@phdthesis{Zuern2015,
  author    = {Z{\"u}rn, Michael},
  title     = {The Dual Nature of Utility - Categorical and Comparative Evaluations in Economic Decisions},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-120141},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Utility is perhaps the most central concept in modern economic theorizing. However, the behaviorist reduction to Revealed Preference not only removed the psychological content of utility but experimental investigations also exposed numerous anomalies in this theory. This program of research focused on the psychological processes by which utility judgments are generated. For this purpose, the standard assumption of a homogeneous concept is substituted by the Utilitarian Duality Hypothesis. In particular, judgments concerning categorical utility (uCat) infer an object's category based on its attributes which may subsequently allow the transfer of evaluative information like feelings or attitudes. In contrast, comparative utility (uCom) depends on the distance to a reference value on a specific dimension of comparison. Importantly, dimensions of comparison are manifold and context dependent. In a series of experiments, we show that the resulting Dual Utility Model is able to explain several known anomalies in a parsimonious fashion. Moreover, we identify central factors determining the relative weight assigned to both utility components. Finally, we discuss the implications of the Utilitarian Duality for both, the experimental practice in economics as well as the consequences for economic theorizing. In sum, we propose that the Dual Utility Model can serve as an integrative framework for both the rational model and its anomalies.},
  subject      = {Nutzen},
  language  = {en}
}
@phdthesis{ZinkgebSondergeld2015,
  author    = {Zink [geb. Sondergeld], Thomas Gerd},
  title     = {Der Cofilin-Signalweg im Glioblastoma multiforme - Ursachen f{\"u}r den Verlust von Chronophin und Einfluss von LIM-Kinase-Inhibitoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-127065},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Das invasive Potential maligner Gliome beeinflusst maßgeblich die schlechte Prognose dieser Tumorentit{\"a}t. Migration und Invasion von Tumorzellen werden entscheidend durch die Cofilin-vermittelte Umstrukturierung des Aktin-Zytoskeletts gepr{\"a}gt, die durch die Aktivit{\"a}t antagonistischer Cofilin-Kinasen und -Phosphatasen reguliert wird. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte ein progressiver Expressionsverlust der Cofilin-Phosphatase Chronophin mit ansteigendem Malignit{\"a}tsgrad astrozyt{\"a}rer Gliome aufgezeigt werden, der mit einer Zunahme der Phosphorylierung von Cofilin einhergeht. In den entsprechenden Gewebeproben gelang gleichzeitig der Nachweis einer gesteigerten Expression der Cofilin-Kinase LIMK-2. Genetische und epigenetische Analysen des Chronophin-Locus konnten eine Hypermethylierung im Bereich der Promotorregion der Phosphatase identifizieren, die m{\"o}glicherweise dem Verlust von Chronophin in Glioblastom-Gewebeproben zugrunde liegt. In Glioblastom-Zelllinien, die unterschiedliche Expressionsmuster von Chronophin aufwiesen, konnten hingegen keine molekularen Alterationen festgestellt werden. Untersuchungen des Einflusses von ROCK- und LIMK-Inhibitoren auf Glioblastomzellen konnten ausgepr{\"a}gte Ver{\"a}nderungen der Zellmorphologie dokumentieren, wobei erstmals die Induktion eines stellate cell-Ph{\"a}notyps unter Einfluss des LIMK-Inhibitors BMS-5 beschrieben wird. W{\"a}hrend ROCK- und LIMK-Inhibitoren keinen Einfluss auf die 2D-Motilit{\"a}t der Tumorzellen hatten, wiesen die Glioblastomzellen in Abh{\"a}ngigkeit ihrer basalen Cofilin-Aktivit{\"a}t eine verst{\"a}rkte bzw. verminderte 3D-Invasivit{\"a}t auf. Die Erkenntnisse dieser Arbeit unterstreichen die Bedeutung des Cofilin-Signalweges f{\"u}r die Migration und Invasion von Gliomzellen, zeigen neue Angriffspunkte in der Therapie maligner Gliome auf und warnen zugleich vor einem unkritischen Einsatz neuer Wirkstoffe.},
  subject      = {Cofilin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zhu2015,
  author    = {Zhu, Ana Cheng},
  title     = {Metagenomic analysis of genetic variation in human gut microbial species},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-113890},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Microbial species (bacteria and archaea) in the gut are important for human health in various ways. Not only does the species composition vary considerably within the human population, but each individual also appears to have its own strains of a given species. While it is known from studies of bacterial pan-genomes, that genetic variation between strains can differ considerably, such as in Escherichia coli, the extent of genetic variation of strains for abundant gut species has not been surveyed in a natural habitat. This is mainly due to the fact that most of these species cannot be cultured in the laboratory. Genetic variation can range from microscale genomic rearrangements such as small nucleotide polymorphism (SNP) to macroscale large genomic rearrangements like structural variations. Metagenomics offers an alternative solution to study genetic variation in prokaryotes, as it involves DNA sequencing of the whole community directly from the environment. However, most metagenomic studies to date only focus on variation in gene abundance and hence are not able to characterize genetic variation (in terms of presence or absence of SNPs and genes) of gut microbial strains of individuals. The aim of my doctorate studies was therefore to study the extent of genetic variation in the genomic sequence of gut prokaryotic species and its phenotypic effects based on: (1) the impact of SNP variation in gut bacterial species, by focusing on genes under selective pressure and (2) the gene content variation (as a proxy for structural variation) and their effect on microbial species and the phenotypic traits of their human host. In the first part of my doctorate studies, I was involved in a project in which we created a catalogue of 10.3 million SNPs in gut prokaryotic species, based on metagenomes. I used this to perform the first SNP-based comparative study of prokaryotic species evolution in a natural habitat. Here, I found that strains of gut microbial species in different individuals evolve at more similar rates than the strains within an individual. In addition, I found that gene evolution can be uncoupled from the evolution of its originating species, and that this could be related to selective pressure such as diet, exemplified by galactokinase gene (galK). Despite the individuality (i.e. uniqueness of each individual within the studied metagenomic dataset) in the SNP profile of the gut microbiota that we found, for most cases it is not possible to link SNPs with phenotypic differences. For this reason I also used gene content as a proxy to study structural variation in metagenomes. In the second part of my doctorate studies, I developed a methodology to characterize the variability of gene content in gut bacterial species, using metagenomes. My approach is based on gene deletions, and was applied to abundant species (demonstrated using a set of 11 species). The method is sufficiently robust as it captures a similar range of gene content variability as has been detected in completely sequenced genomes. Using this procedure I found individuals differ by an average of 13\% in their gene content of gut bacterial strains within the same species. Interestingly no two individuals shared the same gene content across bacterial species. However, this variation corresponds to a lower limit, as it is only accounts for gene deletion and not insertions. This large variation in the gene content of gut strain was found to affect important functions, such as polysaccharide utilization loci (PULs) and capsular polysaccharide synthesis (CPS), which are related with digestion of dietary fibers. In summary, I have shown that metagenomics based approaches can be robust in characterizing genetic variation in gut bacterial species. I also illustrated, using examples both for SNPs and gene content (galK, PULs and CPS), that this genetic variation can be used to predict the phenotypic characteristics of the microbial species, as well as predicting the phenotype of their human host (for example, their capacity to digest different food components). Overall, the results of my thesis highlight the importance of characterizing the strains in the gut microbiome analogous to the emerging variability and importance of human genomics.},
  subject      = {Darmflora},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Zesewitz2015,
  author    = {Zesewitz, Anna-Katharina},
  title     = {Die Rolle des dorsolateralen pr{\"a}frontalen Cortex w{\"a}hrend der Regulation appetitiver Reaktionstendenzen bei Alkoholabh{\"a}ngigkeit},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-109534},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Gem{\"a}ß 2-Prozess-Modellen der Abh{\"a}ngigkeit resultiert die Reaktion auf suchtassoziierte Reize aus der Interaktion zweier in Verbindung stehender, aber unabh{\"a}ngig voneinander arbeitender Systeme: Aus dem Zusammenspiel eines dominierenden Implizitsystems und eines geschw{\"a}chten Explizitsystems ergeben sich starke Ann{\"a}herungstendenzen, die immer wieder zum Konsum der Droge f{\"u}hren. Den genannten Systemen k{\"o}nnen eigene aber {\"u}berlappend arbeitende neuronale Schaltkreise zugeordnet werden. Als Anteil des Implizitsystems generieren Impulse des Striatums Ann{\"a}herungstendenzen. Gegenspieler hierzu ist der Bereich der Amygdala, hier kann Vermeidungs- und Abwendungsverhalten gegen{\"u}ber pr{\"a}sentierten Stimuli entstehen. Beiden {\"u}bergeordnet bef{\"a}higt der pr{\"a}frontale Cortex zu einer bewussten Entscheidungsfindung und Verhaltenskontrolle (Triadic Modell). Indirekte Mess-methoden wie die Approach-Avoidance Task (AAT) erm{\"o}glichen {\"u}ber die Analyse des gezeigten Verhaltens die Erfassung der vorherrschenden Assoziationen zwischen emotionaler Stimuluswertigkeit und aufkommender Verhaltenstendenz des impulsiven Systems. Grundlage der AAT ist es dabei, dass prinzipiell als positiv bewertete Stimuli vorrangig mit Ann{\"a}herungs-verhalten, Stimuli mit Negativbewertung dagegen eher mit Vermeidungs-verhalten verkn{\"u}pft werden. Je nach Aufgabenstellung werden Reizvalenz