@phdthesis{Zink2024, author = {Zink, Johannes}, title = {Algorithms for Drawing Graphs and Polylines with Straight-Line Segments}, doi = {10.25972/OPUS-35475}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-354756}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Graphs provide a key means to model relationships between entities. They consist of vertices representing the entities, and edges representing relationships between pairs of entities. To make people conceive the structure of a graph, it is almost inevitable to visualize the graph. We call such a visualization a graph drawing. Moreover, we have a straight-line graph drawing if each vertex is represented as a point (or a small geometric object, e.g., a rectangle) and each edge is represented as a line segment between its two vertices. A polyline is a very simple straight-line graph drawing, where the vertices form a sequence according to which the vertices are connected by edges. An example of a polyline in practice is a GPS trajectory. The underlying road network, in turn, can be modeled as a graph. This book addresses problems that arise when working with straight-line graph drawings and polylines. In particular, we study algorithms for recognizing certain graphs representable with line segments, for generating straight-line graph drawings, and for abstracting polylines. In the first part, we first examine, how and in which time we can decide whether a given graph is a stick graph, that is, whether its vertices can be represented as vertical and horizontal line segments on a diagonal line, which intersect if and only if there is an edge between them. We then consider the visual complexity of graphs. Specifically, we investigate, for certain classes of graphs, how many line segments are necessary for any straight-line graph drawing, and whether three (or more) different slopes of the line segments are sufficient to draw all edges. Last, we study the question, how to assign (ordered) colors to the vertices of a graph with both directed and undirected edges such that no neighboring vertices get the same color and colors are ascending along directed edges. Here, the special property of the considered graph is that the vertices can be represented as intervals that overlap if and only if there is an edge between them. The latter problem is motivated by an application in automated drawing of cable plans with vertical and horizontal line segments, which we cover in the second part. We describe an algorithm that gets the abstract description of a cable plan as input, and generates a drawing that takes into account the special properties of these cable plans, like plugs and groups of wires. We then experimentally evaluate the quality of the resulting drawings. In the third part, we study the problem of abstracting (or simplifying) a single polyline and a bundle of polylines. In this problem, the objective is to remove as many vertices as possible from the given polyline(s) while keeping each resulting polyline sufficiently similar to its original course (according to a given similarity measure).}, subject = {Graphenzeichnen}, language = {en} } @phdthesis{Jihyoung2024, author = {Jihyoung, Choi}, title = {Development of an Add-On Electrode for Non-Invasive Monitoring in Bioreactor Cultures and Medical Devices}, doi = {10.25972/OPUS-35823}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-358232}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a valuable technique analyzing electrochemical behavior of biological systems such as electrical characterization of cells and biomolecules, drug screening, and biomaterials in biomedical field. In EIS, an alternating current (AC) power signal is applied to the biological system, and the impedance of the system is measured over a range of frequencies. In vitro culture models of endothelial or epithelial barrier tissue can be achieved by culturing barrier tissue on scaffolds made with synthetic or biological materials that provide separate compartments (apical and basal sides), allowing for further studies on drug transport. EIS is a great candidate for non-invasive and real-time monitoring of the electrical properties that correlate with barrier integrity during the tissue modeling. Although commercially available transendothelial/transepithelial electrical resistance (TEER) measurement devices are widely used, their use is particularly common in static transwell culture. EIS is considered more suitable than TEER measurement devices in bioreactor cultures that involve dynamic fluid flow to obtain accurate and reliable measurements. Furthermore, while TEER measurement devices can only assess resistance at a single frequency, EIS measurements can capture both resistance and capacitance properties of cells, providing additional information about the cellular barrier's characteristics across various frequencies. Incorporating EIS into a bioreactor system requires the careful optimization of electrode integration within the bioreactor setup and measurement parameters to ensure accurate EIS measurements. Since bioreactors vary in size and design depending on the purpose of the study, most studies have reported using an electrode system specifically designed for a particular bioreactor. The aim of this work was to produce multi-applicable electrodes and established methods for automated non-invasive and real-time monitoring using the EIS technique in bioreactor cultures. Key to the electrode material, titanium nitride (TiN) coating was fabricated on different substrates (materials and shape) using physical vapor deposition (PVD) and housed in a polydimethylsiloxane (PDMS) structure to allow the electrodes to function as independent units. Various electrode designs were evaluated for double-layer capacitance and morphology using EIS and scanning electron microscopy (SEM), respectively. The TiN-coated tube electrode was identified as the optimal choice. Furthermore, EIS measurements were performed to examine the impact of influential parameters related to culture conditions on the TiN-coated electrode system. In order to demonstrate the versatility of the electrodes, these electrodes were then integrated into in different types of perfusion bioreactors for monitoring barrier cells. Blood-brain barrier (BBB) cells were cultured in the newly developed dynamic flow bioreactor, while human umblical vascular endothelial cells (HUVECs) and Caco-2 cells were cultured in the miniature hollow fiber bioreactor (HFBR). As a result, the TiN-coated tube electrode system enabled investigation of BBB barrier integrity in long-term bioreactor culture. While EIS measurement could not detect HUVECs electrical properties in miniature HFBR culture, there was the possibility of measuring the barrier integrity of Caco-2 cells, indicating potential usefulness for evaluating their barrier function. Following the bioreactor cultures, the application of the TiN-coated tube electrode was expanded to hemofiltration, based on the hypothesis that the EIS system may be used to monitor clotting or clogging phenomena in hemofiltration. The findings suggest that the EIS monitoring system can track changes in ion concentration of blood before and after hemofiltration in real-time, which may serve as an indicator of clogging of filter membranes. Overall, our research demonstrates the potential of TiN-coated tube electrodes for sensitive and versatile non-invasive monitoring in bioreactor cultures and medical devices.