@phdthesis{Sun2015,
  author    = {Sun, Ping},
  title     = {Alzheimer`s disease and brain insulin resistance: The diabetes inducing drug streptozotocin diminishes adult neurogenesis in the rat hippocampus - an in vivo and in vitro study},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119252},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Alzheimer's disease (AD) is the most prevalent neurodegenerative disease of the brain, which is characterized by a progressive loss of memory and spatial orientation. Only less than 5-10\% of AD sufferers are familial cases due to genetic mutations in the amyloid precursor protein (APP) gene or presenilin (PS) 1 and 2 genes. The cause of sporadic AD (sAD) which covers > 95\% of AD patients is still unknown. Current research found interactions between aging, diabetes and cognitive decline including dementia in general and in AD in particular. Disturbances of brain glucose uptake, glucose tolerance and utilization and impairment of the insulin/insulin receptor (IR) signaling cascade are thought to be key targets for the development of sAD. In the brain of AD patients, neural plasticity is impaired indicated by synaptic and neuronal loss. Adult neurogenesis (AN), the generation of functional neurons in the adult brain, may be able to restore neurological function deficits through the integration of newborn neurons into existing neural networks. The dentate gyrus of the hippocampus is one out of few brain regions where life-long AN exists. However, there is a big controversy in literature regarding the involvement of AN in AD pathology. Most animal studies used transgenic mice based on the Amyloid ß (Aß) hypothesis which primarily act as models for the familial form of AD. Findings from human post mortem AN studies were also inconstistent. In this thesis, we focused on the possible involvement of AN in the pathogenesis of the sporadic form of AD. Streptozotocin intracerebroventricularily (STZ icv) treated rats, which develop an insulin-resistant brain state and learning and memory deficits preceding Aß pathology act as an appropriate animal model for sAD. We used STZ treatment for both parts of my work, for the in vivo and in vitro study. In the first part of my thesis, my coworkers and I investigated STZ icv treatment effects on different stages of AN in an in vivo approach. Even if STZ icv treatment does not seem to considerably influence stem cell proliferation over a short-term (1 month after STZ icv treatment) as well as in a long-term (3 months after STZ icv treatment) period, it results in significantly less immature and newborn mature neurons 3 months after STZ icv treatment. This reduction detected after 3 months was specific for the septal hippocampus, discussed to be important for spatial learning. Subsequently we performed co-localization studies with antibodies detecting BrdU (applied appr. 27 days before sacrifice) and cell-type specific markers such as NeuN, and GFAP, we found that STZ treatment does not affect the differentiation fate of newly generated cells. Phenotype analysis of BrdU-positive cells in the hilus and molecular layer revealed that some of the BrdU-positive cells are newborn oligodendrocytes but not newborn microglia. In the second part of my thesis I worked with cultured neural stem cells (NSCs) isolated from the adult rat hippocampus to reveal STZ effects on the proliferation of of NSCs, and on the survival and differentiation of their progeny. Furthermore, this in vitro approach enabled me to study cellular mechanisms underlying the observed impaired neurogenesis in the hippocampus of STZ-treated rats. In contrast to our findings of the STZ icv in vivo study we revealed that STZ supplied with the cell culture medium inhibits the proliferation of NSCs in a dose-dependent and time-dependent manner. Moreover, performing immunofluorescence studies with antibodies detecting cell-type specific markers after triggering NSCs to differentiate, we could show that STZ treatment affects the number of newly generated neurons but not of astrocytes. Analyzing newborn cells starting to differentiate and migrate I was able to demonstrate that STZ has no effect on the migration of newborn cells. Trying to reveal cellular mechanisms underlying the negative influence of STZ on hippocampal AN, we performed qRT-PCR and immunofluorescence staining and thus could show that in NSCs the expression of glucose transporter (GLUT)3 mRNA as well as IR and GLUT3 protein levels are reduced after STZ treatment. Therefore, the inhibition of the proliferation of NSCs may be (at least partially) caused by these two molecules. Interestingly, the effect of STZ on differentiating cells was shown to be different, as IR protein expression was not significantly changed but GLUT3 protein levels were decreased in consequence of STZ treatment. In summary, this project delivered further insights into the interrelation between AN the sporadic form of sAD and thus provides a basis of new therapeutic approaches in sAD treatment through intervening AN. Discrepancies between the results of the two parts of my thesis, the in vivo and in vitro part, were certainly caused to a certain extent by the missing microenvironment in the in vitro approach with cultured NSCs. Future studies e.g. using co-culture systems could at least minimize the effect of a missing natural microenvironment of cultured NSCs, so that the use of an in vitro approach for the investigation of STZ treatment underlying cellular mechanisms can be improved.},