und geforderte motorische Reaktion unterschiedlich kombiniert. So ergeben sich kompatible bzw. inkompatible Kombinationen zwischen dargebotenem Reiz, geforderter Reaktion (Ann{\"a}herung vs. Vermeidung) und empfundener Assoziation (positiv vs. negativ). Bei Kompatibilit{\"a}t werden schnellere Reaktionen mit niedrigerer Fehlerrate gezeigt als bei inkompatibler Aufgaben-stellung. Dies l{\"a}sst auf die vorliegenden Verhaltenstendenzen schließen. In der vorliegenden Arbeit entscheidet der Faktor „Gruppe" (alkoholabh{\"a}ngige Pro-banden bzw. gesunde Kontrollpersonen) {\"u}ber Kompatibilit{\"a}t bzw. Inkompatibilit{\"a}t der Kombination aus Reiz (alkoholassoziierter bzw. nicht-alkoholassoziierter Stimulus) und Verhalten (Ann{\"a}herung bzw. Vermeidung). Ziel war es nun die postulierten Ann{\"a}herungstendenzen gegen{\"u}ber alkohol-assoziierten Reizen auf Verhaltensebene mittels AAT zu erfassen. Gleichzeitig wurde mittels Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS) die Aktivit{\"a}t der beteiligten kortikalen Strukturen des dorsolateralen Pr{\"a}frontalcortex (DLPFC), des Orbito-frontalcortex (OFC) sowie des dorsalen fronto-medianen Cortex (DFMC) gemessen und zwischen alkoholabh{\"a}ngigen und gesunden Probanden ver-glichen. Bez{\"u}glich der gemessenen Reaktionszeiten ergaben sich wie erwartet bei dem untersuchten Patientenkollektiv Ann{\"a}herungstendenzen gegen{\"u}ber alkoholassoziierten Stimuli. Gegen{\"u}ber nicht-alkoholassoziierten Produkt-bildern waren Vermeidungstendenzen erkennbar. Die Auswertungen der Kontrollgruppe ergaben genau umgekehrte Resultate. Identische Ergebnisse ließen sich f{\"u}r beide Gruppen bei Betrachtung der mittels NIRS gemessenen Hirnaktivit{\"a}t des OFC beschreiben. Diese Ergebnisse werden im Rahmen einer Abh{\"a}ngigkeit als Resultat einer vermehrt positiven Bewertung suchtassoziierter Stimuli mit einem {\"u}berm{\"a}ßigen Ansprechen des Belohnungszentrums diskutiert. Unabh{\"a}ngig der Gruppenzugeh{\"o}rigkeit konnten im Bereich des DLPFC durch eine st{\"a}rkere kortikale Aktivierung bei Vermeidung im Vergleich zur Ann{\"a}herung der alkoholassoziierten Produktbilder Ann{\"a}herungspr{\"a}ferenzen gegen{\"u}ber alkoholischen Produktbildern nachgewiesen werden. Die fehlenden Gruppenunterschiede lassen sich eventuell durch die gegebenen Instruktionen mit Betonung des Bildinhaltes und einem dadurch erzeugten Bewusstsein f{\"u}r die Hypothesen des Experiments erkl{\"a}ren. Außerdem bietet eine durch Alkoholabh{\"a}ngigkeit generell verminderte Aktivit{\"a}t des DLPFC einen m{\"o}glichen Erkl{\"a}rungsansatz. Korrelationsanalysen zwischen DLPFC und OFC unter-st{\"u}tzen die Vorstellung des DLPFC als oberstes Kontrollgremium {\"u}ber s{\"a}mtlichen dem Belohnungszentrum zuzuordnenden Hirnstrukturen. Ausblickend l{\"a}sst sich die klinische Bedeutung der erhaltenen Resultate er{\"o}rtern. Aktuelle Forschungsarbeiten verwenden die AAT im Rahmen eines Trainings zur R{\"u}ckfallpr{\"a}vention. Durch viele Wiederholungen der inkompatiblen Reiz-Verhaltenskombination werden vorhandene Ann{\"a}herungs-tendenzen abgeschw{\"a}cht und R{\"u}ckf{\"a}lle vermieden. Offen bleibt die Erforschung der diesen Trainingserfolgen zugrundeliegenden Mechanismen sowie eine m{\"o}gliche Eingrenzung der davon profitierenden Patientengruppen.},
  subject      = {dorsolateraler pr{\"a}frontaler Cortex},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zeiner2015,
  author    = {Zeiner, Judith},
  title     = {Die Beeinflussung des europ{\"a}ischen Gesetzgebungsprozesses durch Lobbying - Eine empirische Analyse am Beispiel der Unternehmensteuerharmonisierung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-118615},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Aufgrund der gestiegenen Komplexit{\"a}t der Umwelt ist es f{\"u}r den Gesetzgeber unerl{\"a}sslich, Experten in die Entscheidungsfindungsphase einzubeziehen, um funktionsf{\"a}hige Regelwerke zu erstellen. Diese Spezialisten sind in der Theorie in Informationslieferanten und Interessensvertreter zu differenzieren. Die Vorgehensweisen "echter" Lobbyisten haben sich im Laufe der Zeit auf eine {\"a}ußerst diskrete Ebene verschoben, sodass ein Sichtbarmachen nicht legitimierter Handlungen sich als ein {\"a}ußerst schwieriges Unterfangen darstellt. Die politikwissenschaftlichen Ans{\"a}tze zum empirischen Nachweis von Lobbyismusaktivit{\"a}ten im Gesetzgebungsprozess werden daher einerseits auf die Anwendbarkeit im Steuerrecht {\"u}berpr{\"u}ft und die bestm{\"o}gliche Methodenkombination auf das europ{\"a}ische Vorhaben einer Gemeinsamen Konsolidierten K{\"o}rperschaftsteuer-Bemessungsgrundlage (GKKB) angewandt. Es ist hierdurch m{\"o}glich, eine begrenzte Anzahl von Individuen, Verb{\"a}nden und Unternehmen aus der Gesamtheit der durch offizielle Dokumente der Europ{\"a}ischen Kommission sichtbaren Akteure herauszufiltern, denen eine erh{\"o}hte Beteiligung am Entstehungsprozess des Richtlinienentwurfs nachgesagt wird.},
  subject      = {Europ{\"a}ische Union},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Yang2015,
  author    = {Yang, Zhenghong},
  title     = {A systematic study of learned helplessness in Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-112424},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {The learned helplessness phenomenon is a specific animal behavior induced by prior exposure to uncontrollable aversive stimuli. It was first found by Seligman and Maier (1967) in dogs and then has been reported in many other species, e.g. in rats (Vollmayr and Henn, 2001), in goldfishes (Padilla, 1970), in cockroaches (Brown, 1988) and also in fruit flies (Brown, 1996; Bertolucci, 2008). However, the learned helplessness effect in fruit flies (Drosophila melanogaster) has not been studied in detail. Thus, in this doctoral study, we investigated systematically learned helplessness behavior of Drosophila for the first time. Three groups of flies were tested in heatbox. Control group was in the chambers experiencing constant, mild temperature. Second group, master flies were punished in their chambers by being heated if they stopped walking for 0.9s. The heat pulses ended as soon as they resumed walking again. A third group, the yoked fly, was in their chambers at the same time. However, their behavior didn't affect anything: yoked flies were heated whenever master flies did, with same timing and durations. After certain amount of heating events, yoked flies associated their own behavior with the uncontrollability of the environment. They suppressed their innate responses such as reducing their walking time and walking speed; making longer escape latencies and less turning around behavior under heat pulses. Even after the conditioning phase, yoked flies showed lower activity level than master and control flies. Interestingly, we have also observed sex dimorphisms in flies. Male flies expressed learned helplessness not like female flies. Differences between master and yoked flies were smaller in male than in female flies. Another interesting finding was that prolonged or even repetition of training phases didn't enhance learned helplessness effect in flies. Furthermore, we investigated serotonergic and dopaminergic nervous systems in learned helplessness. Using genetic and pharmacological manipulations, we altered the levels of serotonin and dopamine in flies' central nervous system. Female flies with reduced serotonin concentration didn't show helpless behavior, while the learned helplessness effect in male flies seems not to be affected by a reduction of serotonin. Flies with lower dopamine level do not display the learned helplessness effect in the test phase, suggesting that with low dopamine the motivational change in learned helplessness in Drosophila may decline faster than with a normal dopamine level.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wurst2015,
  author    = {Wurst, Jan-Eric},
  title     = {Hp-Finite Elements for PDE-Constrained Optimization},
  publisher = {W{\"u}rzburg University Press},
  address   = {W{\"u}rzburg},
  isbn      = {978-3-95826-024-5 (print)},
  doi       = {10.25972/WUP-978-3-95826-025-2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-115027},
  school      = {W{\"u}rzburg University Press},
  pages     = {188},
  year      = {2015},
  abstract  = {Diese Arbeit behandelt die hp-Finite Elemente Methode (FEM) f{\"u}r linear quadratische Optimal-steuerungsprobleme. Dabei soll ein Zielfunktional, welches die Entfernung zu einem angestrebten Zustand und hohe Steuerungskosten (als Regularisierung) bestraft, unter der Nebenbedingung einer elliptischen partiellen Differentialgleichung minimiert werden. Bei der Anwesenheit von Steuerungsbeschr{\"a}nkungen k{\"o}nnen die notwendigen Bedingungen erster Ordnung, die typischerweise f{\"u}r numerische L{\"o}sungsverfahren genutzt werden, als halbglatte Projektionsformel formuliert werden. Folglich sind optimale L{\"o}sungen oftmals auch nicht-glatt. Die Technik der hp-Diskretisierung ber{\"u}cksichtigt diese Tatsache und approximiert raue Funktionen auf feinen Gittern, w{\"a}hrend Elemente h{\"o}herer Ordnung auf Gebieten verwendet werden, auf denen die L{\"o}sung glatt ist. Die erste Leistung dieser Arbeit ist die erfolgreiche Anwendung der hp-FEM auf zwei verwandte Problemklassen: Neumann- und Interface-Steuerungsprobleme. Diese werden zun{\"a}chst mit entsprechenden a-priori Verfeinerungsstrategien gel{\"o}st, mit der randkonzentrierten (bc) FEM oder interface konzentrierten (ic) FEM. Diese Strategien generieren Gitter, die stark in Richtung des Randes beziehungsweise des Interfaces verfeinert werden. Um f{\"u}r beide Techniken eine algebraische Reduktion des Approximationsfehlers zu beweisen, wird eine elementweise interpolierende Funktion konstruiert. Außerdem werden die lokale und globale Regularit{\"a}t von L{\"o}sungen behandelt, weil sie entscheidend f{\"u}r die Konvergenzgeschwindigkeit ist. Da die bc- und ic- FEM kleine Polynomgrade f{\"u}r Elemente verwenden, die den Rand beziehungsweise das Interface ber{\"u}hren, k{\"o}nnen eine neue L2- und L∞-Fehlerabsch{\"a}tzung hergeleitet werden. Letztere bildet die Grundlage f{\"u}r eine a-priori Strategie zum Aufdatieren des Regularisierungsparameters im Zielfunktional, um Probleme mit bang-bang Charakter zu l{\"o}sen. Zudem wird die herk{\"o}mmliche hp-Idee, die daraus besteht das Gitter geometrisch in Richtung der Ecken des Gebiets abzustufen, auf die L{\"o}sung von Optimalsteuerungsproblemen {\"u}bertragen (vc-FEM). Es gelingt, Regularit{\"a}t in abz{\"a}hlbar normierten R{\"a}umen f{\"u}r die Variablen des gekoppelten Optimalit{\"a}tssystems zu zeigen. Hieraus resultiert die exponentielle Konvergenz im Bezug auf die Anzahl der Freiheitsgrade. Die zweite Leistung dieser Arbeit ist die Entwicklung einer v{\"o}llig adaptiven hp-Innere-Punkte-Methode, die Probleme mit verteilter oder Neumann Steuerung l{\"o}sen kann. Das zugrundeliegende Barriereproblem besitzt ein nichtlineares Optimilit{\"a}tssystem, das eine numerische Herausforderung beinhaltet: die stabile Berechnung von Integralen {\"u}ber Funktionen mit m{\"o}glichen Singularit{\"a}ten in Elementen h{\"o}herer Ordnung. Dieses Problem wird dadurch gel{\"o}st, dass die Steuerung an den Integrationspunkten {\"u}berwacht wird. Die Zul{\"a}ssigkeit an diesen Punkten wird durch einen Gl{\"a}ttungsschritt garantiert. In dieser Arbeit werden sowohl die Konvergenz eines Innere-Punkte-Verfahrens mit Gl{\"a}ttungsschritt als auch a-posteriori Schranken f{\"u}r den Diskretisierungsfehler gezeigt. Dies f{\"u}hrt zu einem adaptiven L{\"o}sungsalgorithmus, dessen Gitterverfeinerung auf der Entwicklung der L{\"o}sung in eine Legendre Reihe basiert. Hierbei dient das Abklingverhalten der Koeffizienten als Glattheitsindikator und wird f{\"u}r die Entscheidung zwischen h- und p-Verfeinerung herangezogen.},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wongkaew2015,