}, subject = {Monitoring}, language = {en} } @phdthesis{Ulrich2024, author = {Ulrich, Johannes}, title = {Molekulare Charaktierisierung einer DyP-Typ Peroxidase des Humanparasiten \(Echinococcus\) \(multilocularis\)}, doi = {10.25972/OPUS-35714}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-357143}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Die Alveol{\"a}re Echinokokkose (AE) ist eine t{\"o}dliche Infektionserkrankung, die durch den parasit{\"a}ren Plattwurm Echinococcus multilocularis verursacht wird. Genomanalysen von E. multilocularis ergaben ein Gen, das laut Vorhersage f{\"u}r eine DyP-Typ Peroxidase codiere. Ziel dieser Arbeit ist die biologische Funktion des codierten Enzyms besser zu verstehen und Hinweise auf eine m{\"o}gliche Rolle in der Abwehr von Reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) zu erlangen. Das Gen wurde heterolog in E. Coli exprimiert und molekulare Charakteristika des Gens mit bioinformatischen und molekularbiologischen Methoden untersucht. Quantitative RT-PCR Untersuchungen gaben Aufschluss {\"u}ber das Transkriptprofil von emipox in unterschiedlichen Entwicklungsstadien von E. mulitlocularis. Mittels Whole-Mount In Situ-Hybridisierung (WMISH) wurden die Transkripte zudem lokalisiert und ihre Beziehung zum Stammzellsystem von E. multilocularis n{\"a}her untersucht. Die Zugeh{\"o}rigkeit von EmIPOX zur Gruppe der DyP-Typ Peroxidasen wurde best{\"a}tigt. Homologe beim Menschen kommen nicht vor. Es konnte nachgewiesen werden, dass Transkripte von emipox auch, aber keinesfalls ausschließlich, in Stammzellen vorliegen. {\"U}berdurchschnittlich viele Transkripte liegen im aktivierten Protoscolex und im Metacestoden ex vivo aus einer infizierten Wirtsleber vor. Untersuchungen zur Enzymaktivit{\"a}t von EmIPOX zeigten neben einer Peroxidase- auch eine Katalaseaktivit{\"a}t. Die vorliegende Arbeit ist die erste Charakterisierung einer DyP-Typ Peroxidase bei Tieren. Sie legt nahe, dass EmIPOX eine Rolle in der Entgiftung von ROS in E. multilocularis spielt und stellt den Charakter von EmIPOX als potenzieller pharmakologischer Zielstruktur heraus.}, subject = {Fuchsbandwurm}, language = {de} } @phdthesis{Kutschka2024, author = {Kutschka, Ilona}, title = {Activation of the integrated stress response induces remodeling of cardiac metabolism in Barth Syndrome}, doi = {10.25972/OPUS-35818}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-358186}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Barth Syndrome (BTHS) is an inherited X-chromosomal linked disorder, characterized by early development of cardiomyopathy, immune system defects, skeletal muscle myopathy and growth retardation. The disease displays a wide variety of symptoms including heart failure, exercise intolerance and fatigue due to the muscle weakness. The cause of the disease are mutations in the gene encoding for the mitochondrial transacylase Tafazzin (TAZ), which is important for remodeling of the phospholipid cardiolipin (CL). All mutations result in a pronounced decrease of the functional enzyme leading to an increase of monolysocardiolipin (MLCL), the precursor of mature CL, and a decrease in mature CL itself. CL is a hallmark phospholipid of mitochondrial membranes, highly enriched in the inner mitochondrial membrane (IMM). It is not only important for the formation of the cristae structures, but also for the function of different protein complexes associated with the mitochondrial membrane. Reduced levels of mature CL cause remodeling of the respiratory chain supercomplexes, impaired respiration, defects in the Krebs cycle and a loss of mitochondrial calcium uniporter (MCU) protein. The defective Ca2+ handling causes impaired redox homeostasis and energy metabolism resulting in cellular arrhythmias and defective electrical conduction. In an uncompensated situation, blunting mitochondrial Ca2+ uptake provokes increased mitochondrial emission of H2O2 during workload transitions, related to oxidation of NADPH, which is required to regenerate anti-oxidative enzymes. However, in the hearts and cardiac myocytes of mice with a global knock-down of the Taz gene (Taz-KD), no increase in mitochondrial ROS was observed, suggesting that other metabolic pathways may have compensated for reduced Krebs cycle activation. The healthy heart produces most of its energy by consuming fatty acids. In this study, the fatty acid uptake into mitochondria and their further degradation was investigated, which showed a switch of the metabolism in general in the Taz-KD mouse model. In vivo studies revealed an increase of glucose uptake into the heart and decreased fatty acid uptake and oxidation. Disturbed energy conversion resulted in activation of retrograde signaling pathways, implicating overall changes in the cell metabolism. Upregulated integrated stress response (ISR) was confirmed by increased levels of the downstream target, i.e., the activating transcription factor 4 (ATF4). A Tafazzin knockout mouse embryonal fibroblast cell model (TazKO) was used to inhibit the ISR using siRNA transfection or pharmaceutical inhibition. This verified the central role of II the ISR in regulating the metabolism in BTHS. Moreover, an increased metabolic flux into glutathione biosynthesis was observed, which supports redox homeostasis. In vivo PET-CT scans depicted elevated activity of the xCT system in the BTHS mouse heart, which transports essential amino acids for the biosynthesis of glutathione precursors. Furthermore, the stress induced signaling pathway also affected the glutamate metabolism, which fuels into the Krebs cycle via -ketoglutarate and therefore supports energy converting pathways. In summary, this thesis provides novel insights into the energy metabolism and redox homeostasis in Barth syndrome cardiomyopathy and its regulation by the integrated stress response, which plays a central role in the metabolic alterations. The aim of the thesis was to improve the understanding of these metabolic changes and to identify novel targets, which can provide new possibilities for therapeutic intervention in Barth syndrome.}, subject = {Herzmuskelkrankheit}, language = {en} } @phdthesis{WeigelverhHoffmann2024, author = {Weigel [verh. Hoffmann], Mathis Leonard}, title = {Thrombozytenfunktionsanalyse als potenzielles Instrument zur Fr{\"u}herkennung von Sepsis}, doi = {10.25972/OPUS-35819}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-358193}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Sepsis ist ein h{\"a}ufiges und akut lebensbedrohliches Syndrom, das eine Organfunktionsst{\"o}rung in Folge einer dysregulierten Immunantwort auf eine Infektion beschreibt. Eine fr{\"u}hzeitige Diagnosestellung und Therapieeinleitung sind von zentraler Bedeutung f{\"u}r das {\"U}berleben der Patient:innen. In einer Pilotstudie konnte unsere Forschungsgruppe mittels Durchflusszytometrie eine ausgepr{\"a}gte Hyporeaktivit{\"a}t der Thrombozyten bei Sepsis nachweisen, die einen potenziell neuen Biomarker zur Sepsis-Fr{\"u}herkennung darstellt. Zur Evaluation des Ausmaßes und Entstehungszeitpunktes der detektierten Thrombozytenfunktionsst{\"o}rung wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit zus{\"a}tzlich zu Patient:innen mit Sepsis (SOFA-Score ≥ 2; n=13) auch hospitalisierte Patient:innen mit einer Infektion ohne Sepsis (SOFA-Score < 2; n=12) rekrutiert. Beide Kohorten wurden zu zwei Zeitpunkten (t1: <24h; t2: Tag 5-7) im Krankheitsverlauf mittels Durchflusszytometrie und PFA-200 untersucht und mit einer gesunden Kontrollgruppe (n=28) verglichen. Ph{\"a}notypische Auff{\"a}lligkeiten der Thrombozyten bei Sepsis umfassten: (i) eine ver{\"a}nderte Expression verschiedener Untereinheiten des