  subject      = {Alzheimerkrankheit},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schneider2020,
  author    = {Schneider, Felicitas Maria Hannelore},
  title     = {Vergleichende Evaluierung verschiedener Ans{\"a}tze des Memory Enhancement bei neurodegenerativen Prozessen},
  doi       = {10.25972/OPUS-20756},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-207562},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Angesichts des dramatischen, weltweiten Anstiegs der Pr{\"a}valenz von Demenzerkrankungen und der aktuellen, unzureichenden Therapieans{\"a}tze ist die Bereitstellung neuer, wirkungsvoller Behandlungsoptionen von gr{\"o}ßter Bedeutung. Technologische, pharmakologische und verhaltensbasierte Verfahren des Memory Enhancement k{\"o}nnten zur L{\"o}sung dieses Problems beitragen: Hierzu z{\"a}hlt die Stammzelltransplantation, die in mehreren Tierstudien zu einer Verbesserung der Ged{\"a}chtnisfunktion f{\"u}hrte. Zudem wird seit L{\"a}ngerem an einer Impfung gegen die Alzheimer-Krankheit mittels β-Amyloid-Antik{\"o}rpern geforscht. Ein weiterer therapeutischer Ansatz f{\"u}r die Alzheimer-Krankheit besteht in der optogenetischen Stimulation spezifischer hippocampaler Engramm-Zellen, durch die bei einem Maus-Modell verloren gegangene Erinnerungen wiederhergestellt werden konnten. Unkonventionelle Pharmazeutika wie Erythropoetin f{\"u}hrten in Tierstudien und bei Patienten mit neuropsychiatrischen Erkrankungen zu einer Verbesserung der kognitiven F{\"a}higkeiten und des Ged{\"a}chtnisses. Eine Modifikation der Ern{\"a}hrung und der Einsatz von Pro- und Pr{\"a}biotika beeinflussen das Ged{\"a}chtnis {\"u}ber eine Manipulation der Darm-Hirn-Achse. Verhaltensbasierte Maßnahmen wie k{\"o}rperliche Aktivit{\"a}t und der Einsatz von Mnemotechniken stellen effektive Ans{\"a}tze des Memory Enhancement dar, welche bereits heute von gesunden Individuen implementiert werden k{\"o}nnen. F{\"u}r die Anwendung von Augmented Reality (AR) konnten kognitionsf{\"o}rdernde Wirkungen beim Lernen neuroanatomischer Themen und dem Zusammenbau von Objekten nachgewiesen werden. Besonders vielversprechend stellt sich die Entwicklung einer Ged{\"a}chtnisprothese dar, durch die vergessene Informationen bei Personen mit stattgehabtem Sch{\"a}del-Hirn-Trauma und apoplektischem Insult reaktiviert werden k{\"o}nnten. Memory Enhancement ist prinzipiell bereits heute bei gesunden und kranken Individuen anwendbar und verspricht wirksame zuk{\"u}nftige Pr{\"a}ventions- und Therapieoptionen. Ein realer Einsatz in der klinischen Praxis ist in naher Zukunft jedoch noch nicht zu erwarten.},
  subject      = {Neurodegeneration},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Sawatzky2016,
  author    = {Sawatzky, Edgar},
  title     = {Design und Synthese selektiver Butyrylcholinesterase (BChE) Inhibitoren zur Entwicklung von Radiopharmazeutika zur Erforschung der Alzheimer Erkrankung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-144037},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Although the physiological roles of BChE are not yet determined to date, the importance of this enzyme is continuously increasing as it was found to be associated with several disorders like diabetes mellitus type 2, cardiovascular diseases, obesity and especially with Alzheimer's disease (AD). In consequence, for investigations of BChE's pathological role in these diseases and to find new medication strategies, the development of selective and potent inhibitors is necessary. For this purpose, the current work progresses in five chapters on the exploration of the chemical, physical and biochemical properties of tetrahydroquinazoline based carbamates which were previously reported to be selective BChE inhibitors with potency in the low nanomolar range. 1) A Novel Way to Radiolabel Human Butyrylcholinesterase for PET through Irreversible Transfer of the Radiolabeled Moiety: PET-radiotracers represent an innovative tool to determine the distribution and the expression of a biological target in vivo. BChE lacks to a large degree of such tracers with a few exceptions. In this work, methods were developed to incorporate the radioisotopes 11C and 18F into the carbamate moiety of an tetrahydroquinazoline based inhibitor. In contrast to reversibly acting PET-probes, the described radiotracers were proven by kinetic studies to transfer the radioisotope covalently onto the active site of BChE, thus labeling the enzyme directly and permanently. 2) Discovery of Highly Selective and Nanomolar Carbamate-Based Butyrylcholinesterase Inhibitors by Rational Investigation into Their Inhibition Mode: To investigate the role of the tetrahydroquinazoline carrier scaffold on BChE inhibition, carbamate based inhibitors were synthesized. These compounds were successively used to perform kinetic investigations to determine their inhibition mode. Based on these data, a plausible binding model was postulated explaining the influence of the tetrahydroquinazoline carrier scaffold for binding at BChE's active site just before carbamate transfer takes place. Additionally, these compounds feature neuroprotective properties and prevent oxidative stress induced cell death in their carbamate form as well as after the release of the tetrahydroquinazoline carrier scaffold. 