  author    = {Wongkaew, Suttida},
  title     = {On the control through leadership of multi-agent systems},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-120914},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {The investigation of interacting multi-agent models is a new field of mathematical research with application to the study of behavior in groups of animals or community of people. One interesting feature of multi-agent systems is collective behavior. From the mathematical point of view, one of the challenging issues considering with these dynamical models is development of control mechanisms that are able to influence the time evolution of these systems. In this thesis, we focus on the study of controllability, stabilization and optimal control problems for multi-agent systems considering three models as follows: The first one is the Hegselmann Krause opinion formation (HK) model. The HK dynamics describes how individuals' opinions are changed by the interaction with others taking place in a bounded domain of confidence. The study of this model focuses on determining feedback controls in order to drive the agents' opinions to reach a desired agreement. The second model is the Heider social balance (HB) model. The HB dynamics explains the evolution of relationships in a social network. One purpose of studying this system is the construction of control function in oder to steer the relationship to reach a friendship state. The third model that we discuss is a flocking model describing collective motion observed in biological systems. The flocking model under consideration includes self-propelling, friction, attraction, repulsion, and alignment features. We investigate a control for steering the flocking system to track a desired trajectory. Common to all these systems is our strategy to add a leader agent that interacts with all other members of the system and includes the control mechanism. Our control through leadership approach is developed using classical theoretical control methods and a model predictive control (MPC) scheme. To apply the former method, for each model the stability of the corresponding linearized system near consensus is investigated. Further, local controllability is examined. However, only in the Hegselmann-Krause opinion formation model, the feedback control is determined in order to steer agents' opinions to globally converge to a desired agreement. The MPC approach is an optimal control strategy based on numerical optimization. To apply the MPC scheme, optimal control problems for each model are formulated where the objective functions are different depending on the desired objective of the problem. The first-oder necessary optimality conditions for each problem are presented. Moreover for the numerical treatment, a sequence of open-loop discrete optimality systems is solved by accurate Runge-Kutta schemes, and in the optimization procedure, a nonlinear conjugate gradient solver is implemented. Finally, numerical experiments are performed to investigate the properties of the multi-agent models and demonstrate the ability of the proposed control strategies to drive multi-agent systems to attain a desired consensus and to track a given trajectory.},
  subject      = {Mehragentensystem},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wolter2015,
  author    = {Wolter, Patrick},
  title     = {Characterization of the mitotic localization and function of the novel DREAM target GAS2L3 and Mitotic kinesins are regulated by the DREAM complex, often up-regulated in cancer cells, and are potential targets for anti-cancer therapy},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122531},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {The recently discovered human DREAM complex (for DP, RB-like, E2F and MuvB complex) is a chromatin-associated pocket protein complex involved in cell cycle- dependent gene expression. DREAM consists of five core subunits and forms a complex either with the pocket protein p130 and the transcription factor E2F4 to repress gene expression or with the transcription factors B-MYB and FOXM1 to promote gene expression. Gas2l3 was recently identified by our group as a novel DREAM target gene. Subsequent characterization in human cell lines revealed that GAS2L3 is a microtubule and F-actin cross-linking protein, expressed in G2/M, plays a role in cytokinesis, and is important for chromosomal stability. The aim of the first part of the study was to analyze how expression of GAS2L3 is regulated by DREAM and to provide a better understanding of the function of GAS2L3 in mitosis and cytokinesis. ChIP assays revealed that the repressive and the activating form of DREAM bind to the GAS2L3 promoter. RNA interference (RNAi) mediated GAS2L3 depletion demonstrated the requirement of GAS2L3 for proper cleavage furrow ingression in cytokinesis. Immunofluorescence-based localization studies showed a localization of GAS2L3 at the mitotic spindle in mitosis and at the midbody in cytokinesis. Additional experiments demonstrated that the GAS2L3 GAR domain, a putative microtubule- binding domain, is responsible for GAS2L3 localization to the constriction zones in cytokinesis suggesting a function for GAS2L3 in the abscission process. DREAM is known to promote G2/M gene expression. DREAM target genes include several mitotic kinesins and mitotic microtubule-associated proteins (mitotic MAPs). However, it is not clear to what extent DREAM regulates mitotic kinesins and MAPs, so far. Furthermore, a comprehensive study of mitotic kinesin expression in cancer cell lines is still missing. Therefore, the second major aim of the thesis was to characterize the regulation of mitotic kinesins and MAPs by DREAM, to investigate the expression of mitotic kinesins in cancer cell line panels and to evaluate them as possible anti-cancer targets. ChIP assays together with RNAi mediated DREAM subunit depletion experiments demonstrated that DREAM is a master regulator of mitotic kinesins. Furthermore, expression analyses in a panel of breast and lung cancer cell lines revealed that mitotic kinesins are up-regulated in the majority of cancer cell lines in contrast to non-transformed controls. Finally, an inducible lentiviral-based shRNA system was developed to effectively deplete mitotic kinesins. Depletion of selected mitotic kinesins resulted in cytokinesis failures and strong anti-proliferative effects in several human cancer cell lines. Thus, this system will provide a robust tool for future investigation of mitotic kinesin function in cancer cells.},
  subject      = {Zellzyklus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wolf2015,
  author    = {Wolf, Nadine},
  title     = {Synthese, Charakterisierung und Modellierung von klassischen Sol-Gel- und Nanopartikel-Funktionsschichten auf der Basis von Zinn-dotiertem Indiumoxid und Aluminium-dotiertem Zinkoxid},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-112416},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Das Ziel dieser Arbeit ist neben der Synthese von Sol-Gel-Funktionsschichten auf der Basis von transparent leitf{\"a}higen Oxiden (transparent conducting oxides, TCOs) die umfassende infrarotoptische und elektrische Charakterisierung sowie Modellierung dieser Schichten. Es wurden sowohl {\"u}ber klassische Sol-Gel-Prozesse als auch {\"u}ber redispergierte Nanopartikel-Sole spektralselektive Funktionsschichten auf Glas- und Polycarbonat-Substraten appliziert, die einen m{\"o}glichst hohen Reflexionsgrad im infraroten Spektralbereich und damit einhergehend einen m{\"o}glichst geringen Gesamtemissionsgrad sowie einen niedrigen elektrischen Fl{\"a}chenwiderstand aufweisen. Zu diesem Zweck wurden dotierte Metalloxide, n{\"a}mlich einerseits Zinn-dotiertes Indiumoxid (tin doped indium oxide, ITO) und andererseits Aluminium-dotiertes Zinkoxid (aluminum doped zinc oxide, AZO)verwendet. Im Rahmen dieser Arbeit wurden vertieft verschiedene Parameter untersucht, die bei der Pr{\"a}paration von niedrigemittierenden ITO- und AZO-Funktionsschichten im Hinblick auf die Optimierung ihrer infrarot-optischen und elektrischen Eigenschaften sowie ihrer Transmission im sichtbaren Spektralbereich von Bedeutung sind. Neben der Sol-Zusammensetzung von klassischen Sol-Gel-ITO-Beschichtungsl{\"o}sungen wurden auch die Beschichtungs- und Ausheizparameter bei der Herstellung von klassischen Sol-Gel-ITO- sowie -AZO-Funktionsschichten charakterisiert und optimiert. Bei den klassischen Sol-Gel- ITO-Funktionsschichten konnte als ein wesentliches Ergebnis der Arbeit der Gesamtemissionsgrad um 0.18 auf 0.17, bei in etwa gleichbleibenden visuellen Transmissionsgraden und elektrischen Fl{\"a}chenwiderst{\"a}nden, reduziert werden, wenn anstelle von (optimierten) Mehrfach-Beschichtungen Einfach-Beschichtungen mit einer schnelleren Ziehgeschwindigkeit anhand des Dip-Coating-Verfahrens hergestellt wurden. Mit einer klassischen Sol-Gel-ITO-Einfach-Beschichtung, die mit einer deutlich erh{\"o}hten Ziehgeschwindigkeit