\"a}delknochen aufeinandertreffen, formen sich Sch{\"a}deln{\"a}hte, die aus mesenchymalem Bindegewebe bestehen und als Wachstumsfugen des Sch{\"a}dels dienen. Tritt eine fr{\"u}hzeitige Verkn{\"o}cherung innerhalb einer oder mehrerer Sch{\"a}deln{\"a}hte auf, spricht man von einer Kraniosynostose. Als Konsequenz wird ein weiteres Knochenwachstum verhindert, sodass sich das Neurokranium in dieser Region nicht dem expansiven Wachstum des Gehirns anpassen kann. Dies geht in der Regel mit einem kompensatorischen Wachstum des Sch{\"a}dels und infolgedessen mit kraniofazialen Dysmorphien und einem erh{\"o}hten intrakraniellen Druck einher. Klinische Studien und Forschungen an Modellorganismen konnten bereits eine Vielzahl an Genen mit der Entstehung von Kraniosynostosen assoziieren, darunter die Transkriptionsfaktoren TCF12 und TWIST1. Beim Menschen sind heterozygote Mutationen in TCF12 und TWIST1 mit Kraniosynostosen der Koronarnaht assoziiert. Bei M{\"a}usen hingegen f{\"u}hrt eine heterozygote Tcf12 Mutation nur in Kombination mit einer heterozygoten Twist1 Mutation zu Fusionen der Koronarnaht. Der Zebrab{\"a}rbling (Danio rerio, {\"u}berwiegend auch Zebrafisch genannt) weist eine bemerkenswerte {\"A}hnlichkeit bez{\"u}glich der Anatomie und Morphologie des Sch{\"a}deldachs zum Menschen auf. Um die genaue Funktion von TCF12 bei der Ausbildung der Sch{\"a}deln{\"a}hte zu untersuchen, wurde im Rahmen dieser Arbeit der Zebrafisch als in vivo Modell f{\"u}r die Entstehung tcf12-induzierter Kraniosynostosen etabliert. Zu Beginn der Arbeit wurde das Expressionsmuster von tcf12 {\"u}ber die Entwicklung hinweg analysiert. Ein besonderer Fokus lag dabei auf einem Expressionsnachweis w{\"a}hrend der Entwicklung der Sch{\"a}delplatten und der Sch{\"a}deln{\"a}hte. Ein erster Expressionsnachweis von tcf12 mittels PCR-Analysen und Whole-mount RNA in-situ Hybridisierungen zeigte eine breite Expression von tcf12 ab dem 1-3 Somiten Stadium an. F{\"u}r tiefergehende in vivo Analysen wurden im Zuge dieser Arbeit tcf12:EGFP Reportergenlinien generiert. Mit diesen gelang ein Nachweis der tcf12 Expression entlang der Wachstumsfronten der Sch{\"a}delplatten, innerhalb der Sch{\"a}deln{\"a}hte sowie im Periost und der Dura mater. Mit den tcf12:EGFP Fischen als Referenz wurde in weiterf{\"u}hrenden Experimenten die Aktivit{\"a}t drei hochkonservierter CNEs (engl. conserved non-coding elements) in vivo im Zebrafisch untersucht. Zwei der CNEs konnten als tcf12 Enhancer verifiziert werden, die eine Genexpression w{\"a}hrend der Neurogenese des zentralen Nervensystems (ZNS) steuern. Die beiden Enhancer-Elemente zeichnen sich durch eine hohe Konservierung vom Menschen bis hin zum Zebrafisch aus. Aufgrund der unterschiedlichen Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber einem Funktionsverlust von TCF12 und TWIST1 in Mensch und Maus sollte die Auswirkung eines Knockouts der orthologen Gene auf die Entwicklung der Sch{\"a}deln{\"a}hte des Zebrafisches untersucht werden. Mittels CRISPR/Cas9 wurden verschiedene Knockout-Linien f{\"u}r die Gene tcf12, twist1a und twist1b generiert. Analysen der Knockoutmutanten zeigten, dass ein heterozygoter Verlust von tcf12 und twist1b in seltenen F{\"a}llen zu partiellen Fusionen der Koronarn{\"a}hte im Zebrafisch f{\"u}hrt. Des Weiteren konnte bei tcf12 und twist1b Einzel- und Doppelmutanten ein abnormes Wachstum der Sch{\"a}delplatten im Bereich der Suturen beobachtet werden. Die Expressionsstudien und die Analysen der Knockoutmutanten deuten auf eine Regulation von TCF12 bei der Differenzierung der Stammzellen sowie der Proliferation der Osteoblasten innerhalb der Sch{\"a}deln{\"a}hte hin. Um die Auswirkung von TCF12 Mutationen auf funktioneller Ebene zu untersuchen wurden im Verlauf dieser Arbeit Luciferase-Reporter Assays durchgef{\"u}hrt. Anhand dieser konnte nachgewiesen werden, dass Mutationen, die die basic helix-loop-helix (bHLH)-Dom{\"a}ne beeintr{\"a}chtigen, die Transaktivierungsf{\"a}higkeit von TCF12 aufheben. Co-Transfektions-Experimente mit TWIST1 offenbarten eine Regulation der Transaktivierung von TCF12 durch TWIST1, sowohl im Menschen, als auch im Zebrafisch. Im Rahmen dieser Arbeit konnten die genauen Expressionsorte von TCF12 w{\"a}hrend der Morphogenese des Sch{\"a}deldachs nachgwiesen und die Funktion von TCF12 und seinem Interaktionspartner TWIST1 bei der Entstehung von Kraniosynostosen weiter aufgekl{\"a}rt werden.}, subject = {Kraniosynostose}, language = {de} } @phdthesis{Auth2021, author = {Auth, Charlotte Sophie}, title = {Die Auswirkungen von Tph2-Defizienz und negativen fr{\"u}hen Umwelterfahrungen auf Angstverhalten in weiblichen M{\"a}usen}, doi = {10.25972/OPUS-23948}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-239488}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Angsterkrankungen geh{\"o}ren zu den am weitesten verbreiteten psychischen Erkrankungen und stellen eine betr{\"a}chtliche soziale und wirtschaftliche Herausforderung f{\"u}r unsere Gesellschaft dar. Aversive fr{\"u}he Erfahrungen sind ein bekannter Risikofaktor f{\"u}r die Entwicklung verschiedener psychischer Erkrankungen, insbesondere Angstst{\"o}rungen. W{\"a}hrend der fr{\"u}hen Entwicklung findet die Programmierung der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden- (HHN)-Achse, die die Aussch{\"u}ttung des Stresshormons Cortisol in Menschen bzw. Corticosteron in M{\"a}usen steuert, statt. Wenn Individuen in dieser kritischen Phase Stress ausgesetzt sind, wird die regelrechte Ausbildung der HHN-Achse gest{\"o}rt, was zu dysregulierten Verhaltensantworten auf Stressreize im sp{\"a}teren Leben f{\"u}hren kann. Das Serotonin (5-HT)-System als eines der ausgedehntesten Neurotransmittersysteme ist an der Vermittlung der Effekte von fr{\"u}her Stressexposition auf angst{\"a}hnliche Verhaltensweisen beteiligt. Das Ziel dieser Studie ist es, die Interaktion zwischen genetischer Pr{\"a}disposition und negativen Einfl{\"u}ssen in fr{\"u}hen Entwicklungsstadien auf die Ausbildung von Angstverhalten im Erwachsenenalter n{\"a}her zu beleuchten. In dieser Studie wurden Tryptophanhydroxylase 2 (Tph2)-defiziente weibliche M{\"a}use als Modell f{\"u}r ein lebenslanges konstitutives 5-HT Synthesedefizit im zentralen Nervensystem verwendet. Nachkommen dieser Mauslinie wurden im fr{\"u}hen Lebensalter Maternaler Separation (MS), d.h. einem m{\"u}tterlichen Trennungsparadigma, unterzogen und im Erwachsenenalter im „Open field" (OF) oder in der „Dark-light box" (DLB) getestet. Im Anschluss an die Verhaltensexperimente wurde die neuronale Aktivierung immunhistochemisch durch Darstellung des fr{\"u}hzeitig auftretenden Genprodukts c-Fos bestimmt. In der DLB zeigten homozygot Tph2-defiziente M{\"a}use eine verringerte motorische Aktivit{\"a}t im hellen Kompartiment, und dieser Effekt konnte durch MS normalisiert werden. Zus{\"a}tzlich verst{\"a}rkte MS bei diesem Genotyp das Auftreten von fluchtartigen Spr{\"u}ngen. Im OF hat MS fluchtartige Verhaltensweisen in homo- und heterozygoten Tph2-defizienten M{\"a}usen bef{\"o}rdert. Beide Verhaltenstests f{\"u}hrten zu spezifischen neuronalen Aktivierungsmustern, die mithilfe von c-Fos- Immunhistochemie ausgewertet wurden. Die Durchf{\"u}hrung des DLB-Tests f{\"u}hrte in Abh{\"a}ngigkeit vom Vorhandensein von Tph2 zur Aktivierung des paraventrikul{\"a}ren Kerns des Hypothalamus (PVN) und der basolateralen Amygdala (BL), wohingegen die Exposition gegen{\"u}ber dem OF-Test zu einer Aktivierung der lateralen Amygdala (La) in Tieren, die einem m{\"u}tterlichen Trennungsparadigma unterzogen wurden, sowie einer Aktivierung des ventrolateralen (VLPAG) und dorsolateralen (DLPAG) periaqu{\"a}duktalen H{\"o}hlengraus in Abh{\"a}ngigkeit von Tph2 und MS f{\"u}hrte. Zusammenfassend weisen die Ergebnisse dieser Studie darauf hin, dass MS aktive Verhaltensantworten auf aversive Reize in Abh{\"a}ngigkeit vom Vorhandensein von 5-HT im Gehirn f{\"o}rdert. Diese Effekte k{\"o}nnten durch die spezifische Aktivierung von mit Angstverhalten in Zusammenhang stehenden Gehirnregionen w{\"a}hrend der Verhaltensexperimente vermittelt werden.