GPIb-IX-V-Rezeptorkomplexes, die auf ein verst{\"a}rktes Rezeptor-Shedding hindeutet; (ii) ein ausgepr{\"a}gtes Mepacrin-Beladungsdefizit, das auf eine zunehmend reduzierte Anzahl von δ-Granula entlang des Infektion-Sepsis Kontinuums hinweist; (iii) eine Reduktion endst{\"a}ndig gebundener Sialins{\"a}ure im Sinne einer verst{\"a}rkten Desialylierung. Die funktionelle Analyse der Thrombozyten bei Sepsis ergab bei durchflusszytometrischer Messung der Integrin αIIbβ3-Aktivierung (PAC-1-Bindung) eine ausgepr{\"a}gte generalisierte Hyporeaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber multiplen Agonisten, die abgeschw{\"a}cht bereits bei Infektion nachweisbar war und gem{\"a}ß ROC-Analysen gut zwischen Infektion und Sepsis diskriminierte (AUC >0.80 f{\"u}r alle Agonisten). Im Gegensatz dazu zeigten Thrombozyten bei Sepsis und Analyse mittels PFA-200 unter Einfluss physiologischer Scherkr{\"a}fte eine normale bis gar beschleunigte Aggregation. Die Reaktivit{\"a}tsmessung von Thrombozyten mittels Durchflusszytometrie stellt weiterhin einen vielversprechenden Biomarker f{\"u}r die Sepsis-Fr{\"u}herkennung dar. F{\"u}r weitere Schlussfolgerungen ist jedoch eine gr{\"o}ßere Kohorte erforderlich. In nachfolgenden Untersuchungen sollten zudem mechanistische Ursachen der beschriebenen ph{\"a}notypischen und funktionellen Auff{\"a}lligkeiten von Thrombozyten bei Infektion und Sepsis z.B. mittels Koinkubationsexperimenten untersucht werden.}, subject = {Sepsis}, language = {de} } @phdthesis{Neagoe2024, author = {Neagoe, Raluca Alexandra Iulia}, title = {Development of techniques for studying the platelet glycoprotein receptors GPVI and GPIb localisation and signalling}, doi = {10.25972/OPUS-31306}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-313064}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Platelets play an important role in haemostasis by mediating blood clotting at sites of blood vessel damage. Platelets, also participate in pathological conditions including thrombosis and inflammation. Upon vessel damage, two glycoprotein receptors, the GPIb-IX-V complex and GPVI, play important roles in platelet capture and activation. GPIb-IX-V binds to von Willebrand factor and GPVI to collagen. This initiates a signalling cascade resulting in platelet shape change and spreading, which is dependent on the actin cytoskeleton. This thesis aimed to develop and implement different super-resolution microscopy techniques to gain a deeper understanding of the conformation and location of these receptors in the platelet plasma membrane, and to provide insights into their signalling pathways. We suggest direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM) and structured illumination microscopy (SIM) as the best candidates for imaging single platelets, whereas expansion microscopy (ExM) is ideal for imaging platelets aggregates. Furthermore, we highlighted the role of the actin cytoskeleton, through Rac in GPVI signalling pathway. Inhibition of Rac, with EHT1864 in human platelets induced GPVI and GPV, but not GPIbα shedding. Furthermore, EHT1864 treatment did not change GPVI dimerisation or clustering, however, it decreased phospholipase Cγ2 phosphorylation levels, in human, but not murine platelets, highlighting interspecies differences. In summary, this PhD thesis demonstrates that; 1) Rac alters GPVI signalling pathway in human but not mouse platelets; 2) our newly developed ExM protocol can be used to image platelet aggregates labelled with F(ab') fragments}, subject = {Platelet-Membranglykoprotein p62}, language = {en} } @phdthesis{Miller2024, author = {Miller, Kirill}, title = {Untersuchung von Nanostrukturen basierend auf LaAlO\(_3\)/SrTiO\(_3\) f{\"u}r Anwendungen in nicht von-Neumann-Rechnerarchitekturen}, doi = {10.25972/OPUS-35472}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-354724}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Die Dissertation besch{\"a}ftigt sich mit der Analyse von oxidischen Nanostrukturen. Die Grundlage der Bauelemente stellt dabei die LaAlO3/SrTiO3-Heterostruktur dar. Hierbei entsteht an der Grenzfl{\"a}che beider {\"U}bergangsmetalloxide ein quasi zweidimensionales Elektronengas, welches wiederum eine F{\"u}lle von beachtlichen Eigenschaften und Charakteristika zeigt. Mithilfe lithographischer Verfahren wurden zwei unterschiedliche Bauelemente verwirklicht. Dabei handelt es sich einerseits um einen planaren Nanodraht mit lateralen Gates, welcher auf der Probenoberfl{\"a}che prozessiert wurde und eine bemerkenswerte Trialit{\"a}t aufweist. Dieses Bauelement kann unter anderem als ein herk{\"o}mmlicher Feldeffekttransistor agieren, wobei der Ladungstransport durch die lateral angelegte Spannung manipuliert wird. Zus{\"a}tzlich konnten auch Speichereigenschaften beobachtet werden, sodass das gesamte Bauelement als ein sogenannter Memristor fungieren kann. In diesem Fall h{\"a}ngt der Ladungstransport von der Elektronenakkumulation auf den lateralen potentialfreien Gates ab. Die Memristanz des Nanodrahts l{\"a}sst sich unter anderem durch Lichtleistungen im Nanowattbereich und mithilfe von kurzen Spannungspulsen ver{\"a}ndern. Dar{\"u}ber hinaus kann die Elektronenakkumulation auch in Form einer memkapazitiven Charakteristik beobachtet werden. Neben dem Nanodraht wurde auch eine Kreuzstruktur, die eine erg{\"a}nzende ferromagnetischen Elektrode beinhaltet, realisiert. Mit diesem neuartigen Bauteil wird die Umwandlung zwischen Spin- und Ladungsstr{\"o}men innerhalb der nanoskaligen Struktur untersucht. Hierbei wird die starke Spin-Bahn-Kopplung im quasi zweidimensionalen Elektronengas ausgenutzt.}, subject = {Memristor}, language = {de} } @phdthesis{Knorr2024, author = {Knorr, Susanne}, title = {Pathophysiology of early-onset isolated dystonia in a DYT-TOR1A rat model with trauma-induced dystonia-like movements}, doi = {10.25972/OPUS-20609}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-206096}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Early-onset torsion dystonia (DYT-TOR1A, DYT1) is an inherited hyperkinetic movement disorder caused by a mutation of the TOR1A gene encoding the torsinA protein. DYT-TOR1A is characterized as a network disorder of the central nervous system (CNS), including predominantly the cortico-basal ganglia-thalamo-cortical loop resulting in a severe generalized dystonic phenotype. The pathophysiology of DYTTOR1A is not fully understood. Molecular levels up to large-scale network levels of the CNS are suggested to be affected in the pathophysiology of DYT-TOR1A. The reduced penetrance of 30\% - 40\% indicates a gene-environmental interaction, hypothesized as "second hit". The lack of appropriate and phenotypic DYT-TOR1A animal models encouraged us to verify the "second hit" hypothesis through a unilateral peripheral nerve trauma of the sciatic nerve in a transgenic asymptomatic DYT-TOR1A rat model (∆ETorA), overexpressing the human mutated torsinA protein. In a multiscale approach, this animal model was characterized phenotypically and pathophysiologically. Nerve-injured ∆ETorA rats revealed dystonia-like movements (DLM) with a partially generalized phenotype. A physiomarker of human dystonia, describing increased theta oscillation in the globus pallidus internus (GPi), was found in the entopeduncular nucleus (EP), the rodent equivalent to the human GPi, of nerve-injured ∆ETorA rats. Altered oscillation patterns were also observed in the primary motor cortex. Highfrequency stimulation (HFS) of the EP reduced DLM and modulated altered oscillatory activity in the EP and primary motor cortex in nerve-injured ∆ETorA rats. Moreover, the dopaminergic system in ∆ETorA rats demonstrated a significant increased striatal dopamine release and dopamine turnover. Whole transcriptome analysis revealed differentially expressed genes of the circadian clock and the energy metabolism, thereby pointing towards novel, putative pathways in the pathophysiology of DYTTOR1A dystonia. In summary, peripheral nerve trauma can trigger DLM in genetically predisposed asymptomatic ΔETorA rats leading to neurobiological alteration in the central motor network on multiple levels and thereby supporting the "second hit" hypothesis. This novel symptomatic DYT-TOR1A rat model, based on a DYT-TOR1A genetic background, may prove as a valuable chance for DYT-TOR1A dystonia, to further investigate the pathomechanism in more detail and to establish new treatment strategies.