von 600 mm/min gedippt wurde, konnte mit einem Wert von 0.17 der kleinste Gesamtemissionsgrad dieser Arbeit erzielt werden. Die Gesamtemissionsgrade und elektrischen Fl{\"a}chenwiderst{\"a}nde von klassischen Sol-Gel-AZOFunktionsschichten konnten mit dem in dieser Arbeit optimierten Endheizprozess deutlich gesenkt werden. Bei Neunfach-AZO-Beschichtungen konnten der Gesamtemissionsgrad um 0.34 auf 0.50 und der elektrische Fl{\"a}chenwiderstand um knapp 89 \% auf 65 Ω/sq verringert werden. Anhand von Hall-Messungen konnte dar{\"u}ber hinaus nachgewiesen werden, dass mit dem optimierten Endheizprozess, der eine erh{\"o}hte Temperatur w{\"a}hrend der Reduzierung der Schichten aufweist, mit N = 4.3·1019 cm-3 eine etwa doppelt so hohe Ladungstr{\"a}gerdichte und mit µ = 18.7 cm2/Vs eine etwa drei Mal so große Beweglichkeit in den Schichten generiert wurden, im Vergleich zu jenen Schichten, die nach dem alten Endheizprozess ausgeh{\"a}rtet wurden. Das deutet darauf hin, dass bei dem optimierten Heizschema sowohl mehr Sauerstofffehlstellen und damit eine h{\"o}here Ladungstr{\"a}gerdichte als auch Funktionsschichten mit einem h{\"o}heren Kristallisationsgrad und damit einhergehend einer h{\"o}heren Beweglichkeit ausgebildet werden. Ein Großteil der vorliegenden Arbeit behandelt die Optimierung und Charakterisierung von ITO-Nanopartikel-Solen bzw. -Funktionsschichten. Neben den verwendeten Nanopartikeln, dem Dispergierungsprozess, der Beschichtungsart sowie der jeweiligen Beschichtungsparameter und der Nachbehandlung der Funktionsschichten, wurde erstmals in einer ausf{\"u}hrlichen Parameterstudie die Sol-Zusammensetzung im Hinblick auf die Optimierung der infrarot-optischen und elektrischen Eigenschaften der applizierten Funktionsschichten untersucht. Dabei wurde insbesondere der Einfluss der verwendeten Stabilisatoren sowie der verwendeten L{\"o}sungsmittel auf die Schichteigenschaften charakterisiert. Im Rahmen dieser Arbeit wird dargelegt, dass die exakte Zusammensetzung der Nanopartikel-Sole einen große Rolle spielt und die Wahl des verwendeten L{\"o}sungsmittels im Sol einen gr{\"o}ßeren Einfluss auf den Gesamtemissionsgrad und die elektrischen Fl{\"a}chenwiderst{\"a}nde der applizierten Schichten hat als die Wahl des verwendeten Stabilisators. Allerdings wird auch gezeigt, dass keine pauschalen Aussagen dar{\"u}ber getroffen werden k{\"o}nnen, welcher Stabilisator oder welches L{\"o}sungsmittel in den Nanopartikel-Solen zu Funktionsschichten mit kleinen Gesamtemissionsgraden und elektrischen Fl{\"a}chenwiderst{\"a}nden f{\"u}hrt. Stattdessen muss jede einzelne Kombination von verwendetem Stabilisator und L{\"o}sungsmittel empirisch getestet werden, da jede Kombination zu Funktionsschichten mit anderen Eigenschaften f{\"u}hrt. Zudem konnte im Rahmen dieser Arbeit erstmals stabile AZO-Nanopartikel-Sole {\"u}ber verschiedene Rezepte hergestellt werden. Neben der Optimierung und Charakterisierung von ITO- und AZO- klassischen Sol-Gel- sowie Nanopartikel-Solen und -Funktionsschichten wurden auch die infrarot-optischen Eigenschaften dieser Schichten modelliert, um die optischen Konstanten sowie die Schichtdicken zu bestimmen. Dar{\"u}ber hinaus wurden auch kommerziell erh{\"a}ltliche, gesputterte ITO- und AZO-Funktionsschichten modelliert. Die Reflexionsgrade dieser drei Funktionsschicht-Typen wurden einerseits ausschließlich mit dem Drude-Modell anhand eines selbstgeschriebenen Programmes in Sage modelliert, und andererseits mit einem komplexeren Fit-Modell, welches in der kommerziellen Software SCOUT aus dem erweiterten Drude-Modell, einem Kim-Oszillator sowie dem OJL-Modell aufgebaut wurde. In diesem Fit-Modell werden auch die Einfl{\"u}sse der Glas-Substrate auf die Reflexionsgrade der applizierten Funktionsschichten ber{\"u}cksichtigt und es k{\"o}nnen die optischen Konstanten sowie die Dicken der Schichten ermittelt werden. Dar{\"u}ber hinaus wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Ellipsometer installiert und geeignete Fit-Modelle entwickelt, anhand derer die Ellipsometer-Messungen ausgewertet und die optischen Konstanten sowie Schichtdicken der pr{\"a}parierten Schichten bestimmt werden k{\"o}nnen.},
  subject      = {Transparent-leitendes Oxid},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wohlschloegel2015,
  author    = {Wohlschl{\"o}gel, Florian},
  title     = {Einfluss eines variablen Protokolls zur enteralen und parenteralen Ern{\"a}hrung auf die N{\"a}hrstoffversorgung und das Outcome bei beatmeten, intensivpflichtigen Patienten unter Ber{\"u}cksichtigung der Kosten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122975},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Kritisch-Kranke Patienten auf der Intensivstation unterliegen einem Postaggressionsstoffwechsel. Die Ern{\"a}hrungstherapie kritisch kranker Patienten ist ein wesentlicher Pfeiler im Therapiekonzept dieser Patienten und hat Auswirkung auf deren Outcome. Es wurde in der vorliegenden Arbeit das Ern{\"a}hrungsregime der an{\"a}sthesiologischen Intensivstation untersucht, deren N{\"a}hrstoffversorgung, Outcome sowie die damit verbundenen Kosten.},
  subject      = {Postaggressorisches Syndrom},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Witterauf2015,
  author    = {Witterauf, Franziska},
  title     = {Ein neues Pro-Prodrug-Konzept zur Synthese antitumoraler Wirkstoffe sowie N,C- und C,C-verkn{\"u}pfter dimerer und trimerer Porphyrine},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-124922},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Seit Anfang des 20. Jahrhunderts ist die Krankheit Krebs die zweith{\"a}ufigste Todesursache. Die immer besser werdende Diagnostik zur Fr{\"u}herkennung von Krebserkrankungen bringt zudem mit sich, dass eine steigende Anzahl an Krankheitsf{\"a}llen bekannt wird; gleichzeitig hat eine sichere Erkennung im Fr{\"u}hstadium einen hohen Stellenwert, da nur so fr{\"u}hzeitig therapeutische Maßnahmen ergriffen werden k{\"o}nnen. Obwohl zur kurativen oder zur palliativen Behandlung schon lange viele ausgereifte Therapiemethoden und -konzepte erfolgreich angewendet werden, sind bis heute viele Krebserkrankungen noch immer unheilbar und es gibt bislang in vielen F{\"a}llen noch keine potenten Arzneistoffe f{\"u}r eine wirkungsvolle Therapie. Die Suche nach neuen Wirkstoffen ist daher ein Schwerpunkt aktueller Forschung. Auch unsere Arbeitsgruppe besch{\"a}ftigt sich mit dieser Thematik und hat in Zusammenarbeit mit dem Universit{\"a}tsklinikum W{\"u}rzburg ein neuartiges Pro-Prodrug- Konzept f{\"u}r antitumorale Wirkstoffe entwickelt. Daher war es ein Ziel der vorliegenden Arbeit, aufbauend auf medizinischen und biochemischen Vorarbeiten, eine Leitstruktur f{\"u}r antitumorale Wirkstoffe zu erarbeiten, die auf dem hier vorgestellten Pro-Prodrug-Konzept basiert, und eine entsprechende Syntheseroute zur Gewinnung erster Fluoreszenz-markierter Pro-Prodrug-Modellverbindungen zu etablieren. Eine andere interessante Substanzklasse, die nicht nur aufgrund ihrer Wirkeigenschaften als Photosensibilisatoren in der photodynamischen Therapie bereits Gegenstand intensiver Forschung ist, sondern auch in weiteren Bereichen der angewandten Chemie, wie beispielsweise in der metallorganischen Katalyse oder in den Materialwissenschaften Anwendung findet, sind die Porphyrine. Neben den achiralen Vertretern finden die chiralen Porphyrinoide Anwendung in der chiralen Erkennung oder in der asymmetrischen Synthese. Auf dem Gebiet der Porphyrine war das Ziel der vorliegenden Arbeit die gezielte Synthese N,C- und C,C-verkn{\"u}pfter dimerer und trimerer Porphyrine, einhergehend mit intensiven Untersuchungen der Reaktivit{\"a}t der verwendeten Bausteine, des Reaktionsmechanismus und der hohen Regioselektivit{\"a}t. Da einige der synthetisierten Substanzen Axial- oder Helikalchiralit{\"a}t aufweisen, wurden diese durch HPLC-CD eingehend auf ihre chiroptischen Eigenschaften untersucht.},
  subject      = {Porphyrine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Winkler2015,
  author    = {Winkler, Marco},
  title     = {On the Role of Triadic Substructures in Complex Networks},
  publisher = {epubli GmbH},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-7375-5654-5},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-116022},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {In the course of the growth of the Internet and due to increasing availability of data, over the last two decades, the field of network science has established itself as an own area of research. With quantitative scientists from computer science, mathematics, and physics working on datasets from biology, economics, sociology, political sciences, and many others, network science serves as a paradigm for interdisciplinary research. One of the major goals in network science is to unravel the relationship between topological graph structure and a network's function. As evidence suggests, systems from the same fields, i.e. with similar function, tend to exhibit similar structure. However, it is still vague whether a similar graph structure automatically implies likewise function. This dissertation aims at helping to bridge this gap, while particularly focusing on the role of triadic structures. After a general introduction to the main concepts of network science, existing work devoted to the relevance of triadic substructures is reviewed. A major challenge in modeling triadic structure is the fact that not all three-node subgraphs can be specified independently of each other, as pairs of nodes may participate in multiple of those triadic subgraphs. In order to overcome this obstacle, we suggest a novel class of generative network models based on so called Steiner triple systems. The latter are partitions of a graph's vertices into pair-disjoint triples (Steiner triples). Thus, the configurations on Steiner triples can be specified independently of each other without overdetermining the network's link structure. Subsequently, we investigate the most basic realization of this new class of models. We call it the triadic random graph model (TRGM). The TRGM is parametrized by a probability distribution over all possible triadic subgraph patterns. In order to generate a network instantiation of the model, for all Steiner triples in the system, a pattern is drawn from the distribution and adjusted randomly on the Steiner triple. We calculate the degree distribution of the TRGM analytically and find it to be similar to a Poissonian