}, subject = {Angst}, language = {de} } @phdthesis{Lippert2021, author = {Lippert, Malte}, title = {Die Rolle von CD84 in der Immunzellrekrutierung der Atherosklerose}, doi = {10.25972/OPUS-22924}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-229249}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {CD84 ist ein Transmembran-Glykoprotein vom Typ 1, welches ein Mitglied der Familie der SLAM 5 ist. Es ist ein homophiles Adh{\"a}sionsmolek{\"u}l, das von unterschiedlichen Immunzellpopulationen exprimiert wird, einschließlich Monozyten, Makrophagen, Granulozyten, T-Zellen, dendritischen Zellen und Mastzellen, die im Zusammenhang mit der Entstehung der Atherosklerose stehen. Um die funktionelle Bedeutung von CD84 in der Pathogenese der Atherosklerose bestimmen zu k{\"o}nnen, wurden CD84-/- M{\"a}use mit ApoE-/- M{\"a}usen gekreuzt, um Tiere zu erhalten, die CD84-defizient und anf{\"a}llig f{\"u}r Atherosklerose waren. Die Bedeutung dieses Molek{\"u}ls f{\"u}r die Atherogenese sowie f{\"u}r die Adh{\"a}sion, Transmigration, Immunzellrekrutierung allgemein und Integrinexpression und -aktivierung wurde im Mausmodell in vivo und in vitro untersucht. Nach acht und 16 Wochen pro-atherogener, fettreicher Western-Type Di{\"a}t waren die Auspr{\"a}gung der atherosklerotischen L{\"a}sionen in der Aortenwurzel, sowie deren Gehalt an Makrophagen in den ApoE-/-.CD84-/- Tieren im Vergleich zu den ApoE-/- Kontrolltieren signifikant vermindert. Weiter zeigten die Ergebnisse, dass die Viabilit{\"a}t von Makrophagen, denen CD84 fehlte, in vitro nicht ver{\"a}ndert war. Der Einfluss von CD84 auf die akute Immunzellrekrutierung wurde mittels verschiedener in vivo und in vitro Experimente untersucht. Eine verminderte Rekrutierung von CD84-/- proinflammatorischer Ly6Chigh Monozyten konnte in vivo im Rahmen des Hintergliedmaßen-Isch{\"a}miemodells festgestellt werden, nicht hingegen im Air pouch-Modell. Es konnte weiterhin weder eine Ver{\"a}nderung der Adh{\"a}sion und chemotaktischen Transmigration von Monozyten in vitro noch der Immunzellrekrutierung in atherosklerotische L{\"a}sionen in Ldlr-/- M{\"a}usen in vivo bei Abwesenheit von CD84 festgestellt werden. Dar{\"u}ber hinaus konnte gezeigt werden, dass CD84 zwar keine Bedeutung f{\"u}r die Integri-nexpression auf Monozyten hat, jedoch f{\"u}r die ad{\"a}quate Aktivierung von LFA-1 auf T-Zellen. Diese Arbeit tr{\"a}gt summa summarum zum verbesserten Verst{\"a}ndnis des Prozesses der Atherogenese sowie der funktionellen Bedeutung von CD84 innerhalb dieses Prozesses sowie im Rahmen der Immunzellrekrutierung und Integrinaktivierung bei. Diese Erkenntnisse k{\"o}nnten in Zukunft dabei helfen, durch die Entwicklung neuer phar-makologischer Therapieans{\"a}tze, spezifischer in von CD84 mitregulierte inflammatorische Prozesse, wie die Atherosklerose, einzugreifen. Dies k{\"o}nnte im Zusammenspiel mit Forschungsarbeiten gelingen, die weitere pr{\"a}zise Erkenntnisse zu spezifischen funktionellen Eigenschaften von CD84 hinsichtlich der Im-munzellrekrutierung und Integrinaktivierung liefern.}, subject = {Arteriosklerose}, language = {de} } @phdthesis{Kirchner2021, author = {Kirchner, Juliane}, title = {Die Ver{\"a}nderungen der Tight Junction-Proteine der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke in einem neuropathischen Schmerzmodell bei Ratten}, doi = {10.25972/OPUS-22263}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-222634}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Neuropathische Schmerzen treten in der klinischen Praxis h{\"a}ufig auf und beeintr{\"a}chtigen in hohem Maße die Lebensqualit{\"a}t der Patienten. Bedingt durch eine Sch{\"a}digung somatosensorischer Nervenstrukturen im peripheren oder zentralen Nervensystem ist der Schmerz meist durch eine Allodynie, Hyperalgesie oder einschießende Schmerzen charakterisiert. Diese Symptome lassen sich durch g{\"a}ngige Schmerzmittel kaum lindern. In j{\"u}ngerer Zeit r{\"u}ckte die Blut-R{\"u}ckenmarkschranke immer mehr in den Fokus verschiedener Untersuchungen, da auch einige nicht-schmerzhafte Erkrankungen (z.B. Multiple Sklerose und Amyotrophe Lateralsklerose) zur Ver{\"a}nderung dieser Barriere mit folgender Permeabilit{\"a}tserh{\"o}hung durch reduzierte Tight Junction-Protein-Expression f{\"u}hren. Die Blut- R{\"u}ckenmarkschranke dichtet Gef{\"a}ße des R{\"u}ckenmarks ab und verhindert das Eindringen toxischer oder proanalgetischer Mediatoren in das zentrale Nervensystem. Daf{\"u}r ist die Funktion der Tight Junction-Proteine zur Aufrechterhaltung dieser Barriere essentiell. Dennoch konnte die Rolle der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke bei Neuropathie noch nicht vollst{\"a}ndig er{\"o}rtert werden. Die Untersuchungen meiner Arbeitsgruppe konnten bereits zeigen, dass eine lockere Ligatur des N. ischiadicus bei Ratten (CCI; chronic constriction injury) zur Entwicklung einer thermischen und mechanischen Hyperalgesie sowie eingeschr{\"a}nkten motorischen Funktionen f{\"u}hrt. Zudem konnte eine St{\"o}rung der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke nach einer CCI nachgewiesen werden, da es Tracern unterschiedlicher molekularer Gr{\"o}ße m{\"o}glich war das R{\"u}ckenmark zu penetrieren. Daher sollte im Rahmen dieser Dissertation untersucht werden, inwieweit es zu einer Ver{\"a}nderung unterschiedlicher Tight Junction-Proteine nach peripherer Nervenverletzung (CCI) kommt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass eine CCI zu einer Herabregulation der mRNA-Expression von Claudin-1, Claudin-19, Tricellulin und Occludin im R{\"u}ckenmark f{\"u}hrt, wobei diese Ver{\"a}nderungen insbesondere 7 und 14 d nach der CCI auftraten. Die membran{\"a}re Expression dieser Proteine im R{\"u}ckenmark blieb bis auf Occludin unver{\"a}ndert, das 7 d nach der CCI signifikant reduziert war. Am deutlichsten waren jedoch Claudin-5 und ZO-1 ver{\"a}ndert. Folglich vermindert eine CCI signifikant die Claudin-5-mRNA sowie die Immunreaktivit{\"a}t in isolierten Kapillaren des R{\"u}ckenmarks. Das Ankerprotein ZO-1 war sogar auf allen Ebenen, also in der Genals auch Proteinexpression, und dar{\"u}ber hinaus in den R{\"u}ckenmarkskapillaren signifikant reduziert. Die Interpretation dieser Ergebnisse legt nahe, dass ZO-1, und zum Teil auch Claudin-5, f{\"u}r die gest{\"o}rte Blut-R{\"u}ckenmarkschranke verantwortlich sind und die anderen untersuchten Proteine vermutlich nur eine untergeordnete Rolle spielen. Die Bedeutung der Tight Junction-Proteine in der Blut-R{\"u}ckenmarkschranke konnte somit weiter untermauert werden. In zuk{\"u}nftigen Untersuchungen w{\"a}re es wichtig den Signalweg, der zur Ver{\"a}nderung der Tight Junction-Proteine f{\"u}hrt sowie die subzellul{\"a}re Lokalisation zu untersuchen, um M{\"o}glichkeiten zum Wiederverschluss der Barriere zu finden. Somit k{\"o}nnten Therapien zur Aufrechterhaltung der Blut- R{\"u}ckenmarkhom{\"o}ostase den neuropathischen Schmerz unter Umst{\"a}nden kausal, und nicht nur symptomatisch, behandelbar machen.}, subject = {Tight junction}, language = {de} } @phdthesis{Mayer2021, author = {Mayer, Stefanie}, title = {Differenzierte β-Arrestin2 Rekrutierung am μ-Opioid Rezeptor durch klinisch eingesetzte Opioide}, doi = {10.25972/OPUS-24094}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-240949}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Opioide geh{\"o}ren zu den potentesten Analgetika f{\"u}r die Behandlung akuter und chronischer Schmerzen, werden jedoch in ihrer Anwendung durch analgetische Toleranz aber auch Nebenwirkungen wie Abh{\"a}ngigkeit, Atemdepression und Obstipation limitiert. Opioid-Analgetika vermitteln dabei nahezu alle klinisch relevanten Wirkungen durch Stimulation des μ-Opioidrezeptors, einem G- Protein-gekoppelten Rezeptor. Die „klassische" Signaltransduktion durch Aktivierung inhibitorischer Gi/0-Proteine kann durch G-Protein gekoppelte Rezeptorkinasen (GRKs) und β-Arrestine negativ reguliert werden. Zus{\"a}tzlich k{\"o}nnen durch β-Arrestin-Bindung an den Rezeptor G-Protein-unabh{\"a}ngige Signalwege aktiviert werden. Die genauen Mechanismen wie β-Arrestin- assoziierte Rezeptordesensibilisierung, -internalisierung und G-Protein- unabh{\"a}ngige Signalwege an der physiologischen Antwort und insbesondere an Toleranzentwicklung und Abh{\"a}ngigkeit von Opioid-Analgetika beteiligt sind, k{\"o}nnen bislang nicht ausreichend erkl{\"a}rt werden. In dieser Arbeit konnte in HEK293-Zellen mit Lebendzell-Konfokalmikroskopie und Luciferase-Komplementierung f{\"u}r 17 Opioide eine differenzierte β-Arrestin2- Rekrutierung zum μ-Opioidrezeptor gezeigt werden. Von den untersuchten Opioiden sind 13 h{\"a}ufig eingesetzte Opioid-Analgetika. Durch die Erstellung detaillierter pharmakologischer Profile ließen sich die Opioide bez{\"u}glich ihres β- Arrestin2-Rekrutierungsverm{\"o}gens in Voll-, Partial und Antagonisten eingruppieren. Bemerkenswert war die fehlende β-Arrestin2-Rekrutierung f{\"u}r Buprenorphin, Tramadol und Tilidin, sodass diese interessante Substanzen f{\"u}r weitere Untersuchungen in physiologischerem Kontext sind. Durch {\"U}berexpression von GRK2 konnte die β-Arrestin2-Rekrutierung insbesondere f{\"u}r Partialagonisten gesteigert werden, was die Abh{\"a}ngigkeit der β-Arrestin- Rekrutierung vom GRK-Expressionslevel, das in verschiedenen Assays und Gewebetypen variieren kann, zeigt. Außerdem konnte ein heterogenes Bild der Rezeptorregulierung demonstriert werden, welches indirekt durch Endozytosehemmung unter Verwendung von Dynamin-Inhibitoren erfasst wurde. Die erhobenen Daten dienen als Ankn{\"u}pfungspunkt f{\"u}r weiteren Arbeiten auf dem Gebiet der μ-Opioidrezeptorregulation. Ein besseres Verst{\"a}ndnis der molekularen Mechanismen ist n{\"o}tig, um sichere und nebenwirkungs{\"a}rmere Opioid-Analgetika entwickeln zu k{\"o}nnen.