}, subject = {Dystonie}, language = {en} } @phdthesis{Koenig2024, author = {K{\"o}nig, Sebastian Thomas}, title = {Temperature-driven assembly processes of Orthoptera communities: Lessons on diversity, species traits, feeding interactions, and associated faecal microorganisms from elevational gradients in Southern Germany (Berchtesgaden Alps)}, doi = {10.25972/OPUS-35460}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-354608}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Chapter I: Introduction Temperature is a major driver of biodiversity and abundance patterns on our planet, which becomes particularly relevant facing the entanglement of an imminent biodiversity and climate crisis. Climate shapes the composition of species assemblages either directly via abiotic filtering mechanisms or indirectly through alterations in biotic interactions. Insects - integral elements of Earth's ecosystems - are affected by climatic variation such as warming, yet responses vary among species. While species' traits, antagonistic biotic interactions, and even species' microbial mutualists may determine temperature-dependent assembly processes, the lion's share of these complex relationships remains poorly understood due to methodological constraints. Mountains, recognized as hotspots of diversity and threatened by rapidly changing climatic conditions, can serve as natural experimental settings to study the response of insect assemblages and their trophic interactions to temperature variation, instrumentalizing the high regional heterogeneity of micro- and macroclimate. With this thesis, we aim to enhance our mechanistic understanding of temperature-driven assembly processes within insect communities, exemplified by Orthoptera, that are significant herbivores in temperate mountain grassland ecosystems. Therefore, we combined field surveys of Orthoptera assemblages on grassland sites with molecular tools for foodweb reconstruction, primarily leveraging the elevational gradients offered by the complex topography within the Berchtesgaden Alpine region (Bavaria, Germany) as surrogate for temperature variation (space-for-time substitution approach). In this framework, we studied the effects of temperature variation on (1) species richness, abundance, community composition, and interspecific as well as intraspecific trait patterns, (2) ecological feeding specialisation, and (3) previously neglected links to microbial associates found in the faeces. Chapter II: Temperature-driven assembly processes Climate varies at multiple scales. Since microclimate is often overlooked, we assessed effects of local temperature deviations on species and trait compositions of insect communities along macroclimatic temperature gradients in Chapter II. Therefore, we employed joint species distribution modelling to explore how traits drive variation in the climatic niches of Orthoptera species at grassland sites characterized by contrasting micro- and macroclimatic conditions. Our findings revealed two key insights: (1) additive effects of micro- and macroclimate on the diversity, but (2) interactive effects on the abundance of several species, resulting in turnover and indicating that species possess narrower climatic niches than their elevational distributions might imply. This chapter suggests positive effects of warming on Orthoptera, but also highlights that the interplay of macro- and microclimate plays a pivotal role in structuring insect communities. Thus, it underscores the importance of considering both elements when predicting the responses of species to climate change. Additionally, this chapter revealed inter- and intraspecific effects of traits on the niches and distribution of species. Chapter III: Dietary specialisation along climatic gradients A crucial trait linked to the position of climatic niches is dietary specialisation. According to the 'altitudinal niche-breadth hypothesis', species of high-elevation habitats should be less specialized compared to their low-elevation counterparts. However, empirical evidence on shifts in specialization is scarce for generalist insect herbivores and existing studies often fail to control for the phylogeny and abundance of interaction partners. In Chapter III, we used a combination of field observations and amplicon sequencing to reconstruct dietary relationships between Orthoptera and plants along an extensive temperature gradient. We did not find close but flexible links between individual grasshopper and plant taxa in space. While interaction network specialisation increased with temperature, the corrected dietary specialisation pattern peaked at intermediate elevations on assemblage level. These nuanced findings demonstrate that (1) resource availability, (2) phylogenetic relationships, and (3) climate can affect empirical foodwebs intra- and interspecifically and, hence, the dietary specialisation of herbivorous insects. In this context, we discuss that the underlying mechanisms involved in shaping the specialisation of herbivore assemblages may switch along temperature clines. Chapter IV: Links between faecal microbe communities, feeding habits, and climate Since gut microbes affect the fitness and digestion of insects, studying their diversity could provide novel insights into specialisation patterns. However, their association with insect hosts that differ in feeding habits and specialisation has never been investigated along elevational climatic gradients. In Chapter IV, we utilized the dietary information gathered in Chapter III to characterize links between insects with distinct feeding behaviour and the microbial communities present in their faeces, using amplicon sequencing. Both, feeding and climate affected the bacterial communities. However, the large overlap of microbes at site level suggests that common bacteria are acquired from the shared feeding environment, such as the plants consumed by the insects. These findings emphasize the influence of a broader environmental context on the composition of insect gut microbial communities. Chapter V: Discussion \& Conclusions Cumulatively, the sections of this dissertation provide support for the hypothesis that climatic conditions play a role in shaping plant-herbivore systems. The detected variation of taxonomic and functional compositions contributes to our understanding of assembly processes and resulting diversity patterns within Orthoptera communities, shedding light on the mechanisms that structure their trophic interactions in diverse climates. The combined results presented suggest that a warmer climate could foster an increase of Orthoptera species richness in Central European semi-natural grasslands, also because the weak links observed between