distribution. Furthermore, it is shown that TRGMs possess non-trivial triadic structure. We discover inevitable correlations in the abundance of certain triadic subgraph patterns which should be taken into account when attributing functional relevance to particular motifs - patterns which occur significantly more frequently than expected at random. Beyond, the strong impact of the probability distributions on the Steiner triples on the occurrence of triadic subgraphs over the whole network is demonstrated. This interdependence allows us to design ensembles of networks with predefined triadic substructure. Hence, TRGMs help to overcome the lack of generative models needed for assessing the relevance of triadic structure. We further investigate whether motifs occur homogeneously or heterogeneously distributed over a graph. Therefore, we study triadic subgraph structures in each node's neighborhood individually. In order to quantitatively measure structure from an individual node's perspective, we introduce an algorithm for node-specific pattern mining for both directed unsigned, and undirected signed networks. Analyzing real-world datasets, we find that there are networks in which motifs are distributed highly heterogeneously, bound to the proximity of only very few nodes. Moreover, we observe indication for the potential sensitivity of biological systems to a targeted removal of these critical vertices. In addition, we study whole graphs with respect to the homogeneity and homophily of their node-specific triadic structure. The former describes the similarity of subgraph distributions in the neighborhoods of individual vertices. The latter quantifies whether connected vertices are structurally more similar than non-connected ones. We discover these features to be characteristic for the networks' origins. Moreover, clustering the vertices of graphs regarding their triadic structure, we investigate structural groups in the neural network of C. elegans, the international airport-connection network, and the global network of diplomatic sentiments between countries. For the latter we find evidence for the instability of triangles considered socially unbalanced according to sociological theories. Finally, we utilize our TRGM to explore ensembles of networks with similar triadic substructure in terms of the evolution of dynamical processes acting on their nodes. Focusing on oscillators, coupled along the graphs' edges, we observe that certain triad motifs impose a clear signature on the systems' dynamics, even when embedded in a larger network structure.},
  subject      = {Netzwerk},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Winkler2015,
  author    = {Winkler, Ann-Cathrin Nicole},
  title     = {Identification of human host cell factors involved in \(Staphylococcus\) \(aureus\) 6850 infection},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-114300},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Staphylococcus aureus is both a human commensal and a pathogen. 20\%-30\% of all individuals are permanently or occasionally carriers of S. aureus without any symptoms. In contrast to this, S. aureus can cause life-threatening diseases e.g. endocarditis, osteomyelitis or sepsis. Here, the increase in antibiotic resistances makes it more and more difficult to treat these infections and hence the number of fatalities rises constantly. Since the pharmaceutical industry has no fundamentally new antibiotics in their pipeline, it is essential to better understand the interplay between S. aureus and the human host cell in order to find new, innovative treatment options. In this study, a RNA interference based whole genome pool screen was performed to identify human proteins, which play a role during S. aureus infections. Since 1,600 invasion and 2,271 cell death linked factors were enriched at least 2 fold, the big challenge was to filter out the important ones. Here, a STRING pathway analysis proved to be the best option. Subsequently, the identified hits were validated with the help of inhibitors and a second, individualised small interfering RNA-based screen. In the course of this work two important steps were identified, that are critical for host cell death: the first is bacterial invasion, the second phagosomal escape. The second step is obligatory for intracellular bacterial replication and subsequent host cell death. Invasion in turn is determining for all following events. Accordingly, the effect of the identified factors towards these two crucial steps was determined. Under screening conditions, escape was indirectly measured via intracellular replication. Three inhibitors (JNKII, Methyl-beta-cyclodeytrin, 9-Phenantrol) could be identified for the invasion process. In addition, siRNAs targeted against 16 different genes (including CAPN2, CAPN4 and PIK3CG), could significantly reduce bacterial invasion. Seven siRNAs (FPR2, CAPN4, JUN, LYN, HRAS, AKT1, ITGAM) were able to inhibit intracellular replication significantly. Further studies showed that the IP3 receptor inhibitor 2-APB, the calpain inhibitor calpeptin and the proteasome inhibitor MG-132 are able to prevent phagosomal escape and as a consequence intracellular replication and host cell death. In this context the role of calpains, calcium, the proteasome and the mitochondrial membrane potential was further investigated in cell culture. Here, an antagonistic behaviour of calpain 1 and 2 during bacterial invasion was observed. Intracellular calcium signalling plays a major role, since its inhibition protects host cells from death. Beside this, the loss of mitochondrial membrane potential is characteristic for S. aureus infection but not responsible for host cell death. The reduction of membrane potential can be significantly diminished by the inhibition of the mitochondrial Na+/Ca2+ exchanger. All together, this work shows that human host cells massively contribute to different steps in S. aureus infection rather than being simply killed by bacterial pore-forming toxins. Various individual host cell factors were identified, which contribute either to invasion or to phagosomal escape and therefore to S. aureus induced cytotoxicity. Finally, several inhibitors of S. aureus infection were identified. One of them, 2-APB, was already tested in a sepsis mouse model and reduced bacterial load of kidneys. Thus, this study shows valuable evidence for novel treatment options against S. aureus infections, based on the manipulation of host cell signalling cascades.},
  subject      = {Staphylococcus aureus},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Willier2015,
  author    = {Willier, Semjon Manuel},
  title     = {Funktionelle Charakterisierung des Proteins Thyroid Receptor Interacting Protein 6 (TRIP6) in Ewing-Sarkomen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119241},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Das Ewing-Sarkom (EFT) ist nach dem Osteosarkom das zweih{\"a}ufigste Knochen-assoziierte Malignom im Kindesalter. Das entscheidende Ereignis in der Pathogenese dieser Entit{\"a}t stellt eine chromosomale Translokation dar, welche zur Entstehung eines chim{\"a}ren Transkriptionsfaktors, meist EWS-FLI1, f{\"u}hrt. Unsere Absicht war es, die Mechanismen zu verstehen, die letztlich zur Metastasierung von Ewing-Sarkomen mit der damit verbundenen, infausten Prognose f{\"u}hren. Die Mitglieder der Zyxin-Proteinfamilie sind in vielf{\"a}ltige zellul{\"a}re Funktionen involviert. Hierbei nehmen sie, teilweise funktionell redundant, Einfluss auf zytoplasmatische und nukle{\"a}re Prozesse. Durch Analyse von {\"o}ffentlich verf{\"u}gbaren Microarraydaten konnten wir belegen, dass lediglich das Protein TRIP6 (thyroid receptor interacting protein 6) aus der Familie in EFT deutlich {\"u}berexprimiert ist. Dieses Protein ist, neben seiner Funktion in der Organisation des Zytoskeletts, auch nukle{\"a}r als Kotranskriptionsfaktor und als Element der Telomerprotektion t{\"a}tig. Vielfach wurde eine Implikation des multifunktionellen Adaptorproteins in maligne Prozesse dokumentiert. Die {\"U}berexpression von TRIP6 in EFT ist jedoch unabh{\"a}ngig von EWS-FLI1. Eine Bindung von EWS-FLI1 an eine putative Bindungsstelle im Promotor von TRIP6 konnte nicht nachgewiesen werden. Die Analyse von Microarrays nach TRIP6-Knockdown in EFT-Zelllinien identifizierte mehrere Gensets, welche mit Proliferation und Invasivit{\"a}t assoziiert sind und die nach TRIP6-Knockdown vermindert exprimiert werden. Die f{\"u}r Malignome pathogenetisch relevanten Zielgene Radixin, CD164 und CRYZ konnten als Zielgene des Kotranskriptionsfaktors TRIP6 durch qRT-PCR und Western Blot best{\"a}tigt werden. Durch RNA-Interferenz-mediierte Verminderung der Proteinmenge von TRIP6 in EFT kam es zu einer deutlich reduzierten Klonogenit{\"a}t und Migration der Zellen in vitro. Nach induzierbarem TRIP6-Knockdown konnte eine verminderte Tumorigenit{\"a}t und hepatische Metastasierung von hierf{\"u}r generierten EFT-Einzelzellklonen in vivo beobachtet werden. Zusammengefasst deuten diese Daten auf eine Rolle von TRIP6 in der Pathogenese der EFT und insbesondere beim Prozess der Metastasierung hin. Somit legen diese Ergebnisse eine weitere Evaluierung von TRIP6 als Biomarker oder molekulare Zielstruktur f{\"u}r therapeutische Ans{\"a}tze in EFT nahe.},
  subject      = {Kind / Onkologie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wiest2015,
  author    = {Wiest, Johannes},