}, subject = {Opiatrezeptor}, language = {de} } @phdthesis{Ickrath2021, author = {Ickrath, Katrin Marie}, title = {DNA-Stabilit{\"a}t und -Regenerationsf{\"a}higkeit von humanen Nasenschleimhautzellen in Kulturmodellen}, doi = {10.25972/OPUS-23043}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-230438}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Kulturmodelle des respiratorischen Epithels werden zur Kl{\"a}rung multipler Fragestellungen, zum Beispiel der Untersuchung seltener respiratorischer Erkrankungen, wie der prim{\"a}ren Ziliendyskinesie (PCD) herangezogen. Hierbei k{\"o}nnten in Zukunft Kulturmodelle integraler Bestandteil des Diagnosealgorithmus werden. Die Isolierung und Kultivierung von Prim{\"a}rzellen des menschlichen Respirationstrakts ist dabei wesentlich komplexer als die Nutzung etablierter Zelllinien. Jedoch erm{\"o}glicht die Verwendung der Prim{\"a}rzellkulturen eine exaktere Darstellung des mehrreihigen Flimmerepithels der oberen Atemwege. Die Gewinnung der Prim{\"a}rzellen kann mechanisch mit zus{\"a}tzlichem enzymatischen Verdau, oder durch sequentielles Auswachsen der Zellen erfolgen. Angewendet werden sowohl Epithelzell-Monokulturen wie auch Cokulturen mit Fibroblasten. Die Nutzung des Air-Liquid Interface in Transwell Systemen erm{\"o}glicht in beiden Kulturen die Differenzierung zu einem Kinozilien tragenden Flimmerepithel. Hierbei ist nicht endg{\"u}ltig gekl{\"a}rt, welches Modell die in vivo Gegebenheiten besser darstellt und welche Vorteile diese haben. Außerdem liegen bislang keine Daten {\"u}ber die Zellstabilit{\"a}t und -regenerationsf{\"a}higkeit nach genotoxischer Behandlung sowie Informationen {\"u}ber chromosomale Ver{\"a}nderungen w{\"a}hrend des Zellkultivierungsprozesses {\"u}ber mehrere Passagen vor. Derartige Informationen sind allerdings f{\"u}r die Etablierung eines Kulturmodells der oberen Atemwege von essentieller Bedeutung. Das Ziel der Arbeit war die Untersuchung der DNA-Stabilit{\"a}t und -Regenerationsf{\"a}higkeit {\"u}ber drei Passagen nach genotoxischer Behandlung, vergleichend f{\"u}r beide Kulturmodelle sowie die {\"U}berpr{\"u}fung der chromosomalen Stabilit{\"a}t innerhalb des Kultivierungsprozesses und der Funktionsf{\"a}higkeit beider Zellkulturen. Zu diesem Zweck wurde eine toxikologische Versuchsreihe von jeweils 10 Spendern f{\"u}r beide Kulturmodelle, Mono- bzw. Cokultur im Air-Liquid Interface {\"u}ber drei Passagen durchgef{\"u}hrt. Hierbei wurde die Grundsch{\"a}digung, die Sch{\"a}digung nach einst{\"u}ndiger Behandlung mit 300μl des Alkylanz Methylmethansulfonat (MMS) und nach einer 24-st{\"u}ndigen Regenerationszeit mit dem Comet Assay {\"u}berpr{\"u}ft. Zur Untersuchung der chromosomalen Stabilit{\"a}t innerhalb des Kulturprozesses wurden parallel Chromosomenaberrationstests an unbehandelten Zellen {\"u}ber drei Passagen durchgef{\"u}hrt. Zur {\"U}berpr{\"u}fung der Funktionsf{\"a}higkeit der Zellen wurde ein Interleukin-8 (IL-8) ELISA f{\"u}r 10 Versuchsans{\"a}tze in der jeweils ersten Passage beider Kulturen verwendet. Hierbei wurde die IL-8-Konzentration im {\"U}berstand der unbehandelten Zellkulturen sowie nach 1μg/ml bzw. 10μg/ml Lipopolysaccarid(LPS)- Exposition untersucht. F{\"u}r die Cokultur wurden sowohl beide Zelltypen gemeinsam als auch die Epithelzellen bzw. die Fibroblasten getrennt betrachtet. In beiden Modellen wurden zus{\"a}tzlich rasterelektronenmikroskopische (REM) Aufnahmen zur Untersuchung der zili{\"a}ren Strukturen durchgef{\"u}hrt. Zur {\"U}berpr{\"u}fung der Fibroblastenkontamination in der Monokultur wurden als einmaliger Versuchsablauf Vimentin- F{\"a}rbungen {\"u}ber drei Passagen angewendet. Mit dem Comet Assay konnte in beiden Modellen eine gute Regeneration der DNA-Integrit{\"a}t nach MMS-induzierter DNA-Sch{\"a}digung {\"u}ber alle Passagen nachgewiesen werden. Als einmaliger Versuchsansatz wurde das Enzym Methylpuringlykosylase (MPG) als Teil der Basenexzisionsreparatur nachgewiesen. Es ergaben sich Unterschiede in der Kultivierbarkeit der Zellen: die Monokultur zeigte eine gute Zellkultivierbarkeit bis zur dritten Passage. Es konnte jedoch mit der Vimentinf{\"a}rbung eine Fibroblastenkontamination von Beginn an sowie eine Zunahme mit H{\"o}he der Passage nachgewiesen werden. Es handelt sich hierbei demnach nicht um eine Reinkultur respiratorischer Epithelzellen. Die Cokultur erm{\"o}glicht getrennte Epithelzell- bzw. Fibroblastenkulturen, jedoch keine gute Kultivierbarkeit bis in h{\"o}here Passage. Methodisch konnte die prinzipielle Funktionsf{\"a}higkeit des Chromosomenaberrationstests an prim{\"a}ren Nasenschleimhautzellen erstmals f{\"u}r eine große Stichprobenanzahl gezeigt werden. In den durchgef{\"u}hrten Chromosomenaberrationstests konnte eine gewisse Grundsch{\"a}digung {\"u}ber alle Passagen nachgewiesen werden, jedoch sollten weitere Tests erfolgen, um diese Tendenz zu verifizieren. Die funktionelle Integrit{\"a}t wurde mit dem IL-8 ELISA nach LPS-Exposition sowie durch den Nachweis zili{\"a}rer Strukturen im REM exemplarisch best{\"a}tigt. Die erhobenen Daten liefern zusammengefasst wichtige Informationen {\"u}ber die Zellstabilit{\"a}t und -regenerationsf{\"a}higkeit der bislang verwendeten Kulturmodelle. Insbesondere Informationen {\"u}ber chromosomale Ver{\"a}nderungen sollten in Zukunft genauer betrachtet werden. Von großem Interesse w{\"a}re außerdem die {\"U}berpr{\"u}fung derartige Zelleigenschaften in Zellkulturen von PCD erkrankten Spendern.}, subject = {Prim{\"a}relement}, language = {de} } @phdthesis{Ipek2021, author = {Ipek, Rojda}, title = {Einfluss der murinen Anti-CD52-Antik{\"o}rper-Therapie auf die Neurodegeneration in der chronischen MP4-induzierten experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis als Mausmodell der Multiplen Sklerose}, doi = {10.25972/OPUS-22576}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-225766}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Die Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch-entz{\"u}ndliche Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS) und stellt die h{\"a}ufigste Ursache fr{\"u}hzeitiger Behinderung junger Erwachsener dar. Kennzeichnend sind multifokale ZNS-L{\"a}sionen, die durch Inflammation, Demyelinisierung und Axonsch{\"a}den gepr{\"a}gt sind und zu multiplen neurologischen Defiziten f{\"u}hren. Derzeit ist es mithilfe der verlaufsmodifizierenden Therapie m{\"o}glich, die Immunantwort abzuschw{\"a}chen und damit die Krankheitsprogression zu verz{\"o}gern. Geheilt werden kann die Erkrankung jedoch bislang nicht. Dabei ist nicht hinreichend gekl{\"a}rt, ob die neuen Therapieoptionen {\"u}ber die Immunmodulation/-suppression hinaus einen anhaltenden Schutz vor der langfristigen Neurodegeneration bieten. Basierend auf den vielversprechenden Ergebnissen klinischer Studien zur Therapie der schubf{\"o}rmig-remittierenden MS mit dem Anti-CD52-Antik{\"o}rper Alemtuzumab, der zu einer Depletion CD52-exprimierender Immunzellen f{\"u}hrt, wurden diesbez{\"u}glich Analysen in MS-Tiermodellen durchgef{\"u}hrt. Da die Untersuchung der zugrunde liegenden Patho- und Effektormechanismen am Menschen kaum m{\"o}glich ist, ist die MS-Forschung f{\"u}r ein tiefergehendes Verst{\"a}ndnis auf Tiermodelle angewiesen. Die experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis (EAE) ist hierbei das am weitesten verbreitete Modell der MS, wof{\"u}r vor allem der C57BL/6 (B6) -Mausstamm verwendet wird, da auf diesem Hintergrund die meisten genmodifizierten M{\"a}use gez{\"u}chtet werden. Jene tierexperimentellen Studien, in denen ein muriner Anti-CD52-Antik{\"o}rper im fr{\"u}hen Krankheitsstadium der EAE (Auftreten erster paralytischer Symptome) verabreicht wurde, erbrachten den Hinweis einer neuroprotektiven und scheinbar regenerativen Wirkung des Antik{\"o}rpers. {\"U}ber einen neuroprotektiven Effekt von Alemtuzumab im schwer behandelbaren chronisch-progredienten Stadium der MS ist jedoch wenig bekannt. Die vorliegende Arbeit ist die erste detaillierte Untersuchung zum Einfluss des murinen Anti-CD52-Antik{\"o}rpers auf die Demyelinisierung, den Axonschaden und die Hirnatrophie in der MP4-induzierten EAE der B6-Maus im chronischen Verlauf der Erkrankung (ab stabilem Plateau der klinischen Symptomatik). MP4 ist ein Myelinfusionsprotein aus MBP (Myelin-Basisches-Protein) und PLP (Proteolipidprotein), welches in B6-M{\"a}usen durch aktive Immunisierung eine EAE induziert, die chronisch verl{\"a}uft und als eines von wenigen Modellen neben der T-Zell-Abh{\"a}ngigkeit die an Bedeutung zunehmende B-Zell-Komponente der MS darstellt. Histopathologisch finden sich in der chronischen MP4-induzierten EAE eine ausgepr{\"a}gte R{\"u}ckenmarks- und Kleinhirnsch{\"a}digung, die vor allem im Kleinhirn durch eine B-Zell-Aggregation charakterisiert ist. Nachdem die MP4-immunisierten M{\"a}use im chronischen Stadium der EAE an f{\"u}nf aufeinanderfolgenden Tagen mit 10 mg/kg K{\"o}rpergewicht murinem Anti-CD52-spezifischem IgG2a-Isotypantik{\"o}rper bzw. murinem unspezifischem IgG2a-Isotyp-Kontroll-Antik{\"o}rper behandelt worden waren, wurde die Lymphozytendepletion im peripheren Blut durchflusszytometrisch ermittelt und deren Einfluss auf MP4-spezifische Antik{\"o}rper anhand eines indirekten Enzyme-linked Immunosorbent Assays (ELISAs) untersucht. Als Marker f{\"u}r Axonsch{\"a}den wurde im Serum vorhandenes phosphoryliertes Neurofilament-Heavy (pNF-H) mithilfe eines indirekten Sandwich-ELISAs quantitativ bestimmt. R{\"u}ckenmark und Kleinhirn wurden ultrastrukturell auf Ver{\"a}nderungen der Myelinisierung (mittels g-Ratio: Axondurchmesser geteilt durch Gesamtdurchmesser der Nervenfaser) und auf Axonpathologien (verringerter Abstand benachbarter Neurofilamente, axolytische Axone, axonaler Verlust) untersucht. Die Hirnatrophie wurde MRT-basiert gemessen und der klinische Verlauf t{\"a}glich evaluiert. Durch die Anti-CD52-Antik{\"o}rperbehandlung wurde die T- und B-Zellzahl zwar drastisch vermindert, die MP4-spezifische Antik{\"o}rperproduktion blieb davon jedoch unbeeintr{\"a}chtigt. Ein g{\"u}nstiger Effekt auf die De- und Remyelinisierung war nicht festzustellen. Das Hirnvolumen und die klinische Pr{\"a}sentation der M{\"a}use blieben ebenfalls unver{\"a}ndert. W{\"a}hrend kein Unterschied der pNF-H-Konzentration zu erkennen war, konnte ultrastrukturell jedoch ein geringerer Axonschaden nachgewiesen werden. Insgesamt legen diese Ergebnisse nahe, dass der Anti-CD52-Antik{\"o}rper im chronischen Verlauf der EAE/MS wenig Einfluss auf die neurodegenerativen Prozesse nimmt und die Regeneration nicht f{\"o}rdern kann. Die Ursache liegt vermutlich in der Undurchl{\"a}ssigkeit der Bluthirnschranke f{\"u}r Antik{\"o}rper sowie dem limitierten Verst{\"a}ndnis der Antik{\"o}rperwirkung im ZNS. Die vorliegende Studie regt somit zur Etablierung von ZNS-wirksamen Antik{\"o}rpern an und unterstreicht die Bedeutung der Entwicklung von selektiveren neuroprotektiven und remyelinisierungsf{\"o}rdernden Behandlungsans{\"a}tzen, die eine wertvolle Erg{\"a}nzung zur verlaufsmodifizierenden Therapie darstellen k{\"o}nnten.