insect herbivores and plants are unlikely to limit decoupled range shifts. However, the restructuring of Orthoptera communities in response to warmer temperatures depends on species' traits such as moisture preferences or phenology. Notably, we were able to demonstrate a crucial role of microclimate for many species, partly unravelling narrower climatic niches than their elevational ranges suggest. We found evidence that not only Orthoptera community composition, specialisation, and traits varied along elevational gradients, but even microbial communities in the faeces of Orthoptera changed, which is a novel finding. This complex restructuring and reassembly of communities, coupled with the nonlinear specialisation of trophic interactions and a high diversity of associated bacteria, emphasize our currently incomplete comprehension of how ecosystems will develop under future climatic conditions, demanding caution in making simplified predictions for biodiversity change under climate warming. Since these predictions may benefit from including biotic interactions and both, micro- and macroclimate based on our findings, conservation authorities and practitioners must not neglect improving microclimatic conditions to ensure local survival of a diverse set of threatened and demanding species. In this context, mountains can play a pivotal role for biodiversity conservation since these offer heterogeneous microclimatic conditions in proximity that can be utilized by species with distinct niches.}, subject = {Heuschrecken}, language = {en} } @phdthesis{Wenderoth2024, author = {Wenderoth, Sarah}, title = {Synthesis and characterization of shear stress indicator supraparticles}, doi = {10.25972/OPUS-35281}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352819}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {The detection of smallest mechanical loads plays an increasingly important role in many areas of advancing automation and manufacturing technology, but also in everyday life. In this doctoral thesis, various microparticle systems were developed that are able to indicate mechanical shear stress via simple mechanisms. Using a toolbox approach, these systems can be spray-dried from various nanoscale primary particles (silica and iron oxide) to micrometer-sized units, so-called supraparticles. By varying the different building blocks and in combination with different dyes, a new class of mechanochromic shear stress indicators was developed by constructing hierarchically structured core-shell supraparticles that can indicate mechanical stress via an easily detectable color change. Three different mechanisms can be distinguished. If a signal becomes visible only by a mechanical load, it is a turn-on indicator. In the opposite case, the turn-off indicator, the signal is switched off by a mechanical load. In the third mechanism, the color-change indicator, the color changes as a result of a mechanical load. In principle, these indicators can be used in two different ways. First, they can be incorporated into a coating as an additive. These coatings can be applied to a wide range of products, including food packaging, medical devices, and generally any sensitive surface where mechanical stress, such as scratches, is difficult to detect but can have serious consequences. Second, these shear stress indicators can also be used directly in powder form and for example then applied in 3D-printing or in ball mills. A total of six different shear stress indicators were developed, three of which were used as additives in coatings and three were applied in powder form. Depending on their composition, these indicators were readout by fluorescence, UV-Vis or Magnetic Particle Spectroscopy. The development of these novel shear stress indicator supraparticles were successfully combined molecular chemistry with the world of nano-objects to develop macroscopic systems that can enable smart and communicating materials to indicate mechanical stress in a variety of applications.}, subject = {Nanopartikel}, language = {en} } @phdthesis{Demeter2024, author = {Demeter, Eran}, title = {Retrospektive Untersuchung zur H{\"a}ufigkeit von unerw{\"u}nschten immunvermittelten Ereignissen unter Immuntherapie mit Nivolumab oder Pembrolizumab bei {\"a}lteren und j{\"u}ngeren Patient*innen}, doi = {10.25972/OPUS-35258}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352586}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {ICIs sind inzwischen integrales Therapiemittel vieler Tumoren, selbst in nicht metastasierten Stadien. Das Management von dabei eventuell entstehenden Nebenwirkungen bleibt wichtiger Bestandteil der Therapie vor allem im fortgeschrittenen Alter. Retrospektive Untersuchungen wie unsere tragen dazu bei, das in vielen klinischen Studien unterrepr{\"a}sentierte Patientenkollektiv {\"a}lterer Patienten in den klinischen Alltag sowie in Therapieentscheidungen und -planungen zu integrieren. Der prim{\"a}re Studienendpunkt unserer Arbeit unterst{\"u}tzt wichtige Erkenntnisse anderer Studien, dass irAEs insgesamt unter {\"a}lteren Patienten nicht h{\"a}ufiger auftreten. Zwischen allen drei Altersklassen von ~55, ~70 und ~80 Jahren zeigten sich keine signifikanten Unterschiede im Auftreten von irAEs aller Grade, wobei irAEs Grad III/IV etwas h{\"a}ufiger bei ~80-J{\"a}hrigen auftraten. In unserem Fall stellten wir fest, dass auftretende irAEs im Alter h{\"a}ufiger behandelt wurden, und dass die Immuntherapie h{\"a}ufiger pausiert oder abgebrochen wurde. Zudem war der Anteil an Therapieabbr{\"u}chen unter den {\"a}lteren Patienten wegen bestimmter Ereignisse wie TRAEs und dem Einsatz von Glukokortikoiden h{\"o}her als bei j{\"u}ngeren Patienten. Die Ergebnisse unserer Studie deuten außerdem darauf hin, dass selbst unter Polypharmazie und Multimorbidit{\"a}t irAEs nicht h{\"a}ufiger bei {\"A}lteren auftraten. Ebenso k{\"o}nnen wir die interessante Beobachtung verzeichnen, dass Patienten mit >5 Medikamenten und gleichzeitig >5 Erkrankungen signifikant mehr irAEs Grad III/IV aufwiesen oder mehr Patienten Glukokortikoide verabreicht bekommen haben. Auch der Anteil an Interventionsbedarf oder Therapieabbruch war hier in allen Altersklassen h{\"o}her. Es stellt sich die Frage, inwiefern hohes Alter, Komorbidit{\"a}t und Polypharmazie Risikofaktoren f{\"u}r Interventionsbedarf oder Therapieabbruch in der Immuntherapie sind, und ob ihnen eher besondere Gewichtung als Risikofaktor zukommt als dem Alter selbst.