3) Dual Addressing of Butyrylcholinesterase by Targeting the Catalytic Active Site (CAS) and the Peripheral Anionic Site (PAS): Compounds which are dual-targeting the CAS and the PAS of BChE are the most potent and selective BChE inhibitors to date with inhibition values in the picomolar range. In this work, a strategy is described how to turn tetrahydroquinazoline based carbamates into dual binding BChE inhibitors. These inhibitors feature a carbamate moiety which is covalently transferred onto the CAS of BChE, and in addition provide a second pharmacophore connected via a linker to the carbamate moiety which is proposed to target the PAS. Preliminary results reveal a high tolerance of BChE towards different linker lengths without decrease in affinity. 4) Investigation into Selective Debenzylation and Ring Cleavage of Quinazoline based Heterocycles: The tetrahydroquinazoline system is well investigated in terms of its synthesis and its selective oxidation. To explore the reactivity of this system, a tetracyclic tetrahydroquinazoline was exposed to common reduction agents. These experiments revealed a high sensitivity of the tetrahydroquinazoline core towards several reduction conditions 5) Experimental and Theoretical Investigation into the Stability of Cyclic Aminals: Tetrahydroquinazolines are known to degrade in acidic media through hydrolysis of their aminal system; but literature is lacking of a systematic investigation into this behavior. Therefore, different tetrahydroquinazolines were synthesized and exposed to phosphate buffered systems with defined pH-values. A clear increase of the hydrolysis rate of the aminal system was determined in dependency of an increasing acidic media. Computational studies predicted and experimental studies proved that hydrolysis takes place in an acidic environment while the condensation of this system is preferred in neutral or basic aqueous media.},
  subject      = {Cholinesterase},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Riemens2023,
  author    = {Riemens, Renzo J. M.},
  title     = {Neuroepigenomics in Alzheimer's disease: The single cell ADds},
  isbn      = {978-94-6423-524-1},
  doi       = {10.25972/OPUS-25457},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-254574},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die Forschung, die in dieser Arbeit zusammengestellt wird, kann in zwei Teile geteilt werden. Der erste Teil, bestehend aus vier Kapiteln, konzentriert sich auf die Rolle der epigenetischen Dysregulation in der {\"A}tiopathophysiologie der sporadischen Alzheimer-Krankheit (sAD). Neben Einblicken in die neuesten Entwicklungen in neuroepigenomischen Studien zu dieser Krankheit geht der erste Teil der Arbeit auch auf verbleibende Herausforderungen ein und gibt einen Ausblick auf m{\"o}gliche Entwicklungen auf diesem Gebiet. Der zweite Teil, der drei weitere Kapitel umfasst, konzentriert sich auf die Anwendung von auf induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) basierenden Krankheitsmodellen f{\"u}r das Studium der AD, einschließlich, aber nicht beschr{\"a}nkt auf mechanistische Studien zur epigenetischen Dysregulation unter Verwendung dieser Plattform. Neben der Skizzierung der bisherigen Forschung mit iPSC-basierten Modellen f{\"u}r sAD gibt der zweite Teil der Arbeit auch Einblicke in die Gewinnung krankheitsrelevanter Nervenkulturen auf Basis der gezielten Differenzierung von iPSCs und beinhaltet dar{\"u}ber hinaus einen experimentellen Ansatz f{\"u}r den Aufbau eines solchen Modellsystems.},
  subject      = {Epigenetik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{PompergebMueller2019,
  author    = {Pomper [geb. M{\"u}ller], Laura Dorothea},
  title     = {Unterschiede in Frontaler Kortex Oxygenierung in zweierlei Risikogruppen der Alzheimer Demenz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-156757},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Die verbesserte medizinische Versorgung f{\"u}hrt zu einer zunehmenden Lebenserwartung unserer Gesellschaft. Damit steigt auch die sozio{\"o}konomische Relevanz neurodegenerativer Erkrankungen kontinuierlich. F{\"u}r die Alzheimer Demenz (AD), die dabei die h{\"a}ufigste Ursache darstellt, stehen bisher keine krankheitsmodifizierenden Behandlungsoptionen zur Verf{\"u}gung. Die lange pr{\"a}klinische Phase der Erkrankung birgt jedoch großes Potential f{\"u}r die Entwicklung neuer Behandlungsoptionen. Das Untersuchen von Risikogruppen ist f{\"u}r die Identifikation von Pr{\"a}diktoren einer sp{\"a}teren AD Manifestation von besonderem Interesse. In diesem Zusammenhang werden insbesondere das Vorliegen genetischer Risikokonstellationen, wie dem Apolipoprotein E (APOE) Ɛ4-Allel, sowie kognitiver Risikofaktoren, wie der „leichten kognitiven Beeintr{\"a}chtigung" (MCI), diskutiert. Die Identifikation pr{\"a}klinischer Aktivierungsunterschiede in relevanten Gehirnregionen von Risikogruppen kann als Basis f{\"u}r die Entwicklung neurofunktioneller Fr{\"u}herkennungs-Marker dienen. Der pr{\"a}frontale Kortex (PFC), welcher mit der Steuerung von Exekutivfunktionen assoziiert wird, hat sich in diesem Zusammenhang in bisherigen Studien als eine relevante Schl{\"u}sselregion manifestiert. Aufgrund der aufwendigen und kostenintensiven bildgebenden Untersuchungsmethoden, sind die genauen Prozesse jedoch noch unklar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, Unterschiede in der PFC Oxygenierung in zweierlei Risikogruppen der AD mit einer kosteng{\"u}nstigeren Bildgebungsmethode, der funktionellen Nahinfrarot Spektroskopie (fNIRS), zu untersuchen. Daf{\"u}r wurde in einem ersten Schritt, der Trailmaking Test (TMT), ein weitverbreiteter