  title     = {Synthese und Charakterisierung neuer Ionischer Fl{\"u}ssigkeiten zur Verbesserung der Aufl{\"o}sungsrate und L{\"o}slichkeit eines schwer wasserl{\"o}slichen Wirkstoffes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121733},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Ionische Fl{\"u}ssigkeiten (engl. Ionic Liquids = IL) sind organische Salze mit einem Schmelzpunkt von unter 100 °C und bieten einen interessanten Ansatz um die orale Bioverf{\"u}gbarkeit von schlecht wasserl{\"o}slichen Arzneistoffen zu verbessern. Aufgrund seiner schlechten Wasserl{\"o}slichkeit wurde aus dem Wirkstoff BGG492 der Novartis AG eine Ionische Fl{\"u}ssigkeit (IL) mit dem sterisch anspruchsvollen Gegenion Tetrabutylphosphonium hergestellt. Die IL ist ein amorpher, glasartiger Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 57 °C. Die freie S{\"a}ure (FS), das Kaliumsalz (BGG-K+) und die IL (siehe Abb. 69) wurden in festem Zustand mittels polarisationsmikroskopischen Aufnahmen, R{\"o}ntgen-Pulverdiffraktometrie, R{\"o}ntgenkristallstrukturanalysen, Infrarot-Spektroskopie und Festk{\"o}rper-NMR-Spektroskopie untersucht. Der ionische Charakter der IL in festem Zustand konnte mittels Bandenverschiebung der deprotonierten Sulfonamidgruppe im IR-Spektrum best{\"a}tigt werden. In der R{\"o}ntgenkristallstrukturanalyse konnte gezeigt werden, dass sich die Molek{\"u}le der FS in Schichten anordneten, in denen jedes Molek{\"u}l mit vier Nachbarmolek{\"u}len {\"u}ber Wasserstoffbr{\"u}cken verbunden war. Das BGG-K+ kristallisierte als Monohydrat. In dieser Kristallstruktur bildeten die Kaliumkationen in der bc-Ebene mit den BGG-Anionen ober- und unterhalb Schichten. Im Gegensatz zu der FS waren keine intermolekularen Wasserstoffbr{\"u}cken zu beobachten. Die 15N-Festk{\"o}rper-NMR-Spektren des BGG-K+ und der IL zeigten die gleiche chemische Verschiebung f{\"u}r den unsubstituierten Stickstoffes N-1' der Pyrazolgruppe und belegten somit ebenfalls die ionische Struktur der IL im festen Zustand. Die amorphe Struktur der IL wurde mittels R{\"o}ntgen-Pulverdiffraktometrie und Polarisationsmikroskop best{\"a}tigt und eine fl{\"u}ssigkristalline Phase konnte ausgeschlossen werden. Die IL zeigte im Vergleich zu der FS eine 700-fach schnellere Aufl{\"o}sungsrate J und eine signifikante Verl{\"a}ngerung der Dauer der {\"U}bers{\"a}ttigung in w{\"a}ssriger L{\"o}sung. Der sprunghafte Anstieg der Kon-zentration in L{\"o}sung („spring") und die Dauer der {\"U}bers{\"a}ttigung („parachute") wurden mittels photometrischen und potentiometrischen Titrationen untersucht. Mit Hilfe der NMR-Spektroskopie konnte der Mechanismus der {\"U}bers{\"a}ttigung aufgekl{\"a}rt werden. Das sterisch anspruchsvolle Gegenion Tetrabutylphosphonium verhinderte die Protonierung der deprotonierten Sulfonamidgruppe von BGG. In L{\"o}sung kam es zur Bildung von Aggregaten („Cluster"), in die sich das Gegenion teilweise einlagerte. Nach der Protonierung und der Bildung von Kristallisationskeimen pr{\"a}zipitierte die ungeladenen FS und der metastabile Zustand der {\"U}bers{\"a}ttigung („parachute") brach zusammen. Um den Einfluss der Struktur des Gegenions auf die Aufl{\"o}sungsrate und die Dauer der {\"U}bers{\"a}ttigung zu untersuchen, wurden ca. 40 Phosphonium- und Ammonium-Kationen synthetisiert. Die Schmelzpunkte der Phosphonium- und Ammonium-Salze wurden mittels dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) ermittelt. F{\"u}r das Phosphonium-Salz P3332OH-Bromid konnte eine enantiotrope Umwandlung der Modifikationen mittels temperaturabh{\"a}ngiger XRPD-Messungen best{\"a}tigt werden. Die Zelltoxizit{\"a}ts-Untersuchungen der Phosphonium- und Ammonium-Salze an humanen Leberzellen (HepG2), Nierenzellen (HEK 293T) und murinen Makro-phagenzellen (J774.1) zeigten, dass mit h{\"o}herer Lipophilie die Zelltoxizit{\"a}t zunahm. Polare Kationen zeigten keine Zytotoxizit{\"a}t (IC50 > 1000 µM). Die Zelltoxizit{\"a}t der Ammonium-Salze war im direkten Vergleich mit den Phosphonium-Salzen etwas geringer. Die synthetisierten Phosphonium- und Ammonium-Salze, die als Chloride-, Bromide- und Iodide vorlagen, wurden durch Anionenaustausch in Hydroxide umgewandelt. Die Ionischen Fl{\"u}ssigkeiten wurden in einer S{\"a}ure-Base-Reaktion mit der freien S{\"a}ure des BGG-Molek{\"u}ls und den Hydroxiden hergestellt. Der ionische Charakter konnte mittels Bandenverschiebung der deprotonierten Sulfonamidgruppe im IR-Spektrum best{\"a}tigt werden. Die Substanzen waren amorph (XRPD) und die Glas{\"u}bergangstemperaturen (DSC) bewegten sich f{\"u}r die Mono-Kationen im Bereich zwischen 40 °C - 97 °C, f{\"u}r Dikationen 81 °C - 124 °C und f{\"u}r Trikationen 124 °C - 148 °C. Damit erf{\"u}llten einige Substanzen die Definition einer Ionischen Fl{\"u}ssigkeit nicht (Smp. < 100 °C) und wurden daher als Niedrig-Gitter-Enthalpie-Salze (low lattice enthalpy salt = LLES) bezeichnet. Die ILs und LLES zeigten signifikante Unterschiede in der Aufl{\"o}sungsrate J, der {\"U}bers{\"a}ttigungszeit und der Wasserdampfsorption. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass allein durch die Auswahl des Gegenions wichtige Parameter f{\"u}r die orale Bioverf{\"u}gbarkeit gesteuert werden k{\"o}nnen. Durch diesen Ansatz war es m{\"o}glich, aus dem sehr schlecht wasserl{\"o}slichen Arzneistoff BGG492 Ionische Fl{\"u}ssigkeiten bzw. LLES herzustellen, die sich drastisch schneller aufl{\"o}sten und teilweise {\"u}ber mehrere Stunden {\"u}bers{\"a}ttigte L{\"o}sungen bildeten. Insgesamt zeigte sich, dass durch eine Zunahme der Polarit{\"a}t des Gegenions eine gr{\"o}ßere Aufl{\"o}sungsrate J und eine geringere Zelltoxizit{\"a}t erzielt werden konnten. Jedoch verringerte sich dadurch die Dauer der {\"U}bers{\"a}ttigung in L{\"o}sung und erh{\"o}hte die Hygroskopizit{\"a}t der ILs und LLES.},
  subject      = {Bioverf{\"u}gbarkeit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wiese2015,
  author    = {Wiese, Katrin Evelyn},
  title     = {Sensing supraphysiological levels of MYC : mechanisms of MIZ1-dependent MYC-induced Apoptosis in Mammary Epithelial Cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-132532},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Deregulated MYC expression contributes to cellular transformation as well as progression and maintenance of human tumours. Interestingly, in the absence of additional genetic alterations, potentially oncogenic levels of MYC sensitise cells to a variety of apoptotic stimuli. Hence, MYC-induced apoptosis has long been recognised as a major barrier against cancer development. However, it is largely unknown how cells discriminate physiological from supraphysiological levels of MYC in order to execute an appropriate biological response. The experiments described in this thesis demonstrate that induction of apoptosis in mammary epithelial cells depends on the repressive actions of MYC/MIZ1 complexes. Analysis of gene expression profiles and ChIP-sequencing experiments reveals that high levels of MYC are required to invade low-affinity binding sites and repress target genes of the serum response factor SRF. These genes are involved in cytoskeletal dynamics as well as cell adhesion processes and are likely needed to transmit survival signals to the AKT kinase. Restoration of SRF activity rescues MIZ1- dependent gene repression and increases AKT phosphorylation and downstream function. Collectively, these results indicate that association with MIZ1 leads to an expansion of MYC's transcriptional response that allows sensing of oncogenic levels, which points towards a tumour-suppressive role for the MYC/MIZ1 complex in epithelial cells.},
  subject      = {Myc},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wiemer2015,
  author    = {Wiemer, Julian},
  title     = {Maintaining factors of fear-relevant illusory correlations},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-116960},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Biased cognitive processes are very likely involved in the maintenance of fears and anxiety. One of such cognitive processes is the perceived relationship between fear-relevant stimuli and aversive consequences. If this relationship is perceived although objective contingencies have been random, it is called an (a posteriori) illusory correlation. If this relationship is overestimated before objective contingencies are experienced, it is called an (a priori) expectancy bias. Previous investigations showed that fear-relevant illusory correlations exist, but very few is known about how and why this cognitive bias develops. In the present dissertation thesis, a model is proposed based on a review of the literature on fear-relevant illusory correlations. This model describes how psychological factors might have an influence on fear and illusory correlations. Several critical implications of the model were tested in four experiments. Experiment 1 tested the hypothesis that people do not only overestimate the proportion of aversive consequences (startle sounds) following emotionally negative stimuli (pictures of mutilations) relative to neutral stimuli (pictures of household objects), but also following highly arousing positive stimuli (pictures of erotic scenes), because arousal might be an important determinant of illusory correlations. The result was a significant expectancy bias for negative stimuli and a much smaller expectancy bias for positive stimuli. Unexpectedly, expectancy bias was restricted to women. An a posteriori illusory correlation was not found overall, but only in those participants who perceived the aversive consequences following negative stimuli as particularly aversive. Experiment 2 tested the same hypothesis as experiment 1 using a paradigm that evoked distinct basic emotions (pictures inducing fear, anger, disgust or happiness). Only negative emotions resulted in illusory correlations with aversive outcomes (startle sounds), especially the emotions of fear and disgust. As in experiment 1, the extent of these illusory correlations was correlated with the perceived aversiveness of aversive outcomes. Moreover, only women overestimated the proportion of aversive outcomes during pictures that evoked fear, anger or disgust. Experiment 3 used functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) to measure biased brain activity in female spider phobics during an illusory correlation paradigm. Both spider phobics and healthy controls expected more aversive outcomes (painful electrical shocks) following pictures of spiders than following neutral control stimuli (pictures of mushrooms). Spider phobics but not healthy controls overestimated the proportion of aversive outcomes following pictures of spiders in a trial-by-trial memory task. This a posteriori illusory correlation was correlated with enhanced shock aversiveness and activity in primary sensory-motor cortex in phobic participants. Moreover, spider phobics' brain activity in the left dorsolateral prefrontal cortex was elevated in response to spider images. This activity also predicted the extent of the illusory correlation, which supports the theory that executive and attentional resources play an important role in the maintenance of illusory correlations. Experiment 4 tested the hypothesis that the enhanced aversiveness of some outcomes would be sufficient to causally induce an illusory correlation. Neutral images (colored geometric figures) were paired with differently aversive outcomes (three startle sounds varying in intensity). Participants developed an illusory correlation between those images, which predicted the most aversive sound and this sound, which means that this association was overestimated relative to the other associations. The extent of the illusory correlation was positively correlated with participants' self-reported anxiety. The results imply that the previously found relationship between illusory correlations and outcome aversiveness might reflect a causal impact of outcome aversiveness or salience on illusory correlations. In sum, the conducted experiments indicate that illusory correlations between fear-relevant stimuli and aversive consequences might persist - among other factors - because of an enhanced aversiveness or salience of aversive consequences following feared stimuli. This assumption is based on correlational findings, a neural measure of outcome perception and a causal influence of outcome aversiveness on illusory correlations. Implications of these findings were integrated into a model of fear-relevant illusory correlations and potential implications are discussed. Future investigations should further elucidate the role of executive functions and gender effects. Moreover, the trial-by-trial assessment of illusory correlations is recommended to increase reliability of the concept. From a clinical perspective, the down-regulation of aversive experiences and the allocation of attention to non-aversive experiences might help to cure anxiety and cognitive bias.},