}, subject = {Multiple Sklerose}, language = {de} } @phdthesis{MuellerScholden2021, author = {M{\"u}ller-Scholden, Lara}, title = {Einfluss spezifischer kardiovaskul{\"a}rer Risikofaktoren und ihrer Kombination auf die Karotis-Intima-Media-Dicke und Erstellung von Normwerten - Ergebnisse der STAAB Kohortenstudie}, doi = {10.25972/OPUS-22029}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-220292}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Primary prevention in cardiovascular diseases is becoming more and more important as they are still the number one cause of morbidity and mortality in industrialized countries. Many cardiovascular events may even occur in clinically asymptomatic patients. The atherosclerosis as underlying pathogenesis is increasingly well understood and risk factors with a harmful influence are identified. However, by measuring the carotid-intima-media-thickness (CIMT) via B-mode ultrasound there is a widely accepted, safe, noninvasive, sensitive and reproducible technique to assess subclinical vascular diseases. The CIMT is established as a surrogate marker for atherosclerosis and its increase is associated with the presence of cardiovascular risk factors. The basic prerequisite for further risk stratification, according to the level of arteriosclerosis represented by the CIMT, is to define gender-, age- and region-specific reference values. The latest version of the international guidelines for cardiovascular risk prediction do no longer recommend the use of CIMT for cardiovascular risk prediction in the general population. This may be attributed to the fact, that the experts refer to studies in which only the measurement of a single segment was considered. Thus the aim of the present study was to assess a potential segment-specific impact of particular cardiovascular risk factors on the CIMT. Furthermore the goal was to evaluate the relevance of the existing models for risk prediction and to discuss the current recommendations for the use of CIMT. Additionally, reference values were developed from data of a representative group of the general population of W{\"u}rzburg and the reproducibility of the data collection was examined. Subjects derived from the population-based STAAB (Characteristics and Course of Heart Failure Stages A-B and Determinants of Progression) cohort study, that included people of the general population of W{\"u}rzburg aged 30 to 79 years [12]. CIMT was measured on the far wall of both sides in three different predefined locations: common carotid artery (CCA), bulb, and internal carotid artery (ICA). Diabetes, dyslipidemia, hypertension, smoking and obesity were considered as risk factors. In multivariable logistic regression analysis, odds ratios of risk factors per location were estimated for the endpoint of individual age- and sex-adjusted 75th percentile of CIMT. These thresholds were derived from the standard values of the general population. An apparently healthy subpopulation was formed to generate these reference values, which consists only of people that did not exhibit any of the above mentioned risk factors or manifest cardiovascular diseases. 2492 subjects were included in the analysis. Segment-specific CIMT was highest in the bulb, followed by CCA, and lowest in the ICA. The reproducibility between the investigators was overall weaker than in comparable studies, therefore a potential improvement of the training protocol for inexperienced persons was assumed. Moreover, the results of the reproducibility analysis illustrate the need for a standardized, internationally recognized protocol for the training of CIMT investigators and an exact measurement protocol. The reference values of the apparently healthy population were consistent with values from other authors collected in a comparable way and formed the basis for further investigations. CIMT increases with age and independently with the number of risk factors. Dyslipidemia, hypertension, and smoking were associated with higher CIMT, but diabetes and obesity were not (OR (95\% CI) between 1.28 (0.98 - 1.65), ACC, and 1.86 (1.53 - 2.27), bulb). We observed no segment-specific association between the three different locations and risk factors, except for a possible interaction between smoking and ICA. As no segment-specific association between cardiovascular risk factors and CIMT became evident, one simple measurement of one location may suffice to assess the cardiovascular risk of an individual. In addition, the identified risk factors are reflected in the current models for risk prediction and prevention, so that the added value of the use of CIMT in the general population loses importance.}, subject = {Arteriosklerose}, language = {de} } @phdthesis{Wurst2021, author = {Wurst, Catherina}, title = {Eingeschr{\"a}nktes Furchtlernen bei {\"a}ngstlich und nicht-{\"a}ngstlich depressiven Patienten}, doi = {10.25972/OPUS-20503}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-205034}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Depressionen und Angstst{\"o}rungen sind die beiden h{\"a}ufigsten psychischen Erkrankungen. F{\"u}r Angstst{\"o}rungen wurde in zahlreichen Untersuchungen die Bedeutung ver{\"a}nderter Muster in den basalen emotional-assoziativen Lernprozessen f{\"u}r die {\"A}tiologie und Aufrechterhaltung der Erkrankung gezeigt. Hierzu z{\"a}hlen eine verst{\"a}rkte Akquisitionsreaktion auf den konditionierten Stimulus, Defizite in der Inhibition der Furchtreaktion auf den Sicherheit signalisierenden Stimulus, {\"U}bergeneralisierung und Beeintr{\"a}chtigungen in der Extinktion konditionierter Reaktionen. Aufgrund der hohen Pr{\"a}valenzen einer Komorbidit{\"a}t mit Depressionen r{\"u}ckte in den letzten Jahren zunehmend die Untersuchung der genannten Prozesse bei Depressionen in den Fokus. Hierf{\"u}r konnten bisher keine einheitlichen Ergebnisse gezeigt werden. Weiterhin wird der Subtyp der {\"a}ngstlichen Depression einerseits mit hohen Pr{\"a}valenzen beschrieben, andererseits zeigen Untersuchungen eine schlechtere Prognose, st{\"a}rkere Einschr{\"a}nkungen in der Funktionalit{\"a}t und ein schlechteres Ansprechen auf die Therapie im Vergleich zu depressiven Patienten ohne hohes {\"A}ngstlichkeitsniveau. In dieser Arbeit wurden die Akquisition, Generalisierung und Extinktion in einem differentiellen Konditionierungsparadigma bei schwer depressiven {\"a}ngstlichen und nicht {\"a}ngstlich-depressiven Patienten sowie einer gesunden Kontrollgruppe untersucht. {\"A}ngstliche und nicht {\"a}ngstlich-depressive Patienten zeigten ein beeintr{\"a}chtigtes Sicherheitslernen in der Akquisition und Beeintr{\"a}chtigungen in der Extinktion der konditionierten Furcht. Es ergaben sich keine Unterschiede hinsichtlich der St{\"a}rke der Generalisierung zwischen Patienten und den gesunden Kontrollen und es konnten keine differenzierenden Muster zwischen den {\"a}ngstlich- und den nicht {\"a}ngstlich-depressiven Patienten gezeigt werden. Zusammenfassend weisen die Ergebnisse auf Ver{\"a}nderungen im Furchtlernen bei Patienten mit Depressionen hin. Es konnten keine Belege f{\"u}r unterschiedliche Mechanismen im Furchtlernen von {\"a}ngstlich- und nicht {\"a}ngstlich-depressiven Patienten gefunden werden. Unsere Ergebnisse st{\"u}tzen somit die Klassifikation der {\"a}ngstlichen Depression als Subtyp der Depression. Weiterhin weisen die Ergebnisse der beeintr{\"a}chtigten Extinktion bei Patienten mit Depressionen darauf hin, dass Expositionselemente, welche bei der Therapie von Angstst{\"o}rungen als Verfahren der Wahl eingesetzt werden, auch bei der Behandlung von Depressionen integriert werden sollten, um so den Therapieerfolg zu verbessern.