neuropsychologischer Test zur Erfassung exekutiver Funktionen, f{\"u}r fNIRS implementiert. Als Grundlage f{\"u}r die Untersuchung fr{\"u}hpathologischer Prozesse, wurden zun{\"a}chst gesunde Alterungsprozesse betrachtet. Der Vergleich von jungen und {\"a}lteren Probanden (n = 20 pro Gruppe) wies neben der Eignung der Testimplementierung f{\"u}r fNIRS auf eine spezifische bilaterale PFC Oxygenierung hin, welche bei jungen Probanden rechtshemisph{\"a}risch lateralisiert war. {\"A}ltere Probanden hingegen zeigten bei vergleichbaren Verhaltensdaten insgesamt mehr signifikante Kan{\"a}le sowie eine Abnahme der Lateralisierung. Dies kann als zus{\"a}tzlicher Bedarf an Ressourcen in gesunden Alterungsprozessen interpretiert werden. Im Rahmen der Hauptstudie wurden anschließend insgesamt 604 {\"a}ltere Probanden im Alter von 70 bis 76 Jahren untersucht. Zun{\"a}chst wurde die genetische Risikogruppe der Ɛ4-Allel-Tr{\"a}ger (n = 78) mit den neutralen Ɛ3-Allel-Tr{\"a}gern (n = 216) und den Tr{\"a}gern des als protektiv geltenden Ɛ2-Allels (n = 50) verglichen. Hierbei zeigte sich eine geringere Oxygenierung der Risikogruppe bei geringer Aufgabenschwierigkeit, w{\"a}hrend sich ein erh{\"o}hter Oxygenierungsanstieg im medialen PFC mit steigender Aufgabenschwierigkeit zeigte. Dies deutet auf einen erh{\"o}hten Bedarf an neuronalen Kontrollmechanismen der Risikogruppe zur Bew{\"a}ltigung der steigenden Aufgabenschwierigkeit hin. Die protektive Gruppe zeigte hingegen eine erh{\"o}hte Oxygenierung im ventralen PFC mit steigender Aufgabenschwierigkeit, was m{\"o}glicherweise auf einen pr{\"a}ventiven Effekt hindeuten k{\"o}nnte. Weiterf{\"u}hrend wurden MCI-Patienten mit gesunden Probanden (n = 57 pro Gruppe) hinsichtlich des kognitiven Risikofaktors verglichen. Hierbei zeigte sich ein punktuell reduzierter Oxygenierunganstieg der MCI Patienten mit steigender Aufgabenschwierigkeit vor allem im ventralen PFC bei ebenfalls stabiler Verhaltensleistung. Die gefundene Reduktion k{\"o}nnte ein Zeichen f{\"u}r eine aufgebrauchte kognitive Reserve sein, welche Einbußen auf Verhaltensebene voranzugehen scheint. Diese charakteristischen Unterschiede in den frontalen Oxygenierungsmustern von Risikogruppen (APOE, MCI) k{\"o}nnten als Biomarker zur Fr{\"u}herkennung von AD noch vor dem Auftreten kognitiver Einbußen dienen. Die fNIRS-Untersuchung w{\"a}hrend der Durchf{\"u}hrung des TMT hat sich in diesem Zusammenhang als potentielles Instrument zur Fr{\"u}hdiagnose der pr{\"a}klinischen Phase der AD als geeignet erwiesen. Die Ergebnisse werden unter Einbezug des wissenschaftlichen Kontexts interpretiert und Implikationen f{\"u}r weitere notwendige Studien sowie die klinische Anwendbarkeit diskutiert.},
  subject      = {Alzheimerkrankheit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kroker2011,
  author    = {Kroker, Katja},
  title     = {Establishment and validation of hippocampal LTP for characterization of memory enhancing drugs as potential treatment of Alzheimer's disease},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85412},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die Alzheimer'sche Erkrankung ist eine neurodegenerative Erkrankung des Gehirns. Um geeignete Medikamente f{\"u}r die Behandlung der Alzheimer'schen Erkrankung zu finden, werden experimentelle Modellsysteme zur Erforschung von Substanzkandidaten verwendet. Ein solches experimentelles System ist die hippocampale Langzeitpotenzierung (LTP), welche ein anerkanntes in vitro Modell f{\"u}r die Erforschung der zugrundeliegenden zellul{\"a}ren Prozesse der Ged{\"a}chtnisbildung ist. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Etablierung und Validierung von LTP in hippocampalen Hirnschnitten der Ratte um ged{\"a}chtnissteigernde Substanzen zur potentiellen Behandlung der Alzheimer'schen Erkrankung zu charakterisieren. Dazu wurde zun{\"a}chst ein Messsystem zur parallelen Charakterisierung mehrerer Schnitte aufgebaut, das Messungen bis zu sieben Stunden erlaubt (Kapitel 2). Dann wurden unterschiedliche Protokolle etabliert um Fr{\"u}h- und Sp{\"a}tphasen-LTP zu generieren. Dabei w{\"u}rde Fr{\"u}hphasen-LTP konzeptionell eher mit dem Kurzzeitged{\"a}chtnis einhergehen, w{\"a}hrend Sp{\"a}tphasen-LTP dem Langzeitged{\"a}chtnis gleichkommen w{\"u}rde (Kapitel 3). Da in Alzheimer-Patienten haupts{\"a}chlich ein Defizit cholinerger und glutamaterger Neurone vorliegt, wurden die validierten LTP Formen benutzt, um solche Substanzen zu analysieren, die potentiell cholinerge und/oder glutamaterge neuronale Funktion erh{\"o}hen. Die Effekte zweier ausschließlich cholinerge Funktion erh{\"o}hender Substanzen wurden analysiert: Der α4β2 nicotinische Acetylcholin-Rezeptor Agonist TC-1827 (Kapitel 4) und der Acetylcholinesterase-Inhibitor Donepezil (Kapitel 5). Beide Substanzen erh{\"o}hten Fr{\"u}hphasen-LTP, aber hatten keinen Effekt auf Sp{\"a}tphasen-LTP. Desweiteren wurden zwei Substanzen getestet, die ausschließlich mit glutamaterger Funktion interferieren: Der metabotrope Glutamatrezeptor 5 positiv allosterische Modulator ADX-47273 (Kapitel 3) und der Phosphodiesterase (PDE) 9A-Inhibitor BAY 73-6691 (Kapitel 5). ADX-47273 erh{\"o}hte Sp{\"a}tphasen-LTP, aber hatte keinen Effekt auf Fr{\"u}hphasen-LTP, wohingegen BAY 73-6691 eine erh{\"o}hende Wirkung auf beide LTP Formen aufwies und sogar Fr{\"u}h- in Sp{\"a}tphasen-LTP umwandelte. Die gleichen Effekte, wie bei dem PDE9A-Inhibitor, konnten auch mit dem partiellen α7 nicotinische Acetylcholin-Rezeptor Agonisten SSR180711 (Kapitel 4) demonstriert werden. SSR180711 wirkt sowohl auf cholinerge, als auch auf glutamaterge neuronale Funktion. Dann wurde die F{\"a}higkeit der Substanzen {\"u}berpr{\"u}ft, durch l{\"o}sliche Aβ Oligomere verschlechtertes LTP zu verbessern (Kapitel 6). L{\"o}sliche Aβ Oligomere, auch als amyloid-β derived diffusible ligands (ADDLs) bezeichnet, werden zurzeit als eine mutmaßliche Ursache der Alzheimer'schen Erkrankung angesehen. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass ADDLs Fr{\"u}h- und Sp{\"a}tphasen-LTP in verschiedenem Ausmaß vermindern. Donepezil und TC-1827 konnten die durch ADDLs induzierten Defizite bei Fr{\"u}hphasen-LTP geringf{\"u}gig wiederherstellen, aber sie hatten keinen Einfluss auf das durch ADDLs verschlechterte Sp{\"a}tphasen-LTP. Im Gegensatz dazu, konnten sowohl SSR180711 als auch BAY 73-6691 ein durch ADDLs verschlechtertes Fr{\"u}h- und Sp{\"a}tphasen-LTP komplett wiederherstellen. ADX-47273 hatte keinen positiven Effekt auf Fr{\"u}hphasen-LTP, welches durch ADDLs verschlechtert worden war, konnte aber ein durch ADDLs verschlechtertes Sp{\"a}tphasen-LTP teilweise wiederherstellen. Somit wurde der vorherige Befund der Arbeit best{\"a}tigt: Substanzen, welche die glutamaterge Funktion verbessern, scheinen nicht nur wirksamer im Bezug auf LTP-Erh{\"o}hung zu sein als Substanzen die ausschließlich cholinerge Funktion erh{\"o}hen, sondern sie sind auch in der Lage, durch l{\"o}sliche Aβ Oligomere verursachte Defizite bei LTP zu verbessern. Aus einem pr{\"a}klinischen Blickwinkel und basierend auf den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit weisen demnach Substanzen, die glutamaterge Funktionen verbessern, ein hohes therapeutisches Potential als alternative Ans{\"a}tze bez{\"u}glich kognitiver Defizite auf. M{\"o}glicherweise k{\"o}nnten sie sogar wirksamere Ans{\"a}tze f{\"u}r die symptomatische Behandlung der Alzheimer'schen Erkrankung darstellen, als derzeitige Behandlungen, die ausschließlich cholinerge Funktion verbessern.},
  subject      = {Alzheimerkrankheit},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kratz2021,
  author    = {Kratz, Salome},
  title     = {Fr{\"u}herkennung Alzheimer-Demenz: Untersuchung zur Korrelation von Vagus-evozierten Potenzialen mit dem Aufmerksamkeitsblinzeln (Attentional Blink)},
  doi       = {10.25972/OPUS-24220},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-242201},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Pr{\"a}vention ist der zentrale Hebel, um dem gesundheitspolitischen und sozialen Problem der Alzheimer-Krankheit (AD) zu begegnen. Ein Ansatz ist der Einsatz krankheitsmodifizierender Therapien in der pr{\"a}klinischen Krankheitsphase. Zwei m{\"o}gliche Fr{\"u}herkennungsmethoden sind die somatosensibel evozierten Potenziale des Nervus vagus (VSEP) und das Aufmerksamkeitsblinzeln (Attentional Blink, ATB). Beide werden m{\"o}glicherweise {\"u}ber den Locus coeruleus vermittelt, der sehr fr{\"u}h im Krankheitsverlauf strukturelle Ver{\"a}nderungen aufweist. Ziel der Arbeit war es, Korrelationen zwischen den Parametern beider Methoden zu untersuchen. Hierf{\"u}r mussten individuumspezifische ATB-Parameter entwickelt werden. Außerdem wurden Korrelationen mit psychometrischen Parametern der Demenzdiagnostik und Gruppenunterschiede zwischen Personen mit und ohne Mild Cognitive Impairment (MCI) analysiert. Es wurden insgesamt 108 Teilnehmer der „Vogel-Studie", einer prospektiven L{\"a}ngsschnittstudie zur Fr{\"u}hdiagnostik dementieller Erkrankungen, untersucht. Die VSEP wurden mittels der durch Fallgatter et al. (2003) entwickelten Technik bestimmt. Die ATB-Messung erfolgte in einem an Zylberberg et al. (2012) angelehnten Versuchsablauf. Die gemessenen Parameter siedelten sich zwischen dem aus der Literatur bekannten Wertebereich gesunder und an Alzheimer-Demenz erkrankter Probanden an. Auffallend war das Auftreten von Attentional Masking Errors (AME), die bisher ausschließlich bei Patienten mit Alzheimer- und Lewy-Body-Demenz beschrieben wurden. Somit sprechen die Ergebnisse f{\"u}r eine beginnende Alzheimer-Pathologie im untersuchten Studienkollektiv. Es konnten keine signifikanten Korrelationen zwischen VSEP- und ATB-Parametern nachgewiesen werden. Die explorative Analyse weist auf zahlreiche Zusammenh{\"a}nge zwischen ATB-Parametern und psychometrischen Tests hin. 16 \% der Probanden erf{\"u}llten die Kriterien eines MCI (Portet et al., 2006). Wie in der vorbestehenden Literatur ergaben sich auch in dieser Arbeit keine signifikanten Gruppenunterschiede zwischen Probanden mit und ohne MCI. Die Ergebnisse dieser Arbeit unterst{\"u}tzen die bestehende Evidenz dahingehend, dass beide Methoden fr{\"u}he subklinische Alzheimer-Pathologien detektieren k{\"o}nnten. Insbesondere AME scheinen ein vielversprechender Parameter zu sein. Weiterf{\"u}hrende Ergebnisse zum Vorhersagewert der einzelnen Parameter wird das Follow-Up der „Vogel-Studie" erbringen.},
  subject      = {Alzheimerkrankheit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Katzorke2019,
  author    = {Katzorke, Andrea},
  title     = {Der Einfluss von APOE4, MCI und tDCS-augmentiertem kognitiven Training auf die Leistung und h{\"a}modynamische Reaktion w{\"a}hrend Wortfl{\"u}ssigkeitsaufgaben},