  subject      = {Verzerrte Kognition},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Widmer2015,
  author    = {Widmer, Toni},
  title     = {Lowering lattice forces in drug substance crystals to improve dissolution and solubility},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-126232},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Lattice forces are based on the attraction between the single moieties of molecules. The strength of lattice forces has an impact on the solid state and related physical properties such as melting point, boiling point, vapor pressure solvation and solubility. For solvation to occur, energy is required to break the lattice forces attracting ions and molecules among themselves. The energy for breaking up the attraction between the molecules is gained from the energy released when ions or molecules of the lattice associate with molecules of the solvent. Solubility is therefore, directly linked to the energy which is required to break the lattice forces and the energy which is liberated by solvation of the molecules or ions. Based on this relation, the lattice forces in two acidic compounds and a neutral compound were subsequently lowered by different approaches with the intention to increase the solubility, supersaturation, and dissolution rate. The conversion to an ionic liquid and the embedding of the compound in a pH-sensitive matrix in an amorphous state were investigated with an acidic compound and its pro-drug. The tetrabutylphosphonium (TBPH) salt showed the most promising properties among the tested counter ions. It alters the properties of the compound from a highly crystalline physicochemical state to an amorphous readily soluble material showing supersaturation in a wider pH range and higher solubility than the sodium and potassium salts. A solid dispersion approach was developed in parallel. Solid dispersions with two different pH-sensitive polymers and different drug load were prepared by lyophilization to determine the miscibility of the compound and the polymer by differential scanning calorimetry (DSC). A miscibility of 50\% of the amorphous acid with the pH-sensitive Eudragit L100-55 matrix and a miscibility of 40\% with hydroxypropyl methylcellulose acetate succinate (HPMC-AS) was found. Both approaches, the TBPH salt and the solid dispersion based on the pH-sensitive Eudragit L100-55 were tested in vivo. The TBPH salt was dosed in a buffered solution to prevent precipitation in the acidic stomach pH. This resulted in BAV higher than the crystalline suspension but lower than the solid dispersion. There were no acute toxicology effects seen. Thus, TBPH was considered safe for further studies. The TBPH salts were very hygroscopic, sticky and prone to precipitation as free compound when exposed to low pH when simulating the passage through the stomach. Thus, the principle of the ionic liquid was combined with the principle of an amorphous solid dispersion. This mitigated the risk of precipitation of the TBPH salt during the passage of the stomach. Also delinquency upon open storage was improved by embedding the TBPH salt in a pH-sensitive polymer. Dissolution tests mimicking the pH gradient in the gastro intestinal tract confirmed the protective properties of the pH-sensitive polymer matrices against recrystallization at low stomach pH in vitro. Furthermore, supersaturation at pH ranges relevant in the intestines of preclinical species or humans was observed. The TBPH solid dispersion showed superior supersaturation behavior in vitro compared to the free acid in pH-sensitive matrix. However, equally increased bioavailability (BAV) was observed when the amorphous solid dispersion contained the free acid form or the TBPH salt. Absorption seemed to be so fast that the short in vitro supersaturation observed for the free from in pH-sensitive matrix was already sufficient for complete absorption within 15 - 30 minutes. This is in accordance with the short tmax of around 15 - 30 minutes after oral application of the low lattice force principles. The pharmacokinetic (PK) profile became the main focus of further optimization as the BAV was maximized already. Early maximal plasma concentration (tmax) went along with high maximal plasma concentration (Cmax) for the low lattice force principles. Central nervous system related side effects as consequence of the PK profile with such a high Cmax were likely to happen and therefore, the formulation principles were modified to maintain the doubled BAV and reduce the observed Cmax. Additionally, the compound showed a short half-life requiring a two times daily dose, which is suboptimal for a chronic treatment. The amorphous acid in pH-matrix showed a modified PK profile when dosed in a hydrogel but not in an oleo gel. Surprisingly, administration of the TBPH salt in pH-matrix suspended in oil showed a massive delay of the tmax to 8 hours and a reduction of Cmax by factor 2 - 3 with unchanged good BAV when administered as a suspension in oil without increased viscosity. TBPH salt solution with a high viscosity resulted in the same PK profile as when administered without increased viscosity. The animal model was changed from rat to dog. The dose was limited to 15 mg/dog since they reacted much more sensitively to the drug. BAV at this dose level was 100\% for the crystalline suspension already, thus the focus of this study was not increasing BAV but to achieve prolonged and/or delayed exposure using different formulation principles elaborated in rats before. An immediate release formulation of 3 mg was combined with a delayed/modified release principle containing 12 mg of the compound. An additional study arm was conducted with a remote controlled device programmed to deliver a first dose of 3 mg instantaneously after passing the stomach and a second dose of 12 mg when entering the caecum. The tmax remained short for all formulation principles and it seemed that delayed and modified release lead to BAV reduction. The modified PK profiles could not be translated to an oral dog model which endorsed the hypothesis of an absorption window; however, the in vitro results could be translated to a dog model for colonic absorption. A nanosuspension of the crystalline compound, the TBPH salt in pH-matrix and the TBPH salt of the pro-drug of the compound were administered rectally to determine colonic absorption. The nanosuspension showed exposure around the limit of quantification whereas the TBPH in pH-matrix showed 4\% BAV and the pro-drug as TBPH salt in pH-matrix resulted in 12\% BAV although the pro-drug is factor 3 less soluble. This was in line with the increased permeation of the pro-drug which was observed in the Caco2 experiments. The bioavailability was increased by using the low lattice force principles and validated the hypothesis for the acidic drug and its pro-drug in the colonic dog model. Chemical and physicochemical stability of the investigated solid dispersions was confirmed for at least 18 months at room temperature. Amorphous solid dispersions were investigated to lower lattice forces of a neutral molecule. Solid dispersions are well known from literature; however, they are not frequently used as principles for dosage forms due to limitations in physical stability and complex manufacturing processes. A viable formulation principle was developed for a neutral compound assuming that the stability of a solid dispersion with a drug load below the maximal miscibility will be better than one which exceeds the maximal miscibility. The dispersed and amorphous state of the neutral compound resulted in a higher energy level and chemical potential compared to a crystalline form implying that they are thermodynamically instable and sensitive to recrystallization. This was confirmed by the fast recrystallization of an amorphous solid dispersion made from HPMC with 50\% drug load which recrystallized within a few days. Solid dispersions with different drug loads in different polymers and in polymer mixtures were prepared by lyophilization. The miscibility of the compound and the polymer was determined by DSC as the miscibility is a surrogate for maximal stable drugload of the solid dispersion. HPMC was found to be miscible with 20\% compound confirming the instability of the 50\% HPMC solid dispersion observed earlier. Based on dosing needs, a miscibility/drug load of at least 30\% was mandatory because of the dosing requirements to dose less than 1500 mg of final formulation. This was considered as maximal swallowable volume for later clinical development. Thus, all systems with a miscibility higher or equal to 30\% drug in polymer were evaluated in an in vitro dissolution test and ranked in comparison with amorphous pure compound, crystalline compound and a 20\% drug load solid dispersion made from HPMC. The HPMC based solid dispersion which gave good exposure in previous in vivo experiments did not support the high drugload that was