}, subject = {Immuntherapie}, language = {de} } @phdthesis{RombachgebGrosso2024, author = {Rombach [geb. Grosso], Franziska}, title = {Der Interaktionsrezeptor des Masernvirus auf h{\"a}matopoetischen Zellen}, doi = {10.25972/OPUS-35339}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-353394}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Das Masernvirus (MV) kann in Erkrankten eine schwere, langanhaltende Immunsuppression verursachen, wodurch Infektionen mit opportunistischen Pathogenen beg{\"u}nstigt werden. Diese basiert auf einer Paralyse der h{\"a}matopoetischen Zellen, welche das Virus durch Kontakt eines viralen Glykoproteinkomplexes zu einem unbekannten RezeptorX auf der Zell- Oberfl{\"a}che induzieren kann. Kerncharakterisitika hiervon sind unter anderem die Herabregulation der Akt-Kinase-Phosphorylierung, die Inhibition der zellul{\"a}ren Proliferation und die Aktivierung der neutralen Sphingomyelinase 2 (NSM2). In einem kinetischen Phosphoproteom konnten zwei potentielle Interaktionsrezeptoren des MV identifiziert werden: CD43 und P2X3. Das hochglykosylierte Oberfl{\"a}chenmolek{\"u}l CD43 ist auf h{\"a}matopoetischen Zellen ubiquit{\"a}r exprimiert und reguliert in T-Zellen deren {\"U}berleben, Proliferation, Aktivierung, Migration und Adh{\"a}sion. P2X3 wird in h{\"a}matopoetischen Zellen nur in geringem Maße exprimiert. Seine funktionelle Bedeutung ist in diesem Kompartiment nicht bekannt. Beide Kandidaten wurden mittels CRISPR/Cas9 Verfahren einzeln oder kombiniert aus Jurkat-T-Zellen ablatiert, welche nachfolgend nach MV-Kontakt hinsichtlich der oben erw{\"a}hnten MV-modulierten Parameter getestet wurden. Zus{\"a}tzlich wurden iso- und allosterische P2X3-Inhibitoren an prim{\"a}ren und Jurkat-T-Zellen verwendet, um dessen Rolle in Ca2+-Mobilisierung und Proliferation nach T-Zell-Rezeptor Co-Stimulation zu analysieren. Die genetische Depletion beider Rezeptor-Kandidaten verringerte die Effekte des MV auf alle getesteten Parameter signifikant, was darauf hindeutet, dass beide Proteine entscheidend an der T-Zell-Suppression beteiligt sind. W{\"a}hrend die isosterische Inhibition von P2X3 keinen Effekt hatte, wurde die Proliferation prim{\"a}rer T-Zellen durch dessen allosterische Inhibition vor Co-Stimulation fast verdoppelt und die Effizienz der Ca2+-Mobilisierung in Jurkat- und prim{\"a}ren T-Zellen signifikant erh{\"o}ht. In P2X3-depletierten Jurkat-Zellen hingegen war die Ca2+-Mobilisierung nach Stimulation signifikant geringer als in WT-Zellen. In dieser Arbeit konnten zwei wichtige Mediatoren der MV induzierten T-Zell-Suppression identifiziert werden. Vor allem P2X3, dessen Expression, Regulation und funktionelle Bedeutung im h{\"a}matopoetischen Kompartiment noch nicht erforscht wurde, k{\"o}nnte ein vielversprechender Kandidat f{\"u}r eine antivirale Therapie darstellen, da ein klinisch getesteter P2X3-Inhibitor bereits verf{\"u}gbar ist.}, subject = {Masernvirus}, language = {de} } @phdthesis{Peindl2024, author = {Peindl, Matthias}, title = {Refinement of 3D lung cancer models for automation and patient stratification with mode-of-action studies}, doi = {10.25972/OPUS-31069}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-310693}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Lung cancer is the main cause of cancer-related deaths worldwide. Despite the availability of several targeted therapies and immunotherapies in the clinics, the prognosis for lung cancer remains poor. A major problem for the low benefit of these therapies is intrinsic and acquired resistance, asking for pre-clinical models for closer investigation of predictive biomarkers for refined personalized medicine and testing of possible combination therapies as well as novel therapeutic approaches to break resistances. One third of all lung adenocarcinoma harbor mutations in the KRAS gene, of which 39 \% are transitions from glycine to cysteine in codon 12 (KRASG12C). Being considered "undruggable" in previous decades, KRASG12C-inhibitors now paved the way into the standard-of-care for lung adenocarcinoma treatment in the clinics. Still, the overall response rates as well as overall survival of patients treated with KRASG12C-inhibitors are sobering. Therefore, 3D KRASG12C-biomarker in vitro models were developed based on a decellularized porcine jejunum (SISmuc) using commercial and PDX-derived cell lines and characterized in regards of epithelial-mesenchymal-transition (EMT), stemness, proliferation, invasion and c-MYC expression as well as the sensitivity towards KRASG12C-inhibiton. The phenotype of lung tumors harboring KRAS mutations together with a c-MYC overexpression described in the literature regarding invasion and proliferation for in vivo models was well represented in the SISmuc models. A higher resistance towards targeted therapies was validated in the 3D models compared to 2D cultures, while reduced viability after treatment with combination therapies were exclusively observed in the 3D models. In the test system neither EMT, stemness nor the c-MYC expression were directly predictive for drug sensitivity. Testing of a panel of combination therapies, a sensitizing effect of the aurora kinase A (AURKA) inhibitor alisertib for the KRASG12C-inhibitor ARS-1620 directly correlating with the level of c-MYC expression in the corresponding 3D models was observed. Thereby, the capability of SISmuc tumor models as an in vitro test system for patient stratification was demonstrated, holding the possibility to reduce animal experiments. Besides targeted therapies the treatment of NSCLC with oncolytic viruses (OVs) is a promising approach. However, a lack of in vitro models to test novel OVs limits the transfer from bench to bedside. In this study, 3D NSCLC models based on the SISmuc were evaluated for their capability to perform efficacy and risk assessment of oncolytic viruses (OVs) in a pre-clinical setting. Hereby, the infection of cocultures of tumor cells and fibroblasts on the SISmuc with provided viruses demonstrated that in contrast to a wildtype herpes simplex virus 1 (HSV-1) based OV, the attenuated version of the OV exhibited specificity for NSCLC cells with a more advanced and highly proliferative phenotype, while fibroblasts were no longer permissive for infection. This approach introduced SISmuc tumor models as novel test system for in vitro validation of OVs. Finally, a workflow for validating the efficacy of anti-cancer therapies in 3D tumor spheroids was established for the transfer to an automated platform based on a two-arm-robot system. In a proof-of-concept process, H358 spheroids were characterized and treated with the KRASG12C-inhibitor ARS-1620. A time- and dose-dependent reduction of the spheroid area after treatment was defined together with a live/dead-staining as easy-to-perform and cost-effective assays for automated drug testing that can be readily performed in situ in an automated system.}, subject = {Krebs }, language = {en} } @phdthesis{Sokalski2024, author = {Sokalski, Victoria Luisa Sarah}, title = {Klinische und echokardiografische Pr{\"a}diktoren des Kurz- und Langzeit{\"u}berlebens bei PatientInnen nach einer kathetergest{\"u}tzten Aortenklappenimplantation}, doi = {10.25972/OPUS-35277}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352770}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Die Aortenklappenstenose stellt eine der h{\"a}ufigsten Herzklappenerkrankungen der westlichen Welt mit steigender Inzidenz dar. Mithilfe der kathetergest{\"u}tzten Aortenklappenimplantation (TAVI) ist es heutzutage m{\"o}glich, auch chirurgisch inoperable PatientInnen mit einer Klappenprothese zielgerichtet zu behandeln. Ziel dieser Arbeit war es, klinische und echokardiografische Pr{\"a}diktoren der Gesamtmortalit{\"a}t sowie des Kurz- (30 Tage) und Langzeit{\"u}berlebens (12 Monate) nach TAVI zu ermitteln. Es wurden zahlreiche klinische und echokardiografische Parameter bei 618 PatientInnen, die zwischen Juli 2009 und Oktober 2018 eine TAVI erhielten, untersucht. Anschließend erfolgte ein Follow-up mittels Telefoninterview oder haus{\"a}rztlicher Auskunft. Es folgten statistische Analysen zur Ermittlung signifikanter Unterschiede zwischen verstorbenen und lebenden PatientInnen. Abschließend wurden m{\"o}gliche Pr{\"a}diktoren der Mortalit{\"a}t mithilfe multivariabler Cox Regressionmodelle identifiziert. In den Analysen ergaben sich zahlreiche signifikante Unterschiede zwischen Lebenden und Verstorbenen. Klinische Pr{\"a}diktoren, die ein h{\"o}heres Risiko der Gesamt- sowie Langzeitmortalit{\"a}t anzeigen, sind der Zugangsweg (transapikal), pAVK, Vorhofflimmern, erh{\"o}hte CRP-Level sowie eine Amiodaroneinnahme. Letztere erwies sich als der einzige Pr{\"a}diktor der Kurzzeitmortalit{\"a}t. Als echokardiografische Pr{\"a}diktoren (nach Adjustierung bez{\"u}glich klinischer Parameter) der Gesamtmortalit{\"a}t pr{\"a}sentieren sich eine erniedrigte TAPSE (≤14mm), erniedrigte septale MAPSE (≤6mm) sowie erh{\"o}htes septales E/e' (≥28). Dieses ist auch ein Pr{\"a}diktor des Lang- und Kurzzeit{\"u}berlebens. Zus{\"a}tzlich zeigt ein sPAP-Anstieg pro 5mmHg eine erh{\"o}hte Kurzzeitsterblichkeit an. F{\"u}r die Mortalit{\"a}t nach einem TAVI-Eingriff sind neben kardiovaskul{\"a}ren Komorbidit{\"a}ten auch echokardiografisch messbare kardiale Faktoren entscheidend, insbesondere eine systolische Dysfunktion (erniedrigte TAPSE und MAPSE), diastolische Dysfunktion (erh{\"o}hter F{\"u}llungsdruckindex E/e') sowie erh{\"o}hte pulmonalarterielle Dr{\"u}cke (sPAP). Wenn PatientInnen schon vor dem Eingriff diese pathologischen Werte zeigen, sind sie als einem „Hochrisikokollektiv" zugeh{\"o}rig aufzufassen, was in der Aufkl{\"a}rung wie auch Vor- und in der Nachsorge solcher PatientInnen zuk{\"u}nftig Ber{\"u}cksichtigung finden sollte.