}, subject = {Depression}, language = {de} } @phdthesis{Fink2021, author = {Fink, Severin Lion Julian}, title = {Entwicklung eines Sleeping Beauty Transposon Systems zum simultanen und induzierbaren shRNA-Knock-down verschiedener Zielstrukturen in Zelllinien des Multiplen Myeloms}, doi = {10.25972/OPUS-24979}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-249796}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Das Multiple Myelom (MM) ist ungeachtet neuer medikament{\"o}ser Therapien weiterhin eine f{\"u}r die allermeisten Patienten unheilbare Erkrankung. Aktuelle Whole-Genome-Sequenzierungen konnten die Annahme, dass hierf{\"u}r die genetische Heterogenit{\"a}t des MM verantwortlich ist, best{\"a}tigen. Um dieses onkogene Signalnetzwerk auf effiziente Weise zu untersuchen, wurde ein induzierbares Knock-down-System basierend auf der weitverbreiteten RNA-Interferenz und dem neuen, innovativen Sleeping Beauty Transposon System (SBTS) entwickelt. Die Etablierung des SBTS im MM zeigte, dass die CMV-Promotor-vermittelte EGFP-Expression {\"u}ber 231 Tage stabil ist. Die Verwendung des SBTS erm{\"o}glicht es, Zellen bei niedrigster biologischer Schutzstufe (S1) stabil zu transfizieren. Am Beispiel des MAPK-Signalweges konnten stabile shRNA-vermittelte Knock-downs in verschiedenen MM-Zelllinien erfolgreich durchgef{\"u}hrt werden. Um ein induzierbares Tet-On-System zur shRNA-Expression zu erstellen, wurden zum einen dem verwendeten H1-Promotor zwei TetO-Sequenzen hinzugef{\"u}gt. Zum anderen wurde durch die Verwendung eines zweiten, neu konstruierten SBTS Vektors mit anderer Selektionsresistenz in den verwendeten Zellen das Tet-Repressor-Protein (TetR) stabil exprimiert. Die notwendige Expression von TetR konnte nur mittels CAG-Promotors erreicht werden. Am Beispiel von ERK2 konnte gezeigt werden, dass es durch die stabile Transfektion und die Induktion des Knock-downs mit Doxycyclin m{\"o}glich ist, den Knock-down Effekt zu erzielen. Das etablierte Plasmid-basierte System stellt somit ein versatiles, einfach anwendbares, kosteng{\"u}nstiges und zeitsparendes Werkzeug dar, induzierbare Knock-downs durch RNA-Interferenz f{\"u}r einzelne oder mehrere Proteine gleichzeitig zu erzielen. Es ist davon auszugehen, dass die Anwendung aufgrund der Verwendung etablierter Techniken und der leichten Modifizierbarkeit nicht nur auf das MM begrenzt sein wird.}, subject = {RNS-Interferenz}, language = {de} } @phdthesis{Bittorf2021, author = {Bittorf, Patrick}, title = {Entwicklung, Herstellung und pr{\"a}klinisches Studienprogramm f{\"u}r ein Arzneimittel f{\"u}r neuartige Therapien zur Behandlung der schweren Form der H{\"a}mophilie A}, doi = {10.25972/OPUS-23185}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-231858}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Bevor ein zellbasiertes GTMP erstmalig beim Menschen angewendet werden kann, m{\"u}ssen verschiedene notwendige nicht-klinische Studien durchgef{\"u}hrt werden. Wichtig ist hier u.a. die Untersuchung der Biodistribution im Tiermodel. Diese umfasst die Verteilung, das Engraftment, die Persistenz, die Eliminierung und gegebenenfalls die Expansion der humanen Zellen in verschiedenen Organen, meistens im Mausmodel. Deshalb wurde eine qPCR-basierte Analysenmethode entwickelt, mit der humane genomische DNA innerhalb von muriner genomischer DNA bestimmt werden kann, und entsprechend den regulatorischen Richtlinien der European Medicines Agency und des International Council for Harmonisation validiert. Anschließend wurde diese Methode innerhalb einer pr{\"a}klinischen worst-case Szenario Biodistributionsstudie angewendet. Das Ziel dieser Studie war die Untersuchung des Biodistributionsprofils von genetisch modifizierten Blood Outgrowth Endothelial Cells von H{\"a}mophilie A Patienten 24 Stunden und sieben Tage nach intraven{\"o}ser Applikation einer Dosis von 2x106 Zellen. Die Isolation, genetische Modifikation und die Expansion der Zellen sollte entsprechend den Richtlinien der Guten Herstellungspraxis durchgef{\"u}hrt werden. Hierbei ist die Auswahl und Anwendung geeigneter und essentieller Rohstoffe wichtig. Gleichermaßen ist die Durchf{\"u}hrung einer definierten Qualit{\"a}tskontrollstrategie notwendig und die Patientenzellen sollten nur innerhalb von nicht-klinischen Studien eingesetzt werden, wenn alle Akzeptanzkriterien erf{\"u}llt wurden. Die Validierung der qPCR-Methode zeigte eine hohe Genauigkeit, Pr{\"a}zision und Linearit{\"a}t innerhalb des Konzentrationsintervalls von 1:1x103 bis 1:1x106 humanen zu murinen Genomen. Bei Anwendung dieser Methode f{\"u}r die Biodistributionsstudie konnten nach 24 Stunden humane Genome in vier der acht untersuchten Mausorgane bestimmt werden. Nach sieben Tagen konnten in keinem der acht Organe humane Genome nachgewiesen werden...}, subject = {Arzneimittel}, language = {de} } @phdthesis{Geiger2021, author = {Geiger, Ute}, title = {Erfassung der intraoperativen Ankopplungseffizienz mittels evozierten Potentialen bei mit Mittelohrimplantat versorgten Patienten}, doi = {10.25972/OPUS-20106}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-201068}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Patienten mit leicht bis hochgradigen Schallleitungs-, Schallempfindungs- und kombinierten Schwerh{\"o}rigkeiten werden routinem{\"a}ßig nach erfolglosem H{\"o}rger{\"a}tetrageversuch mit aktiven Mittelohrimplantaten versorgt. Aktive Mittelohrimplantate k{\"o}nnen an verschiedene Strukturen des Mittelohrs angekoppelt werden. Der Ort der Ankopplung ist abh{\"a}ngig vom H{\"o}rverlust und der individuellen Physiologie des Mittelohres. Die H{\"o}rverbesserung ist dabei stark von der Kopplungseffizienz des Implantatwandlers an die Mittelohrstruktur abh{\"a}ngig. Aktuell gibt es keine zufriedenstellende M{\"o}glichkeit die Kopplungseffizienz intraoperativ zu bestimmen. Daher wird eine objektive Methode eingef{\"u}hrt, um intraoperativ auditorische Hirnstammantworten (BERAs) bei Stimulation {\"u}ber das Implantat abzuleiten. Die Vibrant Soundbrigde® (VSB) wird dabei mit einem Drahtlos{\"u}bertr{\"a}ger (miniTEK, Signia GmbH, Erlangen) und der Carina®-Aktuator {\"u}ber ein Audiokabel mit der BERA-Anlage verbunden. Die BERA-Anlage {\"u}bertr{\"a}gt die Stimuli direkt an das Implantat, welches an die Mittelohrstruktur angekoppelt ist. Die BERA-Antworten werden bei der VSB durch einen optimierten VSB-CE-Chirp und beim Carina®-System durch den Standard CE-Chirp evoziert, beginnend bei Pegeln oberhalb der Knochenleitungsh{\"o}rschwelle bis unter die Registrierungsschwelle. Diese Methode kann die intraoperative Integrit{\"a}t des Implantats sowie die Kopplungseffizienz bestimmen, um eine Aussage {\"u}ber den zu erwartenden H{\"o}rerfolg treffen zu k{\"o}nnen. Dar{\"u}ber hinaus kann die versorgte H{\"o}rschwelle verwendet werden, um die Anpassung bei Kindern oder schwierigen F{\"a}llen zu unterst{\"u}tzen und um eine H{\"o}rverschlechterung {\"u}ber die Zeit zu erfassen. Zusammenfassend, konnte eine Methode zur Bestimmung der intraoperativen Kopplungseffizienz w{\"a}hrend der Implantation von VSBs und Carinas® etabliert werden. Dar{\"u}ber hinaus werden intraoperative BERA-Daten von 30 VSB- und 10-Carina®-Patienten sowie deren H{\"o}rergebnisse gezeigt.}, subject = {Mittelohrimplantat}, language = {de} } @phdthesis{Bothe2021, author = {Bothe, Sebastian Helmut}, title = {Fragmentbasiertes Design von p97-Liganden: Identifizierung von Startstrukturen zur Entwicklung von Protein-Protein-Interaktionsinhibitoren f{\"u}r die SHP-Bindestelle der AAA+ ATPase p97}, doi = {10.25972/OPUS-23911}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-239112}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Die AAA+ ATPase p97 ist ein essenzielles Protein, das an einer Vielzahl zellul{\"a}rer Prozesse beteiligt ist und eine Schl{\"u}sselrolle in der Protein-Hom{\"o}ostase spielt. Die funktionale Diversit{\"a}t von p97 beruht auf der Interaktion zahlreicher unterschiedlicher Kofaktoren, die vorwiegend an die N-Dom{\"a}ne von p97 binden. Aufgrund seiner Bedeutung in der Regulierung diverser physiologischer und pathologischer Prozesse stellt p97 eine interessante Zielstruktur f{\"u}r die Entwicklung neuer Wirkstoffe dar, die insbesondere in der Krebstherapie von Bedeutung sein k{\"o}nnte. Bekannte p97-Inhibitoren greifen vor allem die ATPase-Funktion des Proteins an. Ein neuer pharmakologischer Ansatz stellt die Inhibierung der Kofaktorbindung an die N-Dom{\"a}ne dar. Ein solcher Protein-Protein-Interaktionsinhibitor w{\"a}re nicht nur von therapeutischem Interesse, sondern h{\"a}tte auch einen besonderen Nutzen f{\"u}r die Entschl{\"u}sselung molekularer und zellul{\"a}rer Funktionen von p97-Kofaktoren. In dieser Arbeit wurde ein fragmentbasierter Ansatz f{\"u}r die Identifizierung von chemischen Startstrukturen f{\"u}r die Entwicklung eines Protein-Protein- Interaktionsinhibitors verfolgt. Als Zielstruktur wurde die SHP-Bindestelle in der N-Dom{\"a}ne gew{\"a}hlt. Die Identifizierung von Liganden erfolgte sowohl durch computergest{\"u}tzte Methoden (insbesondere virtuelles Screening und Molekulardynamik-Simulationen) als auch experimentell durch biophysikalische Techniken (wie Biolayer-Interferometrie, R{\"o}ntgenstrukturanalyse und ligandbasierte NMR-Techniken). Die Grundlage des computerbasierten Designs stellte eine Analyse der bekannten Kristallstrukturen der p97-Komplexe mit den SHP-Motiven der Kofaktoren UFD1 und Derlin-1 dar. Dar{\"u}ber hinaus dienten Molekulardynamik-Simulationen der Analyse der Wassereigenschaften innerhalb der SHP-Bindestelle. Darauf aufbauend wurden verschiedene Pharmakophormodelle entwickelt, die die Grundlage des im Anschluss durchgef{\"u}hrten virtuellen Screenings und Dockings bildeten. Anhand der Ergebnisse von Molekulardynamik-Simulationen wurden zehn Verbindungen f{\"u}r die experimentelle Validierung ausgew{\"a}hlt. Hiervon konnten zwei Fragmente in STD-NMR- und Biolayer-Interferometrie-Experimenten als Liganden best{\"a}tigt werden. In einem parallel durchgef{\"u}hrten biophysikalischen Fragmentscreening mittels Biolayer-Interferometrie wurden unter mehr als 650 Verbindungen 22 identifiziert, die an die N-Dom{\"a}ne binden. 