  doi       = {10.25972/OPUS-16967},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-169672},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Jeder Zwanzigste im Alter von {\"u}ber 60 Jahren ist von einer Demenzerkrankung betroffen. Mit zunehmendem Alter steigt der Anteil Betroffener drastisch. Hierbei ist die Alzheimer-Demenz (AD) der h{\"a}ufigste Subtyp der Demenzerkrankungen. Symptomatisch ist diese Erkrankung vorwiegend charakterisiert durch ein Nachlassen der Ged{\"a}chtnisfunktionen; neuropathologisch weisen Patienten mit AD neurofibrill{\"a}re B{\"u}ndel von Tau-Protein-Ablagerungen, Amyloid-β (Aβ) Plaques sowie einen verringerten zerebralen Blutfluss auf. Aktuell gibt es noch keine Behandlungsm{\"o}glichkeit, um die Erkrankung deutlich zu verlangsamen oder zu stoppen. Bereits Jahrzehnte vor Diagnosestellung der AD beginnen die pathologischen Mechanismen. Aktuelle Behandlungsmethoden setzen jedoch h{\"a}ufig erst nach Diagnosestellung einer AD an, also zu einem Zeitpunkt, an dem das Gehirn schon eine deutliche Neurodegeneration aufweist. Die Untersuchung von Risikogruppen zur Identifikation von fr{\"u}hen Biomarkern und nebenwirkungsarmen Behandlungsmethoden bietet ein großes Potential, um die Erkrankung m{\"o}glichst fr{\"u}h entdecken und verlangsamen oder vielleicht sogar stoppen zu k{\"o}nnen. Risikogruppen im sp{\"a}teren Lebensabschnitt sind beispielsweise Tr{\"a}ger des genetischen Hauptrisikofaktors Apolipoprotein-E4 (APOE4), Patienten mit einer subjektiven kognitiven Beeintr{\"a}chtigung sowie Patienten mit einer objektiven leichten kognitiven Beeintr{\"a}chtigung (engl. mild cognitive impairment; MCI). Die Untersuchung der h{\"a}modynamischen Reaktion mittels funktioneller Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) ist aufgrund der einfachen und kosteng{\"u}nstigen Einsetzbarkeit dieser Methodik besonders praktikabel. Auch der wiederholte Befund einer reduzierten h{\"a}modynamischen Reaktion bei Patienten mit AD scheint vielversprechend. Untersuchungen mit AD-Risikogruppen gibt es bisher jedoch nur wenige; zudem weisen diese uneindeutige Befunde auf. Ziel der vorliegenden Arbeit ist daher die Untersuchung der h{\"a}modynamischen Reaktion bei den Risikogruppen ‚APOE4' und ‚MCI' im Vergleich zu gesunden Kontrollen w{\"a}hrend Wortfl{\"u}ssigkeitsaufgaben, die mittels fNIRS bereits gut etablierte Aufgaben darstellen. Des Weiteren wird in der vorliegenden Arbeit die Wirkung einer nebenwirkungsarmen Behandlungsmethode im Vergleich zu einer sham-Behandlung bei der Risikogruppe ‚subjektive kognitive Beeintr{\"a}chtigung' untersucht. Bei dieser Behandlungsmethode handelt es sich um ein mittels transkranieller Gleichstromstimulation (engl. transcranial direct current stimulation; tDCS) augmentiertes kognitives Training. Es zeigt sich f{\"u}r die Risikogruppe APOE4 bei gleicher Leistung im Vergleich zu Tr{\"a}gern anderer Allelvarianten eine verminderte h{\"a}modynamische Reaktion im typischerweise aufgabenspezifisch genutzten inferioren frontalen Gyrus. Parallel dazu weist der mediale frontale Gyrus, ein Teil des frontoparietalen Kontrollsystems, eine verst{\"a}rkte h{\"a}modynamische Reaktion auf. Bei der Risikogruppe MCI zeigt sich neben einer schlechteren Testleistung eine verminderte h{\"a}modynamische Reaktion des infe-rioren frontotemporalen Kortex, welcher den inferioren frontalen Gyrus umfasst. Das tDCS-augmentierte kognitive Training bewirkt nicht nur einen gruppenunspezifischen Anstieg der h{\"a}modynamischen Reaktion im inferioren frontotemporalen Kortex, die tDCS verst{\"a}rkt diesen Effekt im Vergleich zur sham-Stimulation noch zus{\"a}tzlich. Dies geht jedoch nicht mit einer Ver{\"a}nderung der Testleistung einher. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass eine reduzierte h{\"a}modyna-mische Reaktion bereits in fr{\"u}hen Krankheitsstadien der AD detektierbar ist und dies m{\"o}glicherweise als Biomarker f{\"u}r eine fr{\"u}hzeitige Detektion und Behandlung genutzt werden k{\"o}nnte. Des Weiteren bietet die tDCS f{\"u}r fr{\"u}he Krankheitsstadien der AD das Potential einer nebenwirkungsarmen Behandlungsmethode.},
  subject      = {Alzheimerkrankheit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hofmann2023,
  author    = {Hofmann, Julian},
  title     = {Synthesis of Sterubin, Flavonoid Hybrids, and Curcumin Bioisosteres and Characterization of their Neuroprotective Effects},
  doi       = {10.25972/OPUS-26664},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-266641},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Alzheimer´s disease (AD) is a neurodegenerative disease and the most common form of dementia with still no preventive or curative treatment. Besides several risk factors, age is one of the major risks for AD and with an aging society, there is an urgent need for disease modifying agents. The strategy to address only one target within the intertwined network of AD failed so far. Natural products especially the phytochemical flavonoids, which are poly-phenolic natural products, have shown great potential as disease modifying agents against neurodegenerative disorders like Alzheimer´s disease (AD) with activities even in vivo. Flavonoids are produced by many plants and the native Californian plant Eriodictyon californicum is particularly rich in flavonoids. One of the major flavonoids of E. californicum is sterubin, a very potent agent against oxidative stress and inflammation, two hallmarks and drivers of AD and neurodegeneration. Herein, racemic sterubin was synthesized and separated into its pure (R)- and (S)-enantiomer by chiral HPLC. The pure enantiomers showed comparable neuroprotection in vitro with no significant differences. The stereoisomers were configurationally