}, subject = {Transkatheter-Aortenklappenimplantation}, language = {de} } @phdthesis{Rammler2024, author = {Rammler, Tanja Elisabeth}, title = {3D-gedruckte Z{\"a}hne zur Verbesserung der Lehre von Veneerpr{\"a}parationen}, doi = {10.25972/OPUS-35259}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352593}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit pr{\"a}parierten Studierende 3D-gedruckte {\"U}bungsz{\"a}hne, in denen die korrekte Pr{\"a}paration eines Veneers farblich abgesetzt war. Die neue Lehrmethode wurde durch die Teilnehmer in einem Fragebogen evaluiert und zus{\"a}tzlich wurden die Pr{\"a}parationen digital mit einer Referenzpr{\"a}paration verglichen. Die Teilnehmer des praktischen Kurses sch{\"a}tzten die Zweischichttechnik als gute Lehrmethode ein ({\O} 2,0 ± 0,37) und gaben zahlreiche Vorteile der Zweischichttechnik an. Die digitale Auswertung der pr{\"a}parierten Z{\"a}hne konnte unter den Limitationen der vorliegenden Studie keine signifikant schlechtere Pr{\"a}parationsqualit{\"a}t nach zweimaligem Pr{\"a}parieren von einschichtigen Modellz{\"a}hnen als nach zweimaligem Pr{\"a}parieren von zweischichtigen {\"U}bungsz{\"a}hnen nachweisen (p = 0,91). Der Lernerfolg der Studierenden erwies sich durch in Zweischichttechnik gedruckte Z{\"a}hne mit integriertem Veneer nicht besser als durch einschichtige Modellz{\"a}hne (〖ΔL〗_A= -0,01; 〖ΔL〗_B= -0,03). Der Unterschied zwischen den Pr{\"a}parationsergebnissen des ersten und vierten Durchgangs war allerdings nicht signifikant (Gruppe A: {\O} GMW+/- 0,17 ± 0,07 → {\O} GMW+/- 0,18 ± 0,05, p = 0,317; Gruppe B: {\O} GMW+/- 0,15 ± 0,07 → 0,18 ± 0,09, p = 0.066). Gr{\"u}nde hierf{\"u}r k{\"o}nnten unter anderem Erm{\"u}dung und sinkende Motivation w{\"a}hrend des praktischen Kurses gewesen sein. Diesem Problem k{\"o}nnte Rechnung getragen werden, indem folgende Studien an mehreren Terminen durchgef{\"u}hrt werden. Auch eine m{\"o}gliche Fokussierung der Studierenden auf das Abl{\"o}sen der oberen Schicht sowie die unterschiedliche H{\"a}rte der beiden Schichten k{\"o}nnten einen besseren Lernerfolg mit zweischichtigen {\"U}bungsz{\"a}hnen verhindert haben. Die Teilnehmer, die ihre manuellen Fertigkeiten als besonders gut einsch{\"a}tzen, pr{\"a}parierten mit einer durchschnittlichen mittleren absoluten Abweichung von 0,17 ± 0,07 nicht signifikant besser als die Teilnehmer mit geringer Selbsteinsch{\"a}tzung, welche eine mittlere absolute Abweichung von 0,16 ± 0,05 (p = 0 ,967) erreichten.}, subject = {Verblendkrone}, language = {de} } @phdthesis{Lager2024, author = {Lager, Johanna}, title = {Expression immunmodulierende Marker in Zusammenhang mit Immuntherapie bei kindlichen Hirntumoren}, doi = {10.25972/OPUS-35220}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352202}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Atypische teratoide Rhabdoidtumore sind trotz Aussch{\"o}pfen der multimodalen Therapieoptionen weiterhin mit einer schlechten Prognose belastet. Gr{\"u}nde hierf{\"u}r liegen in den oftmals unzureichenden Resektionsm{\"o}glichkeiten, dem jungen Erkrankungsalter der PatientInnen und der Resistenz der Tumorzellen gegen{\"u}ber Chemotherapeutika (Fr{\"u}hwald et al. 2020; Egiz et al. 2022; Richards et al. 2019). Gerade deshalb versucht man durch die aktuelle Forschung zu kindlichen Hirntumoren mit Immuntherapie ein besseres Outcome zu erreichen. Wichtige Grundlagen hierzu sind durch diese Arbeit dargestellt worden. Erstmals wurde gezeigt, dass Tumorzellen der AT/RT sowohl HLA-Klasse I und -Klasse II Antigene pr{\"a}sentieren. Es wurde außerdem die Expression von PD-L1 nachgewiesen. Des Weiteren konnte die Anwesenheit von Immunzellen durch den Nachweis CD 3+ Zellen bewiesen werden. Insgesamt zeigte sich eine große Heterogenit{\"a}t innerhalb des einzelnen und unter den verschiedenen Tumoren. Es zeigte sich eine negative Korrelation zwischen der Expression von MHC I und CD 3+ Zellen, welche insgesamt f{\"u}r einen Tumor Escape Mechanismus sprechen k{\"o}nnte, wie er bereits bei Glioblastomen nachgewiesen wurde (Bagley et al. 2018; Marcu et al. 2021). Es sollte eine Ausweitung der hier begonnen Forschung mit Einbeziehung der personenbezogenen Daten und Vergr{\"o}ßerung der untersuchten Fallzahl erfolgen.}, subject = {Immuntherapie}, language = {de} } @phdthesis{Kruse2024, author = {Kruse, Daniel}, title = {Quantitative Analyse histologischer Aufnahmen der Haut}, doi = {10.25972/OPUS-35294}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352946}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Diese Arbeit hatte zum Ziel quantitative Analysen histologischer Aufnahmen der Haut nach unterschiedlichen Gesichtspunkten zu etablieren. Im ersten Abschnitt wurde die bildgest{\"u}tzte Quantifizierung der epidermalen Histomorphologie untersucht. Nach Sichtung und Beurteilung von 2145 hochaufl{\"o}senden Fotografien HE-gef{\"a}rbter Epidermis- und Vollhautmodellen jeglichen Zustands, wurde der BSGC-Score als Facettenklassifikation mit seinen insgesamt 40 Beurteilungskriterien aufgestellt. Die unterschiedlichen epidermalen Strata wurden mit Wichtungsfaktoren belegt. Die Bewertungskategorien sind mit einem Ampelsystem unterlegt. Eine Befundungsformel wurde aufgestellt. Weitere Bestandteile des BSGC-Scores sind eine Anleitung mit Bildbeilage sowie Dokumentationselemente. Die Anwendung erfolgte erfolgreich im Rahmen der Qualit{\"a}tssicherung an Chargentests und zur Verlaufsbeurteilung eines In-vitro-Verbrennungsmodells aus humaner Epidermis durch Schneider et al. (2021) Der BSGC-Score dient als z{\"u}gig durchf{\"u}hrbares Evaluationstool zur Befundung von In-vitro-Epidermismodellen und nicht als diagnostisches Mittel. Der zweite Abschnitt besch{\"a}ftigt sich mit der Vaskularisierung als Parameter der kutanen Wundheilung. Es wurden aSMA-IF-gef{\"a}rbte Abbildungen porciner Verwundungsmodelle betrachtet und nach der Entfernung dr{\"u}siger Strukturen Gef{\"a}ßanschnitte zu Beginn manuell ausgez{\"a}hlt. Hieraus wurden die n{\"o}tigen Einstellungen f{\"u}r die Bildbearbeitungssoftware ImageJ ermittelt und die Abbildungen dieser anschließend zugef{\"u}hrt. Es erfolgte die automatisierte Quantifizierung elliptischer Formationen mit einer Gr{\"o}ße ≥ 30 Pixel. Im n{\"a}chsten Schritt wurden die Abbildungen in die Bereiche Wundrand, Wundgrund und Wundheilung unterteilt. In dem Bereich Wundheilung zeigte sich eine signifikant gr{\"o}ßere Revaskularisierung als in Wundgrund. Abschließend erfolgte der Vergleich sekund{\"a}rer Wundauflagen. Der Vergleich der Quotienten Wundheilung/Wundgrund nicht-okklusiver und okklusiver Wundauflagen zeigte keinen signifikanten Unterschied in der Neovaskularisierung. Die isolierte Betrachtung der Revaskularisierung als einzelner Prozess der Wundheilung kann nicht als generelles Kriterium f{\"u}r die Gesamtbeurteilung dienen. Hier findet die gew{\"a}hlte Methodik ihre Limitation. Zuk{\"u}nftige Anwendungsbereiche des BSGC-Scores sind die Ausweitung auf Vollhautmodelle und andere Verwundungsmodalit{\"a}ten. Eine automatisierte und durch eine KI-gest{\"u}tzte Befundung ist ebenfalls aufgrund des zugrundeliegenden umfangreichen Datensatzes denkbar. Auch kann eine automatisierte softwaregest{\"u}tzte Quantifizierung der Vaskularisierung als {\"u}berblickende und z{\"u}gige Beurteilung der Wundheilung sinnvoll erscheinen.