15 dieser Fragmente wurden durch einen orthogonalen STD-NMR-Assay best{\"a}tigt. F{\"u}nf dieser Verbindungen zeigten Affinit{\"a}ten mit KD-Werten kleiner 500μMund g{\"u}nstigen Ligandeffizienzen. Des Weiteren konnte die Bindungskinetik und Affinit{\"a}t des in der Literatur als p97-Inhibitor berichteten Naturstoffes Xanthohumol bestimmt und eine Bindung an die N-Dom{\"a}ne best{\"a}tigt werden. Zur Identifizierung m{\"o}glicher Bindestellen dieser f{\"u}nf Fragmente wurden mixed-solvent Molekulardynamik-Simulationen durchgef{\"u}hrt. Diese ergaben, dass alle Verbindungen die SHP-Bindestelle in der N-Dom{\"a}ne adressieren. Die Regionen fielen mit hot spots der Kofaktorwechselwirkungen zusammen und stellen somit m{\"o}gliche Ankerpunkte f{\"u}r die Weiterentwicklung dar. F{\"u}r zwei Fragmente konnten die postulierten Bindestellen mittels R{\"o}ntgenstrukturanalyse bzw. STD-NMR-Messungen an p97-Alanin-Mutanten best{\"a}tigt werden. Die erhaltene R{\"o}ntgenstruktur ist die erste p97-Struktur, die ein gebundenes Fragment an der N-Dom{\"a}ne zeigt.}, subject = {Arzneimitteldesign}, language = {de} } @phdthesis{Demler2021, author = {Demler, Theresa}, title = {Funktionelle Analyse von patientenspezifischen Mutationen in IKZF1/3 als m{\"o}gliche Resistenzmechanismen in der Therapie des refrakt{\"a}ren und rezidivierten multiplen Myeloms}, doi = {10.25972/OPUS-24873}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-248730}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Trotz einer Vielzahl neuer Therapieans{\"a}tze in den letzten Jahren, die ein l{\"a}ngeres {\"U}berleben der Patienten erm{\"o}glichen, stellt das multiple Myelom weiterhin eine unheilbare Krankheit dar. Der Großteil der Patienten entwickelt letztlich ein rezidiviertes oder refrakt{\"a}res multiples Myelom (RRMM). Bei Erstdiagnose und bei RRMM sind immunmodulierende Medikamente (IMiDs), wie Lenalidomid, eine bedeutende Therapieoption. Durch die Bindung von Lenalidomid an den CRL4CRBN Ligase Komplex entwickelt dieser eine modifizierte Substratspezifit{\"a}t: die Transkriptionsfaktoren IKZF1 (Ikaros) und IKZF3 (Aiolos) werden ubiquitinyliert und proteasomal abgebaut. Von Kr{\"o}nke et al. (2014) wurde eine 30 Aminos{\"a}uren lange Sequenz (Degron) am N-Terminus von IKZF1/3 definiert, die essenziell f{\"u}r die Lenalidomid-Sensitivit{\"a}t ist. Durch Next Generation Sequencing (NGS)-Technologien wurde ein signifikanter Anstieg der Mutationsfrequenz unter Therapie verzeichnet und vier Missense-Mutationen in IKZF1 und eine in IKZF3 bei Patienten mit RRMM identifiziert. Die Mutationen IKZF1-A152T und IKZF3-G159R sind innerhalb der Degron-Sequenz lokalisiert, IKZF1-E170D liegt unmittelbar daneben und IKZF1-Y413C bzw. IKZF1-R439H befinden sich am C-Terminus des Proteins. F{\"u}r diese mutierten IKZF-Proteine wurden im Rahmen dieser Arbeit Expressionsvektoren kloniert und stabil in humane Myelomzelllinien transfiziert. Durch Western Analysen und funktionelle Assays der Zellviabilit{\"a}t (alamarBlue) bzw. des Zelltods (Annexin V-PI) wurden diese polyklonalen Sublinien bez{\"u}glich ihrer Implikationen f{\"u}r die Lenalidomid-Sensibilit{\"a}t untersucht. Nur die IKZF1-Mutationen A152T und E170D f{\"u}hrten zu einer verminderten, bei A152T geradezu aufgehobenen, Degradierung von Ikaros nach Lenalidomid-Behandlung. In den funktionellen Analysen f{\"u}hrte A152T ebenfalls zu stark verminderter Lenalidomid-Aktivit{\"a}t und zu deutlich h{\"o}herem {\"U}berleben. Obwohl Sleeping Beauty Vektoren mit unterschiedlichen Expressionskassetten f{\"u}r Aiolos eingesetzt wurden, war keine eindeutige {\"U}berexpression von IKZF3 feststellbar, daher sind diese Ergebnisse nur eingeschr{\"a}nkt zu verwerten. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass in vivo bei Patienten aufgetretene und in vitro analysierte Mutationen, gezeigt an der in der Degron-Sequenz lokalisierten Mutation IKZF1-A152T, im Zellmodell eine Resistenz vermitteln und damit Einfluss auf m{\"o}gliche Therapieresistenzen haben k{\"o}nnen.}, subject = {Plasmozytom}, language = {de} } @phdthesis{Reeh2021, author = {Reeh, Laurens}, title = {Immunmodulatorische Effekte CD44-positiver Gef{\"a}ßwand-residenter Stamm- und Vorl{\"a}uferzellen im myokardialen Gewebe}, doi = {10.25972/OPUS-25102}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-251020}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Die Identifizierung endogener Stammzellen mit kardiogenem Potenzial und die M{\"o}glichkeit, deren Differenzierung zu steuern, w{\"u}rde einen Meilenstein in der kardioregenerativen Therapie darstellen. Innerhalb der Gef{\"a}ßwand konnten unterschiedliche Stamm- und Vorl{\"a}uferzellen identifiziert werden, die sog. Gef{\"a}ßwand-residenten Stammzellen (VW-SCs). Zuletzt konnten aus CD34(+) VW-SCs, ohne genetische Manipulation, Kardiomyozyten generiert werden. Zus{\"a}tzlich fungiert die Gef{\"a}ßwand als Quelle inflammatorischer Zellen, die essenziell f{\"u}r die kardiogene Differenzierung der VW-SCs zu sein scheinen. Ziel dieser Arbeit war es, das Verhalten von CD44(+) VW-SCs zu untersuchen, um herauszufinden, inwieweit dieser Stammzelltyp eine endogene Generierung von Kardiomyozyten unterst{\"u}tzen k{\"o}nnte. Dabei wurde mit infarzierten M{\"a}useherzen, dem Aortenringassay (ARA) und dem kardialen Angiogeneseassay (CAA) gearbeitet. Sowohl in vivo in isch{\"a}mischen Arealen infarzierter M{\"a}useherzen als auch ex vivo im CAA kam es zu einem signifikanten Anstieg von CD44(+) Zellen. Mittels F{\"a}rbungen auf CD44 und Ki-67 konnte die Teilungsf{\"a}higkeit dieser Zellen demonstriert werden. Ex vivo ließen sich aus CD44(+) Zellen F4/80(+) Makrophagen generieren. Die CD44(+) VW-SCs k{\"o}nnen sich dabei sowohl zu pro-inflammatorischen iNOS(+) M1- als auch zu anti-inflammatorischen IL-10(+) M2-Makrophagen differenzieren. Eine Modulation der kardialen Inflammation k{\"o}nnte einen entscheidenden Einfluss auf die Kardiomyogenese haben. Unter VEGF-A kam es im CAA zu einer deutlichen Zunahme von CD44(+) Zellen. Unter Lenvatinib blieb das kardiale Sprouting g{\"a}nzlich aus, die Anzahl der CD44(+) Zellen stagnierte und die VW-SCs verblieben in ihren physiologischen Nischen innerhalb der Gef{\"a}ßwand. Warum es nach einem MI kaum zu einer funktionellen Herzmuskelregeneration kommt, ist weiterhin unklar. Die therapeutische Beeinflussung koronaradventitieller CD44(+) VW-SCs und inflammatorischer Prozesse k{\"o}nnte dabei zuk{\"u}nftig eine wichtige therapeutische Option darstellen.}, subject = {Antigen CD44}, 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{Brunhuber2021, author = {Brunhuber, Bettina Stefanie}, title = {Modifikation konditionierter Furchtreaktionen durch transkranielle Gleichstromstimulation}, doi = {10.25972/OPUS-23756}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-237562}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {In dieser Arbeit wurde untersucht, ob eine anodale tDCS {\"u}ber der Elektrodenposition AF3 und der Kathode {\"u}ber dem kontralateralen Mastoid Extinktionslernen modulieren kann. Auf Basis aktueller Forschungsergebnisse wurden die Hypothesen aufgestellt, dass im Vergleich von real stimulierter zu sham stimulierter Gruppe ein Unterschied in der Hautleitf{\"a}higkeitsrekation, dem Arousalrating und dem Valenzrating der Versuchsteilnehmenden im Vergleich von CS+ und CS- und im zeitlichen Verlauf von Akquisition zu Extinktion gezeigt werden kann. Um dies zu pr{\"u}fen wurde eine randomisiert doppelt-verblindete Studie mit insgesamt 86 Probanden durchgef{\"u}hrt, von denen nach {\"U}berpr{\"u}fen einer suffizienten Furchtkonditionierungsreaktion nach der Akquisitionsphase noch 46 Teilnehmer eingeschlossen wurden. Diese wurden auf zwei tDCS Gruppen im Sinne von realer Stimulation und sham Stimulation verblindet und zuf{\"a}llig aufgeteilt. Alle Teilnehmer durchliefen ein eint{\"a}giges Furchtkonditionierungsparadigma mit drei Phasen: Habituation, Akquisition und Extinktion. W{\"a}hrend allen Phasen wurde die Hautleitf{\"a}higkeitsreaktion gemessen und die Probanden wurden gebeten die ihnen pr{\"a}sentierten Stimuli hinsichtlich deren Valenz und Arousal einzusch{\"a}tzen. Die tDCS fand in einer zehnmin{\"u}tigen Pause vor der Extinktion und w{\"a}hrend destdcs Extinktionsdurchlaufs statt. In den Ergebnissen zeigt sich kein differenzieller Effekt der tDCS. In den erhobenen Hautleitf{\"a}higkeitsdaten zeigt sich in der fr{\"u}hen Extinktionsphase eine verringerte Hautleitf{\"a}higkeit in der verum stimulierten tDCS Gruppe unabh{\"a}ngig davon, ob ein CS+ oder ein CS- zu sehen war. Dies deutet auf eine generell verminderte Aufregung bei realer tDCS hin. In den Bewertungen bez{\"u}glich Arousal und Valenz findet sich ebenfalls kein Effekt der tDCS. In den Bewertungen zeigt sich jedoch die erfolgreiche Konditionierung und deren Extinktion. Nachfolgend stellt sich die Frage, ob zuk{\"u}nftig Paradigmen mit einem zweit{\"a}gigen Design bevorzugt werden sollten, da diese realen Bedingungen n{\"a}herkommen und teilweise auch Effekte der tDCS gezeigt haben. Abschließend l{\"a}sst sich die große Rolle des vmPFC in der Verarbeitung von aversiven Reizen darstellen und betonen, welch großes Potential in einer Beeinflussung der Aktivit{\"a}t des vmPFC liegt, das zuk{\"u}nftig genauer untersucht werden muss.