stable in methanol, but fast racemization was observed in culture medium. Moreover, the activity of sterubin was investigated in vivo, in an AD mouse model. Sterubin showed a significant positive impact on short- and long-term memory at low dosages. A promising concept for the increase of activity of single flavonoids is hybridization with aromatic acids like cinnamic or ferulic acids. Hybridization of the natural products taxifolin and silibinin with cinnamic acid led to an overadditive effect of these compounds in phenotypic screening assays related to neurodegeneration and AD. Because there are more potent agents as taxifolin or silibinin, the hybrids were further developed, and different flavonoid cinnamic acid hybrids were synthesized. The connection between flavonoids and cinnamic acid was achieved by an amide instead of a labile ester to improve the stability towards hydrolysis to gain better "druggability" of the compounds. To investigate the oxidation state of the C-ring of the flavonoid part, the dehydro analogues of the respective hybrids were also synthesized. The compounds show neuroprotection against oxytosis, ferroptosis and ATP-depletion in the murine hippocampal cell line HT22. While no overall trend within the flavanones compared to the flavones could be assigned, the taxifolin and the quercetin derivative were the most active compounds in course of all assays. The quercetin derivate even shows greater activity than the taxifolin derivate in every assay. As desired no hydrolysis product was found in cellular uptake experiments after 4h, whereas different metabolites were found. The last part of this work focused on synthetic bioisoteres of the natural product curcumin. Due to the drawbacks of curcumin and flavonoids arising from poor pharmacokinetics, rapid metabolism and sometimes instability in aqueous medium, we have examined the biological activity of azobenzene compounds designed as bioisoteres of curcumin, carrying the pharmacophoric catechol group of flavonoids. These bioisosteres exceeded their parent compounds in counteracting intracellular oxidative stress, neuroinflammation and amyloid-beta aggregation. By incorporating an azobenzene moiety and the isosteric behaviour to the natural parent compounds, these compounds may act as molecular tools for further investigation towards the molecular mode of action of natural products.},
  subject      = {Organische Synthese},
  language  = {en}
}
@phdthesis{He2024,
  author    = {He, Feng},
  title     = {Drug Discovery based on Oxidative Stress and HDAC6 for Treatment of Neurodegenerative Diseases},
  doi       = {10.25972/OPUS-25349},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-253497},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Most antioxidants reported so far only achieved limited success in AD clinical trials. Growing evidences suggest that merely targeting oxidative stress will not be sufficient to fight AD. While multi-target directed ligands could synergistically modulate different steps in the neurodegenerative process, offering a promising potential for treatment of this complex disease. Fifteen target compounds have been designed by merging melatonin and ferulic acid into the cap group of a tertiary amide HDAC6 inhibitor. Compound 10b was screened as the best hybrid molecule exhibit potent HDAC6 inhibition and potent antioxidant capacity. Compound 10b also alleviated LPS-induced microglia inflammation and led to a switch from neurotoxic M1 to the neuroprotective M2 microglial phenotype. Moreover, compound 10b show pronounced attenuation of spatial working memory and long-term memory damage in an in vivo AD mouse model. Compound 10b can be a potentially effective drug candidate for treatment of AD and its druggability worth to be further studied. We have designed ten novel neuroprotectants by hybridizing with several common antioxidants, including ferulic acid, melatonin, lipoic acid, and trolox. The trolox hybrid compound exhibited the most potent neuroprotective effects in multiple neuroprotection assays. Besides, we identified the synergistic effects between trolox and vitamin K derivative, and our trolox hybrid compound showed comparable neuroprotection with the mixture of trolox and vitamin K derivative. We have designed and synthesized 24 quinone derivatives based on five kinds of different quinones including ubiquinone, 2,3,5-trimethyl-1,4-benzoquinone, memoquin, thymoquinone, and anthraquinone. Trimethylbenzoquinone and thymoquinone derivatives showed more potent neuroprotection than other quinones in oxytosis assay. Therefore, trimethylbenzoquinone and thymoquinone derivatives can be used as lead compounds for further mechanism study and drug discovery for treatment of neurodegenerative disease. We designed a series of photoswitchable HDAC inhibitors, which could be effective molecular tools due to the high spatial and temporal resolution. In total 23 target compounds were synthesized and photophysicochemically characterized. Azoquinoline-based compounds possess more thermally stable cis-isomers in buffer solution, which were further tested in enzyme-based HDAC inhibition assay. However, none of those tested compounds show significant differences in activities between trans-isomers and corresponding cis-isomers.},
  subject      = {Alzheimerkrankheit},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hartmann2022,
  author    = {Hartmann, Tim},