needed. Therefore, similar in vitro behavior of this solid dispersion should result in similar in vivo performance. The polyvinylpyrrolidone (PVP) based solid dispersions scored with high drug load and medium initial kinetic solubility. The Soluplus based solid dispersion offer lower drug load and slightly lower initial kinetic solubility, but showed an extended supersaturation. The 4 best performing systems were evaluated in rats. They resulted in a short Tmax of 15 minutes and BAV higher than 85\% indicating fast and complete absorption. The reference HPMC based solid dispersion with a drug load of 20\% showed 65\% BAV. This showed that higher drug loads were feasible and did not limit absorption in this animal model. Since the estimated human dose required a higher formulation density than obtained from lyophilization or spray drying, melt extrusion of the solid dispersion was considered to be the most adequate technology. The process temperature needed to be below 200 °C as this value represents the degradation temperature of the polymers. It was investigated by differential scanning calorimetry whether the compound can be mixed with the molten polymer. None of the polymers could dissolve the crystalline compound below the degradation point of the polymer. The temperature had to be increased to 260 °C until the compound was molten together to a monophasic system with polymer. This resulted in degradation of the polymers. Therefore, different plasticizers and small organic molecules with similar functional groups as the compound were investigated on their ability to reduce the melting point of the mixture of polymer and compound. Positive results were obtained with several small molecules. Based on a literature review, nicotinamide had the least concerning pharmaceutical activities and was chosen for further development. Solid dispersions with the same composition as the ones tested in rat were prepared with 9\% nicotinamide as softener. Extrusion without nicotinamide was not possible at 135 °C or at 170 °C whereas the addition of 9\% nicotinamide led to a homogenous extrudate when processed at 135 °C. The solid state of the extrudates was not molecularly dispersed but the compound was in a crystalline state. They could not reach the in vitro performance observed for the lyophilized solid dispersions with Soluplus or PVP derivatives. Nevertheless, the performances in the supersaturation assay were comparable to the HPMC based lyophilized solid dispersion. The Soluplus and PVP based crystalline extrudates were evaluated in a dog PK showing that the crystalline solid dispersion does not enable BAV higher than 90\% within 24 hours after application. In parallel, the hygroscopicity of the meltextrudates was investigated by DVS and the best performing system based on Kollidon VA64 was further optimized regarding the solid state after its extrusion. The minimal process temperature to obtain a fully amorphous solid dispersion was determined by hot stage X-ray powder diffraction analysis (XRPD) and confirmed by lab scale extrusion. Addition of 9\% nicotinamide lowered the process temperature from 220 °C (without nicotinamide) to 200 °C with nicotinamide. The minimal temperature for obtaining crystal free material was independent of the nicotinamide amount as soon as it exceeded 9\%. Lowering the process temperature with nicotinamide reduced the impurity levels from 3.5\% at 220 °C to 1.1\% at 200 °C. The fully amorphous extrudates performed now better in the in vitro supersaturation assay than the lyophilized amorphous HPMC solid dispersion and the crystalline extrudates which were extruded at 135 °C. The process was up-scaled to a pilot scale extruder with alternative screw designs increasing mechanical shear forces and mixing which enabled lower process temperatures. This resulted in a maximal process temperature of 195 °C when nicotinamide was present and 205 °C without nicotinamide. However, shorter process time and reduced process temperatures (compared to the lab scale equipment) resulted in impurity levels smaller than 0.5\% for both compositions and temperatures and made the nicotinamide obsolete. The amorphous extrudates from the pilot scale extruder performed better in vitro than the crystalline extrudates from the lab scale extruder and the lyophilized HPMC solid dispersion. A comparable PK profile of the HPMC solid dispersion and the amorphous melt extruded formulation principle was anticipated from these in vitro results. This was confirmed by the pharmacokinetic profile in dogs after oral administration of the final extruded solid dispersion formulation which was equivalent with the pharmacokinetic profile of the HPMC based solid dispersion formulation. The assumption that using a drug load below the miscibility prevents the solid dispersion from recrystallization was verified at least for a limited time by a stability test at elevated temperatures for 3 months showing no change in solid state. This indicates the opportunities of the low lattice forces approach, but also showed the importance of developing principles first assuring stable solid state, performance in vitro and in vivo, tailor them in a second step based on performance and combine them with technology such as melt extrusion as third step. If these steps are done in the context of clinical needs and quality it can rationalize the development of a solid dispersion and minimalize the formulation related risks regarding biopharmacy and stability.},
  subject      = {Arzneimittel},
  language  = {en}
}
@phdthesis{WettemannWuelk2015,
  author    = {Wettemann-W{\"u}lk, Julia},
  title     = {Nachhaltige Siedlungsentwicklung und Fl{\"a}cheninanspruchnahme in der raumplanerischen Abw{\"a}gung und politischen Entscheidungsfindung},
  publisher = {W{\"u}rzburg University Press},
  address   = {W{\"u}rzburg},
  isbn      = {978-3-95826-014-6 (Print)},
  doi       = {10.25972/WUP-978-3-95826-015-3},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-110832},
  school      = {W{\"u}rzburg University Press},
  year      = {2015},
  abstract  = {Sp{\"a}testens mit der Erstauflage der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie 2002 wurde die Notwendigkeit einer Reduzierung der Fl{\"a}cheninanspruchnahme politisch anerkannt. Die damit verbundene Einf{\"u}hrung des „30-ha-Ziels", definiert als eine Reduktion der t{\"a}glichen Fl{\"a}cheninanspruchnahme im Bundesgebiet von 120 ha/Tag auf 30 ha/Tag im Jahr 2020, soll den negativen Auswirkungen wie z.B. Zersiedelung oder sozialer Segregation Einhalt gebieten. Trotz intensiver Bem{\"u}hungen konnte jedoch keine deutliche Reduzierung der Fl{\"a}cheninanspruchnahme erreicht werden. 2007 betrug die t{\"a}gliche Neuinanspruchnahme von Fl{\"a}chen immer noch 96 ha . An diesem Punkt kn{\"u}pft die Arbeit an und versucht mittels eines akteurszentrierten Ansatzes einen Erkenntnisgewinn zur Ursachenforschung der Fl{\"a}cheninanspruchnahme zu liefern. Ziel ist die Untersuchung der Raumrelevanz planerischer und politischer Entscheidungsprozesse vor dem Hintergrund einer nachhaltigen Siedlungsentwicklung und Fl{\"a}cheninanspruchnahme. Dabei erfolgt eine schwerpunktm{\"a}ßige Betrachtung der Regional- und Bauleitplanung im Rahmen einer Fl{\"a}chennutzung durch Wohnen. Denn diese Akteure stellen nicht nur zentrale „Fl{\"a}chennutzungsentscheider" dar, sondern sind auch Ankn{\"u}pfungspunkt zahlreicher Handlungsstrategien/-maßnahmen. Die Arbeit fokussiert dabei die Entscheidungsfindung der Planung und der politischen Gremien bei der Aufstellung von Regional- und Fl{\"a}chennutzungspl{\"a}nen und den ihr immanenten Entscheidungen, n{\"a}mlich der Abw{\"a}gung und dem Beschluss, sowie deren Wechselwirkungen untereinander. Die Fragestellung wird dabei anhand von Fallstudien in St{\"a}dten, die in der Vergangenheit von Schrumpfungsprozessen betroffen waren, konkret die St{\"a}dte Dresden und Leipzig, und in Regionen, welche mit einer wachsenden Bev{\"o}lkerung konfrontiert sind, hier die Regionen M{\"u}nchen und Rhein-Neckar, eruiert. Hierzu kamen verschiedene Methoden zum Einsatz, in deren Zentrum die Anwendung des Analytical Hierarchy Process (AHP) und qualitativer Experteninterviews stehen. Im Ergebnis kann ausgesagt werden, dass weniger raumstrukturelle Ausgangssituationen, als vielmehr kommunalspezifische Handlungsorientierungen das Maß einer Reduzierung der Fl{\"a}cheninanspruchnahme bestimmen. Um deren Beweggr{\"u}nde eruieren zu k{\"o}nnen, ist es sowohl auf regionaler als auch auf kommunaler Ebene wichtig, die Interaktionsbeziehungen zwischen planerischen und politischen Akteuren und den ihnen zugrunde liegenden Handlungsorientierungen zu beleuchten. Denn diese spezielle Inter-aktionsbeziehung spielt eine bedeutende Rolle zum Verst{\"a}ndnis planerischer und politischer Entscheidungen vor dem Hintergrund des Fl{\"a}chensparziels, da das Thema Fl{\"a}chenverbrauch als ein fachliches und sehr komplexes Thema wahrgenommen wird, welches sich in seiner Gesamtheit den politischen Akteuren aufgrund deren begrenzter Zeit oftmals nicht erschließt. Planerischen Entscheidungen k{\"o}nnen dabei immer fl{\"a}chensparende Bestrebungen konstatiert werden, politischen Entscheidungen eingeschr{\"a}nkt dadurch, ob es der Planung gelingt, das Fl{\"a}chensparziel der Politik nahe zu bringen, es nicht anderen Anliegen entgegensteht und ein dahingehendes Verhalten nicht zu Nachteilen im Konkurrenzkampf mit den anderen Kommunen f{\"u}hrt. Jedoch kann auch aus den Ergebnissen abgeleitet werden, dass nach außen gelebtes Fl{\"a}chensparen oftmals nicht auf ein Bewusstseins des Wertes der Fl{\"a}che per se zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Es h{\"a}ngt vielmehr davon ab, wie hoch der Problemdruck auf Basis alter Fl{\"a}chenausweisungen ist und inwieweit es sich als Nebenprodukt aus den planerischen und politischen Entscheidungen ergibt. Oftmals verhindern aber auch u.a. Eigentumsstrukturen und rechtliche Rahmenbedingungen, wie die bis dato noch kaum diskutierten Eingemeindungsvertr{\"a}ge, dass eine Reduzierung der Fl{\"a}cheninanspruchnahme vollzogen wird. Resultat hieraus ist, dass es keinen allgemeing{\"u}ltigen Maßnahmen- oder Instrumentarienkatalog geben kann, um eine Fl{\"a}cheninanspruchnahme voranzutreiben. Vielmehr gilt es infolge der Analyse von Akteuren, Akteurskonstellationen und institutionellen Rahmenbedingungen diese entsprechend einzusetzen bzw. zu generieren.},
  subject      = {Leipzig},
  language  = {de}
}