}, subject = {Furchtkonditionierung}, language = {de} } @phdthesis{Stoll2021, author = {Stoll, Kristin}, title = {Molekulare Charakterisierung von Mitogen-activated Protein Kinase (MAPK)- Komponenten aus \(Echinococcus\) \(multilocularis\)}, doi = {10.25972/OPUS-24318}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-243180}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Die alveol{\"a}re Echinokokkose (AE), verursacht durch das Metacestoden- Larvenstadium des Fuchsbandwurms Echinococcus multilocularis (E. multilocularis), ist eine lebensbedrohliche Zoonose der n{\"o}rdlichen Hemisph{\"a}re mit eingeschr{\"a}nkten therapeutischen M{\"o}glichkeiten. Bei der Suche nach neuen Therapeutika haben Mitogen-activated Proteinkinase (MAPK) -Kaskaden als pharmakologische Zielstrukturen aufgrund ihrer essentiellen Rolle bei der Zellproliferation und -differenzierung ein großes Potenzial. In der vorliegenden Arbeit wurden durch BLAST- und reziproke BLAST-Analysen elf potenzielle MAPK Kinase Kinasen (MAP3K), f{\"u}nf potenzielle MAPK Kinasen (MAP2K) und sechs potenzielle MAPK im E. multilocularis-Genom identifiziert, die teils hoch konserviert sind und in nahezu allen Entwicklungsstadien des Parasiten exprimiert werden. Diese Erkenntnisse lassen auf ein komplexes MAPK-Signaltransduktions- system in E. multilocularis mit großer Bedeutung f{\"u}r den Parasiten schließen. Transkriptomdatenanalysen und Whole Mount in Situ Hybridisierung (WMISH) zeigten, dass emmkkk1 (EmuJ_000389600) als einzige MAP3K neben der Expression in postmitotischen Zellen in besonderem Maße in proliferativen Stammzellen des Parasiten exprimiert wird und somit eine wichtige Rolle bei der Differenzierung von Stammzellen spielen k{\"o}nnte. In Yeast-Two-Hybrid (Y2H) -Wechselwirkungsassays wurden Interaktionen von mehreren upstream- (EmGRB2) und downstream- wirkenden Signalkaskadekomponenten des JNK (EmMKK3, EmMPK3) und ERK (EmMKK3, EmMPK4) -Signalwegs gefunden. Daraus l{\"a}sst sich schließen, dass EmMKKK1, analog zu seinem humanen Homolog HsM3K1, eine zentrale Rolle bei der Echinococcus-Wachstumsregulation durch Rezeptortyrosinkinasen und vielf{\"a}ltige weitere Funktionen im Parasiten besitzt. Anhand von Erkenntnissen an Platyhelminthes kann daher von einem großen Potenzial dieser neu charakterisierten Signalwege als chemotherapeutische Angriffspunkte ausgegangen werden, wenngleich erste RNA-Interferenz (RNAi)- und Inhibitorstudien an emmkkk1, emmpk1 und emmpk4 keine durchschlagenden Effekte auf das {\"U}berleben von Prim{\"a}rzellkulturen und die Bildung von Metacestodenvesikeln zeigten. Zusammenfassend konnte in der vorliegenden Arbeit mit EmMKKK1 und neuen ERK- und JNK-Signalwegen zentrale Komponenten der komplexen MAPK-Signalkaskaden in E. multilocularis identifiziert werden, die h{\"o}chstwahrscheinlich einen großen Beitrag zur enormen Regenerationsf{\"a}higkeit der Echinococcus-Stammzellen leisten und vom Wirt abgeleitete Signale wie Insulin, Epidermaler Wachstumsfaktor (EGF) und Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF) {\"u}ber EmGRB2 in Proliferationsnetzwerke des Parasiten integrieren. Arzneimittel-Screening-Assays, die auf diese Signalwege abzielen, k{\"o}nnten daher zu alternativen Arzneimitteln f{\"u}hren, die alleine oder in Kombination mit einer bestehenden Chemotherapie (Benzimidazol) die Prognose von f{\"u}r AE-Patienten verbessern k{\"o}nnten.}, subject = {Fuchsbandwurm}, language = {de} } @phdthesis{Reimann2021, author = {Reimann, Hauke}, title = {Schicksal von Mikrokernen bzw. mikrokernhaltigen Zellen und Bedeutung von Mikrokernen als Biomarker}, doi = {10.25972/OPUS-24010}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-240109}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Mikrokerne sind als wichtiger Biomarker in der Gentoxizit{\"a}tsforschung seit langer Zeit etabliert und ihre Bildung ist mechanistisch gut verstanden, wohingegen das Mikrokernschicksal und die genaue Funktion von Mikrokernen in der Kanzerogenese unzureichend erforscht sind. Um das Schicksal von Mikrokernen und mikrokernhaltigen Zellen {\"u}ber einen l{\"a}ngeren Zeitraum zu untersuchen, wurden HeLa-Zellen, die mit einem GFP-markierten Histon H2B transfiziert worden sind, mittels Lebendzellmikroskopie nach Behandlung mit verschiedenen gentoxischen Agenzien f{\"u}r 96 h untersucht. Parameter wie die Mitose- oder Zelltodrate wurden dabei ebenso wie das Schicksal der Mikrokerne dokumentiert. W{\"a}hrend Persistenz und Reinkorporation von Mikrokernen h{\"a}ufig beobachtet wurden, waren Degradation und Auswurf von Mikrokernen selten bis gar nicht zu sehen. Auch konnte ein Teil der mikrokernhaltigen Zellen {\"u}ber mehrere Zellteilungen persistieren und proliferieren, wodurch die in Mikrokernen manifestierte chromosomale Instabilit{\"a}t unver{\"a}ndert bleiben kann. Ein eindeutiger Substanzeinfluss auf das Mikrokernschicksal konnte nicht ausgemacht werden. Extrusion sollte weiterhin durch Behandlung mit Hydroxyurea oder Cytochalasin B in Kombination mit gentoxischer Behandlung induziert werden, es wurde jedoch kein Effekt auf die Extrusionsrate beobachtet. Degradation wurde mittels γH2AX-Antik{\"o}rperf{\"a}rbung und transduziertem dsRed-markierten Autophagiemarker LC3B in HeLa-H2B-GFP-Zellen untersucht. Trotz erh{\"o}hter DNA-Degradation in Mikrokernen wurde nur selten eine Ko-Lokalisierung mit LC3B beobachtet. Daf{\"u}r gab es in HeLa-H2B-GFP-Zellen, die zus{\"a}tzlich mit dsRed markierten Kernmembranmarker Lamin B1 transduziert worden sind, Anzeichen f{\"u}r eine eingeschr{\"a}nkte Mikrokernmembranintegrit{\"a}t. Weiterhin wurden Zytokinese-Block Mikrokerntests nach Behandlung mit Thebain mit und ohne metabolische Aktivierung sowie Celecoxib und Celecoxibderivaten durchgef{\"u}hrt. Hierbei wurde nach Thebainbehandlung nur ohne metabolische Aktivierung und bei Anwesenheit von Zytotoxizit{\"a}t mehr Mikrokerne gefunden, w{\"a}hrend nach Behandlung mit Celecoxib und Celecoxibderivaten kein Anstieg beobachtet wurde. Zus{\"a}tzlich wurde der Einfluss durch neurodegenerative Ver{\"a}nderungen auf Mundschleimhautzellen in zwei großen Kohorten untersucht, wobei keine Effekte auf die H{\"a}ufigkeit von Mikrokernen oder mikrokernhaltigen Zellen zugeordnet werden konnten, w{\"a}hrend es teilweise bei Parametern, die auf Zytotoxizit{\"a}t hindeuten, zu Ver{\"a}nderungen kam. Es konnte insgesamt gezeigt werden, dass Mikrokerne und mikrokernhaltige Zellen zus{\"a}tzlich zu ihrer Funktion als Biomarker {\"u}ber wenigstens mehrere Zellteilungen bestehen bleiben k{\"o}nnen. Auf diese Weise k{\"o}nnen sie z. B. {\"u}ber Chromothripsis zu einer beschleunigten Kanzerogenese f{\"u}hren, was zu einer schlechten Prognose f{\"u}r Krebspatienten f{\"u}hren kann.}, subject = {Kleinkern}, language = {de} } @phdthesis{Stadler2021, author = {Stadler, David}, title = {Studien zur Inflammation und neuronalem Schaden in genetischen Modellen von progredienter Multipler Sklerose}, doi = {10.25972/OPUS-23692}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-236923}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Multiple Sklerose ist eine der h{\"a}ufigsten neurologischen Erkrankungen, die zu motorischen, sensiblen und vegetativen Einschr{\"a}nkungen f{\"u}hrt. H{\"a}ufig beginnt die Erkrankung mit einem schubf{\"o}rmigen Verlauf, dem eine progrediente Verschlechterung folgt. Trotzdem leiden ca. 15\% der Patienten bereits von Beginn an, an einer prim{\"a}r progressiven Variante der MS, die bereits mit der progredienten Phase beginnt. Bis jetzt ist die Pathophysiologie nicht vollst{\"a}ndig verstanden. Lange Zeit dachte man, dass MS prim{\"a}r eine reine Autoimmun-Erkrankung darstellt, aber in den letzten Jahren ergab sich die Frage, ob es vor allem in den progressiven Formen, eine zytodegenerative Komponente gibt, auf die eine sekund{\"a}re Inflammation folgt. Eine m{\"o}gliche Ursache stellen hier Mutationen des PLP 1 Gens dar, die normalerweise mit leukodystrophischen Erkrankungen assoziiert sind. Es gab zwei Fallberichte, in denen von Patienten berichtet wurde, die unterschiedliche Mutationen in diesem Gen hatten und den klinischen Ph{\"a}notyp einer MS zeigten. Diese Arbeit sollte nun die Auswirkungen der Mutationen, beziehungsweise einer Nullmutation des PLP 1 Gens in 18- und zum Teil 12-Monate alten Mausmutanten untersuchen. Hier konnten Myelin-Ver{\"a}nderungen und axonaler Schaden in immunhistochemischen Untersuchungen sowie mittels Elektronenmikroskopie und optischer Koh{\"a}renztomographie gezeigt werden. Weiter konnte eine Neuroinflammation und damit einhergehend eine zunehmende Anzahl CD8+ T-Zellen sowie einer erh{\"o}hten Anzahl an Mikroglia/Makrophagen gefunden werden. Dies ging mit vergleichsweise reduzierten Leistungen der Mutanten bei der motorischen Rotarod-Analyse einher. Interessanterweise wurde weniger neuraler Schaden in den heterozygoten Varianten gefunden, obwohl das Ausmaß der Entz{\"u}ndung gleichblieb. Dies k{\"o}nnte f{\"u}r eine zielgerichtete immunvermittelte Sch{\"a}digung der Oligodendrozyten sprechen, die zu neuronalem Schaden f{\"u}hrt. So konnte gezeigt werden, dass es durch Punktmutationen in einem Myelinprotein-codierendem Gen zu einer sekund{\"a}ren Entz{\"u}ndung kommen kann, die mit dem klinischen Ph{\"a}notyp einer progressiven MS einhergeht. Weiter sind diese Mausmodelle ein Beispiel f{\"u}r eine genetische Erkrankung des ZNS, in denen die Klinik maßgeblich durch die begleitende Inflammation und nicht allein durch den genetischen Schaden verursacht wird.