  title     = {{\"U}ber die Rolle der Neuroinflammation bei Entstehung und Progression der Demenz vom Alzheimer-Typ},
  doi       = {10.25972/OPUS-24532},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-245326},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Die vorliegende Studie bringt neue Erkenntnisse bez{\"u}glich der Rolle und Ver-teilung der Mikroglia und der eingewanderten Monozyten im Verlauf der Alz-heimer Erkrankung in postmortem Gehirnen. Im Gegensatz zu Studien an Tiermodellen konnten wir in unserer Kohorte eine nur sehr geringe Beteili-gung myeloischer Monozyten an der AD Pathologie beobachten, so dass man annehmen kann, dass bei Menschen die Immunantwort des Gehirns haupt-s{\"a}chlich von den hirneigenen Mikrogliazellen getragen wird. Dies wurde an humanem postmortem Hirngewebe bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht unter-sucht. Zudem konnte gezeigt werden, dass die vulnerablen, fr{\"u}h von Tangles und Plaques betroffenen Hirnregionen auch eine fr{\"u}he Mikrogliareaktion aufwei-sen und insbesondere von proinflammatorischen Zellen besiedelt werden und dass die Reaktion in manchen Regionen im Verlauf zunimmt, w{\"a}hrend in an-deren eine Abflachung oder sogar Abnahme beobachtet wird.},
  subject      = {Alzheimerkrankheit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Haberstroh2022,
  author    = {Haberstroh, Henrike},
  title     = {Untersuchung zu Reproduzierbarkeit und Stimulationsbedingungen der somatosensibel-evozierten Potentiale des N. vagus (VSEP)},
  doi       = {10.25972/OPUS-27054},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-270545},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Die alternde Bev{\"o}lkerung und die konsekutiv steigende Anzahl der Demenzerkrankungen stellen die Gesellschaft vor große Herausforderungen. Ein Problem hierbei sind die fehlenden Fr{\"u}herkennungsmethoden f{\"u}r Alzheimer Demenz. Eine vielversprechende Untersuchung k{\"o}nnten die somatosensibel-evozierten Potentiale des N. vagus (VSEP) darstellen, die bereits durch Fallgatter et al. in der Vergangenheit beschrieben wurden. Die vorliegende Studie soll nun {\"u}berpr{\"u}fen, ob es sich hierbei um eine reproduzierbare Untersuchung handelt, denn die Reliabilit{\"a}t ist eins der obligaten Testg{\"u}tekriterien f{\"u}r die Eignung als Fr{\"u}herkennungsmethode. Hierf{\"u}r wurden 30 gesunde Probanden zweimalig untersucht, wobei die Reproduzierbarkeit der nicht invasiven VSEP sowie die gute Vertr{\"a}glichkeit nachgewiesen werden konnten. Weiterhin gab es mehrere explorative Forschungsfragen zu den Stimulationsbedingungen der Messung sowie zum tats{\"a}chlichen Entstehungsort der Potentiale. Inwieweit es sich tats{\"a}chlich um evozierte Potentiale handelt, wird derzeit kontrovers diskutiert und kann auf Basis der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit nicht beantwortet werden. Ob und welche Fr{\"u}herkennungsmethoden sich f{\"u}r die Alzheimer Demenz etablieren, wird man ohnehin erst absch{\"a}tzen k{\"o}nnen, wenn Medikamente verf{\"u}gbar sind, die den Krankheitsprogress nachweislich beeinflussen.},
  subject      = {Vagus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gunesch2021,
  author    = {Gunesch, Sandra},
  title     = {Molecular Mode of Action of Flavonoids: From Neuroprotective Hybrids to Molecular Probes for Chemical Proteomics},
  doi       = {10.25972/OPUS-23936},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-239360},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Alzheimer's disease (AD) is the most common form of dementia, and currently, there is no treatment to cure or halt disease progression. Because the one-target strategy focusing on amyloid-β has failed to generate successful pharmaceutical treatment, this work studies natural products with pleiotropic effects focusing on oxidative stress and neuroinflammation as key drivers of disease progression. The central part of this work focused on flavonoids as neuroprotectants. 7-O-Esters of taxifolin and cinnamic or ferulic acid were synthesized and investigated towards their neuroprotective potential addressing aging and disease. 7-O-Feruloyl- and 7-O-cinnamoyltaxifolin showed overadditive effects in oxidative stress-induced assays in the mouse neuronal cell line HT22 and proved to be protective against neuroinflammation in microglial BV-2 cells. The overadditive effect translated to animals using an Aβ25-35-induced memory-impaired AD mouse model where the compounds were able to ameliorate short-term memory defects. While the disease-modifying effects in vivo were observed, the detailed mechanisms of action and intracellular targets of the compounds remained unclear. Hence, a chemical probe of the neuroprotective flavonoid ester 7-O-cinnamoyltaxifolin was developed and applied in an activity-based protein profiling approach. SERCA and ANT-1 were identified as potential targets. Further, chemical modifications on the flavonoids taxifolin, quercetin, and fisetin were performed. The achievements of this work are an important contribution to the use of secondary plant metabolites as neuroprotectants. Chemical modifications increased the neuroprotective effect of the natural products, and distinct intracellular pathways involved in the neuroprotective mechanisms were identified. The results of this work support the use of secondary plant metabolites as potential therapeutics and hint towards new pharmacological targets for the treatment of neurodegenerative disorders.},
  subject      = {Alzheimerkrankheit},
  language  = {en}
}