@phdthesis{Merkle2007,
  author    = {Merkle, Sabine},
  title     = {Kardiale Caspase-1 ist ein proapoptotischer Induktor f{\"u}r Herzinsuffizienz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25938},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Herzmuskelschw{\"a}che (Herzinsuffizienz) ist in industralisierten L{\"a}ndern neben malignen Erkrankungen noch immer die zweith{\"a}ufigste Todesursache. Das Zusammenspiel der zu einer Herzmuskelschw{\"a}che f{\"u}hrenden, molekularen Signalwege und die zugrunde liegenden Mechanismen sind trotz intensiver Forschung bisher noch weitgehend unverstanden. Ein detailierteres Verst{\"a}ndnis der Entstehung einer Herzinsuffizienz k{\"o}nnte somit entscheidend zur Entwicklung innovativer Therapiestrategien beitragen. Mit Hilfe eines cDNA Expressions Arrays wurde die differentielle Genexpression in einem murinen Herzinsuffizienzmodell untersucht. Die Cysteinprotease Caspase-1 ist eines der in diesem Array identifizierten Kandidatengene. Die verst{\"a}rkte Expression der Caspase-1 konnte zun{\"a}chst sowohl f{\"u}r die murine als auch die humane Herzinsuffizienz verifiziert werden. Caspasen werden klassischerweise, ihrer Funktion entsprechend, in proinflammatorische und proapoptotische Caspasen unterteilt. In der Literatur ist Caspase-1 als ein {\"u}ber die Generierung von aktivem IL-1? und IL-18 wirkender, proinflammatorischer Mediator beschrieben. IL-? und IL-18 sind proinflammatorische Zytokine und als solche zentrale Mediatoren bei entz{\"u}ndlichen Prozessen. W{\"a}hrend die Funktion der proapoptotischen Caspasen bei Herzmuskelschw{\"a}che weitgehend bekannt ist, ist unklar, welche Bedeutung der verst{\"a}rkten kardialen Expression der Caspase-1 bei der Entstehung und Progression der Herzmuskelschw{\"a}che zukommt. Zur funktionellen Analyse der verst{\"a}rkten Expression der Caspase-1 in vivo wurde die Caspase-1 in einem transgenen Mausmodell kardial {\"u}berexprimiert. Herzen mit verst{\"a}rkter Expression der Caspase-1 entwickelten ab dem vierten Lebensmonat morphologische und funktionelle Ver{\"a}nderungen, die charakteristisch f{\"u}r eine angehende Herzinsuffizienz sind. Dennoch war, trotz progressiver Kardiomyozytenhypertrophie und Myokardfibrose, zu keinem Zeitpunkt des untersuchten Zeitraumes (ein bis vierzehn Monate alt) eine Zunahme des Ventrikelgewichtes evident. Die funktionelle Analyse der Herzfunktion von neun Monate alten Caspase-1-transgenen M{\"a}usen zeigte eine signifikante Einschr{\"a}nkung der Linksherzkontraktilit{\"a}t. Diese Herzinsuffizienz war schließlich auch makroskopisch an einer starken Linksherzdilatation als auch an einer Reduktion der linksventrikul{\"a}ren Wandst{\"a}rke erkennbar. Ist die Induktion einer Herzinsuffizienz durch Caspase-1 als proinflammatorischer Mediator im Herzen zu erkl{\"a}ren? In einer Reihe von Versuchen konnten keine Hinweise auf eine Induktion inflammatorischer Prozesse durch kardiale Caspase-1 festgestellt werden. Weder eine verst{\"a}rkte Bildung der proinflammatorischen Zytokine IL-1? und IL-18, noch eine vermehrte Infiltration von Entz{\"u}ndungszellen oder eine verst{\"a}rkte Proteinexpression weiterer Zytokine waren detektierbar. Ferner waren der oxidative Stresstatus und der nekrotische Gewebeuntergang im linksventrikul{\"a}ren Myokard Caspase-1-transgener M{\"a}use unver{\"a}ndert. Doch besonders im Herzmuskelgewebe junger Caspase-1-transgener M{\"a}use zeigte sich eine deutliche, mit fortschreitendem Alter bestehende Zunahme des apoptotischen Zelltods von Herzmuskelzellen. Diese direkte, proapoptotische Wirkung der kardialen Caspase-1 konnte ebenfalls in isolierten Kardiomyozyten von Caspase-1-transgenen M{\"a}usen ex vivo und in vitro, nach adenoviraler Infektion von neonatalen Rattenkardiomyozyten (NRCM) mit Caspase-1, demonstriert werden. Durch Infektion von NRCM mit dem Caspase-1-exprimierenden Adenovirus (Adv-Casp-1) konnte eine selektive Aktivierung des intrinsischen apoptotischen Signaltransduktionsweges durch Caspase-1 nachgewiesen werden. Ist die endogen exprimierte Caspase-1 ein westenlicher Regulator kardialer Apoptose? In dem Kardiomyozytenapoptose-induzierenden Sch{\"a}digungsmodell der