}, subject = {Multiple Sklerose}, language = {de} } @phdthesis{Buss2021, author = {Buss, Alexa}, title = {Testung verschiedener Strategien f{\"u}r die Regeneration von Knorpeldefekten im Ex vivo-Testsystem}, doi = {10.25972/OPUS-24671}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-246714}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Die Degeneration des Gelenkknorpels ist Hauptursache f{\"u}r chronische Schmerzen und eine dadurch bedingte Einschr{\"a}nkung der Lebensqualit{\"a}t. F{\"u}r die Sozialversicherungssysteme ist dies mit steigenden Kosten verbunden. Gegenw{\"a}rtige Behandlungsoptionen wie die Mikrofrakturierung oder die (matrix-assoziierte) Autologe Chondrozytentransplantation (M-) ACT f{\"u}hren zu einem minderwertigen Reparaturgewebe aus Faserknorpel mit unzureichenden mechanischen Eigenschaften an der Defektstelle. Es besteht ein Bedarf an der Entwicklung und Testung neuer Knorpeltherapien, die ein funktionelles Reparaturgewebe f{\"u}r nachhaltige Beschwerdefreiheit erzeugen. Das hier verwendete k{\"u}rzlich etablierte osteochondrale Ex vivo-Testsystem (EVTS) eignet sich zur Evaluation unterschiedlicher zellbasierter Behandlungsans{\"a}tze f{\"u}r die Knorpelregeneration. Aus der medialen Femurkondyle von Schweinen wurden zylindrische 8 mm große osteochondrale Explantate (OCE) isoliert. Es wurden Knorpel-Knochendefekte und reine Knorpeldefekte kreiert und mit autologen Schweine-Chondrozyten (CZ) bzw. einer Mischung aus CZ und mesenchymalen Stammzellen (MSC) gef{\"u}llt, die in Kollagen Typ I Hydrogel eingebettet waren. Nach vierw{\"o}chiger Kultivierung wurden die Proben histologisch und immunhistochemisch gef{\"a}rbt (Safranin-O-F{\"a}rbung, Kollagen Typ II, Aggrekan), die Zellvitalit{\"a}t (Lebend-Tot-F{\"a}rbung) {\"u}berpr{\"u}ft und die extrazellul{\"a}re Matrixproduktion analysiert. Nach vierw{\"o}chiger Kultur im EVTS in Normoxie und Hypoxie zeigten sich die in Kollagen-I-Hydrogel eingebetteten Zellen lebensf{\"a}hig. Die Auswertung der verschiedenen Ans{\"a}tze erfolgte {\"u}ber den standardisierten ICRS-II-Score der International Cartilage Repair Society (ICRS) mit drei unabh{\"a}ngigen Bewertern. Insgesamt resultierten bessere Ergebnisse im Hinblick auf die Matrixsynthese in den Monokulturen aus CZ im Vergleich zu den Co-Kulturen aus CZ und MSCs. Da dieser Unterschied nicht groß war, k{\"o}nnten MSCs zur Einsparung autologer CZ eine Alternative in der Behandlung von Knorpeldefekten darstellen. Hypoxie spielte eine Rolle bei reinen Knorpeldefekten, nicht bei Knorpel-Knochendefekten. Dies best{\"a}tigt die Bedeutung des physiologischen hypoxischen Milieus des Gelenkknorpels, das einen niedrigen Sauerstoffgehalt von 2-5 VII \% aufweist. Die Ergebnisse zeigen, dass die unterschiedlichen Faktoren aus Zellkombination, Knorpeldefektgr{\"o}ße und Kultivierung in Hypoxie oder Normoxie Einfluss auf die Ausbildung der extrazellul{\"a}ren Matrix haben. Weiterhin fehlt jedoch das Verst{\"a}ndnis f{\"u}r die genauen Mechanismen des Knorpelregenerationsverhaltens. Ex vivo-Testsysteme k{\"o}nnen dabei helfen ein weiteres Verst{\"a}ndnis zu erlangen und entsprechende Behandlungsstrategien zu evaluieren.}, subject = {cartilage}, language = {de} } @phdthesis{Lodes2021, author = {Lodes, Nina Theresa}, title = {Tissue Engineering f{\"u}r seltene Erkrankungen mit St{\"o}rungen des mukozili{\"a}ren Transports}, doi = {10.25972/OPUS-20017}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-200178}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Bei der zystischen Fibrose (CF) sowie der prim{\"a}ren Ziliendyskinesie (PCD) handelt es sich um zwei seltene Erkrankungen, die unter anderem den mukozili{\"a}ren Transport beeintr{\"a}chtigen. CF geh{\"o}rt hierbei zu den am h{\"a}ufigsten vorkommenden angeborenen Stoffwechselerkrankungen, wobei Betroffene unter einem Defekt des Cystic Fibrosis Transmembrane Conductor Regulator (CFTR)-Gens leiden, der durch die Produktion von hochviskosem Sekret in muzinproduzierenden Organen, wie dem gastrointestinalen Trakt und der Lunge, gekennzeichnet ist. Patienten, die an PCD leiden, weisen Defekte in, zum jetzigen Zeitpunkt, ca. 38 bekannten und PCD-assoziierten Genen auf, die in strukturellen Defekten des zili{\"a}ren Apparats und somit in dysfunktionalen Kinozilien resultieren. Da aktuell weder f{\"u}r die CF noch f{\"u}r die PCD eine Heilung m{\"o}glich ist, steht bei der Therapie vor allem die Linderung der Symptome im Fokus. Grundlegendes Ziel ist der langfristige Erhalt der Lungenfunktion sowie die Pr{\"a}vention bakterieller Infekte. Als bisherige Modellsysteme zur Erforschung m{\"o}glicher Therapeutika gelten Tiermodelle, die den humanen Ph{\"a}notyp aufgrund von Speziesdiversit{\"a}t nicht vollst{\"a}ndig abbilden k{\"o}nnen. Als vielversprechende Testsysteme f{\"u}r die zystische Fibrose gelten humane intestinale Organoidkulturen. Nachdem allerdings vorwiegend respiratorische Symptome f{\"u}r die Mortalit{\"a}t der Patienten verantwortlich sind, stellen CF-Atemwegsmodelle bessere Testsysteme f{\"u}r zuk{\"u}nftige Therapeutika dar. Atmungsorganoidkulturen wurden verwendet, um die CFTR-Funktionalit{\"a}t zu untersuchen, repr{\"a}sentieren aber nicht vollst{\"a}ndig die in vivo Situation. Deshalb werden zur Entwicklung neuer Therapiestrategien patientenspezifische 3D in vitro Testsysteme der humanen Atemwege ben{\"o}tigt, die insbesondere im Hinblick auf personalisierte Medizin ihren Einsatz finden. In der vorliegenden Arbeit wurde eine f{\"u}r den Lehrstuhl neue Methode zur Zellgewinnung aus nasalen Schleimhautabstrichen etabliert, die eine standardisierte Versorgung mit humanem Prim{\"a}rmaterial garantiert. Zur Generierung einer krankheitsspezifischen Zelllinie, wie beispielsweise einer PCD-Zelllinie mit Hilfe des CRISPR/Cas9-Systems, ist eine Atemwegszelllinie erforderlich, die die in vivo Situation vollst{\"a}ndig repr{\"a}sentiert. So wurden vier verschiedene respiratorische Epithelzelllinien (HBEC3-KT, Calu-3, VA10 und Cl-huAEC) auf ihren mukozili{\"a}ren Ph{\"a}notyp hin untersucht, wobei lediglich die Zelllinie HBEC3-KT in zilientragende Zellen differenzierte. Diese zeigten jedoch nur auf ca. 5 \% der Modelloberfl{\"a}che Kinozilien, wodurch die humane respiratorische Mukosa nicht komplett abgebildet werden konnte und die HBEC3-KT-Zelllinie keine geeignete Zelllinie zur Generierung einer PCD-Zelllinie darstellte. Mit Hilfe des Tissue Engineering war es m{\"o}glich, 3D in vitro Testsysteme basierend auf zwei unterschiedlichen Matrices, der biologischen SIS (small intestinal submucosa) und der synthetischen Polyethylenterephthalat (PET)-Membran, aufzubauen. Es wurden 3D Atemwegstestsysteme mit humanen prim{\"a}ren nasalen und tracheobronchialen Epithelzellen generiert. Erg{\"a}nzend zu histologischen Untersuchungen und zur Charakterisierung spezifischer Marker des respiratorischen Systems mittels Immunfluoreszenz, wurde die Ultrastruktur der Modelle, mit speziellem Fokus auf zili{\"a}re Strukturen, analysiert. Um R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die zili{\"a}re Funktionalit{\"a}t ziehen zu k{\"o}nnen und somit eine hohe in vivo Korrelation zu best{\"a}tigen, wurde im Rahmen dieser Arbeit am Lehrstuhl f{\"u}r Tissue Engineering und Regenerative Medizin die Methode der Hochgeschwindigkeitsvideomikroskopie etabliert, welche die Analyse der Zilienschlagfrequenz sowie des mukozili{\"a}ren Transports erm{\"o}glicht. Ebenfalls wurde der Einfluss von isotoner Kochsalzl{\"o}sung und des � 2-adrenergen Agonisten Salbutamol, das vor allem als Bronchodilatator bei Asthmapatienten eingesetzt wird, auf die Zilienschlagfrequenz analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass beide Substanzen den Zilienschlag im Atemwegsmodell erh{\"o}hen. Zur Generierung der Testsysteme der beiden seltenen Erkrankungen CF und PCD wurden Epithelzellen der betroffenen Patienten zun{\"a}chst mittels nicht-invasiver Raman-Spektroskopie auf einen potentiellen Biomarker untersucht, welcher Einsatz in der Diagnostik der beiden Krankheiten finden k{\"o}nnte. Es konnte jedoch weder f{\"u}r die CF noch f{\"u}r die PCD ein Biomarker aufgedeckt werden. Jedoch zeigten PCD-Zellen eine geringe Auftrennung gegen{\"u}ber nicht-PCD Zellen. Anschließend wurden 3D-Atemwegstestsysteme basierend auf Patientenzellen aufgebaut. Der Ph{\"a}notyp der CF-Modelle wurde mittels immunhistologischer F{\"a}rbung und der Analyse des gest{\"o}rten mukozili{\"a}ren Transports verifiziert. Strukturelle zili{\"a}re Defekte konnten durch die ultrastrukturelle Analyse von Zilienquerschnitten in drei donorspezifischen PCD-Modellen identifiziert werden. Dar{\"u}ber hinaus konnte die zili{\"a}re Funktionalit{\"a}t mit Hilfe der Hochgeschwindigkeitsvideomikroskopie nicht nachgewiesen werden. Zusammenfassend ist es in dieser Arbeit gelungen, eine neue Methode zur vollst{\"a}ndigen Charakterisierung von 3D-Atemwegstestsystemen zu etablieren, die die Analyse der Zilienschlagfrequenz sowie des mukozili{\"a}ren Transports erm{\"o}glicht. Es konnte erstmalig gezeigt werden, dass mit Hilfe des Tissue Engineering ein personalisiertes Krankheitsmodell f{\"u}r die PCD auf Segmenten eines dezellularisierten porzinen Jejunums generiert werden kann, das zuk{\"u}nftig ein Testsystem f{\"u}r potentielle Therapeutika darstellen kann.}, subject = {In-vitro-Kultur}, language = {de} }