Isch{\"a}mie/Reperfusion waren die Caspase-1-defizienten M{\"a}use durch eine Reduktion der Kardiomyozytenapoptose um nahezu 75\% gegen{\"u}ber der Kontrollgruppe deutlich beg{\"u}nstigt. Des Weiteren zeigte die Ausschaltung der endogenen Caspase-1 in dem Herzinsuffizienzmodell des operativen Herzinfarkts eine deutliche Verminderung der reaktiven Kardiomyozytenhypertrophie und eine geringere Einschr{\"a}nkung der Herzkontraktilit{\"a}t. Diese Verbesserung des kardialen Ph{\"a}notyps spiegelte sich ferner in einer reduzierten Sterblichkeit gegen{\"u}ber der Kontrollgruppe wieder. Eine Inhibition der Caspase-1 stellt somit ein interessantes therapeutisches Target zur Pr{\"a}vention der Entwicklung einer Herzinsuffizienz dar.},
  subject      = {Herzinsuffizienz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Galmbacher2008,
  author    = {Galmbacher, Katharina Monika},
  title     = {Caspase-1 as a target of bacterial tumor therapy},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-33506},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Tumorstroma und Tumor-assoziierte Makrophagen (TAMs) spielen in neoplastischen Erkrankungen eine wichtige Rolle im Bezug auf Tumorwachstum und Progression. In einigen Krebsarten besteht zwischen den Tumor-assoziierten Makrophagen und den Krebszellen eine intensive Interaktion, welche zu vermehrter Angiogenese und zur Unterdr{\"u}ckung lokaler Immunantworten f{\"u}hrt. Aus diesem Grund stellen TAMs einen vielversprechenden Angriffspunkt f{\"u}r eine Krebstherapie da. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass intrazellul{\"a}re Bakterien wie Salmonella und Shigella haupts{\"a}chlich TAMs im Tumorgewebe infizierten. Um dieses Verhalten n{\"a}her zu untersuchen, konstruierten wir einen im Wachstum abgeschw{\"a}chten Shigella Stamm, welcher jedoch noch die F{\"a}higkeit hat, Apoptose in Makrophagen zu induzieren. Shigellen sind invasive Bakterien, die in das Darmgewebe einwandern und dort eine massive Inflammation induzieren. Intrazellul{\"a}re Shigellen aktivieren Caspase-1 und induzieren dadurch Apoptose in Makrophagen durch den sekretierten Virulenzfaktor IpaB. Durch eine Deletion des genomischen aroA-Gens, wurde ein Shigella Stamm konstruiert, der Defekte im intrazellul{\"a}ren Wachstum aufweist. Dennoch war dieser Stamm noch f{\"a}hig eukaryotische Zellen zu infizieren, sich interzellul{\"a}r fortzubewegen, Caspase-1 zu aktivieren und Apoptose in Makrophagen zu induzieren. Es wurde gezeigt, dass dieser Shigellen Stamm nach i.v. Injektion haupts{\"a}chlich die TAMs im 4T1-induzierten und transgenen MMTV-HER2/neu Brustkrebsmodel infizieren. Diese attenuierten Shigellen wurden im Tumorgewebe haupts{\"a}chlich intrazellul{\"a}r detektiert, im Gegensatz dazu wurden attenuierte Salmonellen zu sp{\"a}ten Zeitpunkten (7 d p.i.) auch extrazellul{\"a}r im Tumorgewebe aufgefunden. Der metabolisch aber nicht in der Virulenz attenuierte Shigella Stamm konnte in beiden Brustkrebsmodellen zu allen Zeitpunkten (4 h, 6h and 7 d p.i.) Caspase-1 in TAMs aktivieren und Apoptose induzieren. Diese Apoptose f{\"u}hrte in beiden Brustkrebsmodellen zu einer langandauernden und hoch signifikanten Reduktion der TAMs-Anzahl (bis zu 70 \%). Im Gegensatz dazu konnten Salmonellen nur zu fr{\"u}hen Zeitpunkten (6 h p.i.) Apoptose in TAMs induzieren und dies f{\"u}hrte in beiden Modellen zu keiner Reduzierung der TAMs-Anzahl. In dem 4T1-induzierten Tumormodel wurden die M{\"a}use mit dem attenuierten Shigella Stamm behandelt, was zu einer kompletten Blockierung des Tumorwachstums f{\"u}hrte, dies traf aber nicht f{\"u}r den avirulenten Stamm zu. Dar{\"u}berhinaus infizierte Shigella haupts{\"a}chlich die Makrophagen Fraktion eines Ovarkarzinoms ex vivo und induzierte in diesen Zellen Caspase- 1 Aktivierung und Apoptose. Zusammenfassend zeigen diese Daten, dass im Wachstum attenuierte intrazellul{\"a}re Bakterien dazu f{\"a}hig sind Apoptose in TAMs zu induzieren. Dadurch werden sie zu einem vielversprechenden Therapeutikum zur Behandlung von betimmten Krebserkrankungen, bei denen TAMs eine erwiesene Rolle im Tumorwachstum und der Tumorprogression spielen.},
  subject      = {Shigella flexneri},
  language  = {en}
}