}, subject = {Wundheilung}, language = {de} } @phdthesis{PenaMosca2024, author = {Pe{\~n}a Mosca, Mar{\´i}a Josefina}, title = {Local regulation of T-cell immunity in the intestinal mucosa}, doi = {10.25972/OPUS-35266}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352665}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {After priming in Peyer's patches (PPs) and mesenteric lymph nodes (mLN) T- cells infiltrate the intestine through lymphatic draining and homing through the bloodstream. However, we found that in mouse models of acute graft-versus-host disease (GvHD), a subset of alloreactive T-cells directly migrates from PPs to the adjacent intestinal lamina propria (LP), bypassing the normal lymphatic drainage and vascular trafficking routes. Notably, this direct migration occurred in irradiated and unirradiated GvHD models, indicating that irradiation is not a prerequisite for this observed behavior. Next, we established a method termed serial intravascular staining (SIVS) in mouse models to systematically investigate the trafficking and migration of donor T- cells in the early stages of acute GvHD initiation. We found that the direct migration of T-cells from PPs to LP resulted in faster recruitment of cells after allogeneic hematopoietic cell transplantation (allo-HCT). These directly migrating T-cells were found to be in an activated and proliferative state, exhibiting a TH1/TH17-like phenotype and producing cytokines such as IFN-γ and TNF-α. Furthermore, we observed that the directly migrating alloreactive T-cells expressed specific integrins (α4+, αE+) and chemokine receptors (CxCR3+, CCR5+, and CCR9+). Surprisingly, blocking these integrins and chemokine-coupled receptors did not hinder the direct migration of T- cells from PPs to LP, suggesting the involvement of alternative mechanisms. Previous experiments ruled out the involvement of S1PR1 and topographical features of macrophages, leading us to hypothesize that mediators of cytoskeleton reorganization, such as Coro1a, Dock2, or Cdc42, may play a role in this unique migration process. Additionally, we observed that directly migrating T-cells created a local inflammatory microenvironment, which attracts circulating T-cells. Histological analysis confirmed that alloreactive PPs-derived T-cells and bloodborne T-cells colocalized. We employed two experimental approaches, including either photoconversion of T-cells in PPs or direct transfer of activated T-cells into the vasculature, to demonstrate this colocalization. We hypothesize that cytokines released by migrating T-cells, such as IFN-γ and TNF-α, may play a role in recruiting T-cells from the vasculature, as inhibiting chemokine-coupled receptors did not impair recruitment.}, subject = {T-Lymphozyt}, language = {en} } @phdthesis{Nirchal2024, author = {Nirchal, Naveen Kumar}, title = {Mechanistische Regulierung des gastro{\"o}sophagealen {\"U}bergangs und die Rolle der Retins{\"a}ure bei der Entwicklung des Barrett-{\"O}sophagus}, doi = {10.25972/OPUS-31155}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-311556}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Der gastro{\"o}sophageale {\"U}bergang (GEJ), der die Region abgrenzt, in der der distale {\"O}sophagus auf die proximale Magenregion trifft, ist bekannt f{\"u}r die Entwicklung pathologischer Zust{\"a}nde, wie Metaplasie und Adenokarzinom des {\"O}sophagus (EAC). Es ist wichtig, die Mechanismen der Entwicklungsstadien zu verstehen, die zu EAC f{\"u}hren, da die Inzidenzrate von EAC in den letzten 4 Jahrzehnten um das 7-fache gestiegen ist und die Gesamt{\"u}berlebensrate von 5 Jahren 18,4 \% betr{\"a}gt. In den meisten F{\"a}llenwird die Diagnose im fortgeschrittenen Stadium ohne vorherige Symptome erstellt. Der Hauptvorl{\"a}ufer f{\"u}r die Entwicklung von EAC ist eine pr{\"a}maligne Vorstufe namens Barrett-{\"O}sophagus (BE). BE ist der metaplastische Zustand, bei dem das mehrschichtige Plattenepithel des nativen {\"O}sophagus durch ein spezialisiertes einschichtiges S{\"a}ulenepithel ersetzt wird, das die molekularen Eigenschaften des Magen- sowie des Darmepithels aufweist. Zu den wichtigsten Risikofaktoren f{\"u}r die Entwicklung von BE geh{\"o}ren die chronische gastro{\"o}sophageale Refluxkrankheit (GERD), eine ver{\"a}nderte Mikrobiota und ver{\"a}nderte Retins{\"a}ure-Signalwege (RA). Es ist unklar, welche Zelle der Ursprung f{\"u}r BE ist, da es keine eindeutigen Beweisen f{\"u}r den Prozess der BE-Initiation gibt. In dieser Arbeit habe ich untersucht, wie die GEJ-Hom{\"o}ostase in gesundem Gewebe durch stammzellregulatorische Morphogene aufrechterhalten wird, welche Rolle der Vitamin-A (RA-Signal{\"u}bertragung) spieltund wie ihre Ver{\"a}nderung zur BE-Entwicklung beitr{\"a}gt. Im ersten Teil meiner Dissertation habe ich anhand von Einzelmolek{\"u}l-RNA in situ-Hybridisierung und Immunhistochemie eindeutig das Vorhandensein von zwei Arten von Epithelzellen nachweisen k{\"o}nnen, dem Plattenepithel in der Speiser{\"o}hre und dem S{\"a}ulenepithel imMagenbereich des GEJ. Mittels Abstammungsanalysen im Mausmodell konnte ich zeigen, dass die Epithelzellen des {\"O}sophagus und des Magens von zwei verschiedenen epithelialen Stammzelllinien imGEJ abstammen. Die Grenze zwischen Plattenepithel und S{\"a}ulenepithelzellen im SCJ des GEJ wirddurch gegens{\"a}tzliche Wnt-Mikroumgebungen streng reguliert. Plattenepithelstammzellen des {\"O}sophagus werden durch das Wnt-hemmende Mikroumgebungssignal aufrechterhalten, w{\"a}hrend Magens{\"a}ulenepithelzellen durch das Wnt-aktivierende Signal aus dem Stromakompartiment erhalten werden. Ich habe die in vivo Erhaltung der Epithelstammzellen des GEJ mit Hilfe eines in vitro Epithel-3D-Organoidkulturmodells rekonstruiert. Das Wachstum und die Vermehrung von Magens{\"a}ulenepithel-Organoiden h{\"a}ngen von Wnt-Wachstumsfaktoren ab, w{\"a}hrend das Wachstum von Plattenepithel-Organoiden von Wnt-defizienten Kulturbedingungen abh{\"a}ngt. Dar{\"u}ber hinaus zeigte die Einzelzell-RNA-Sequenzanalyse (scRNA-seq) der aus Organoiden gewonnenenEpithelzellen, dass der nicht-kanonische Wnt/ planar cell polarity (PCP) Signalweg an der Regulierung der Plattenepithelzellen beteiligt ist. Im Gegensatz dazu werden s{\"a}ulenf{\"o}rmige Magenepithelzellen durch den kanonischen Wnt/beta-Catenin- und den nicht-kanonischen Wnt/Ca2+-Weg reguliert. Meine Daten zeigen, dass die SCJ-Epithelzellen, die am GEJ verschmelzen, durch entgegengesetzte stromale Wnt-Faktoren und unterschiedliche Wnt-Weg-Signalee in den Epithelzellen reguliert werden. Im zweiten Teil der Dissertation untersuchte ich die Rolle der bioaktiven Vitamin A Verbindung RA auf {\"O}sophagus- und Magenepithelstammzellen. Die In-vitro-Behandlung von epithelialen Organoiden der Speiser{\"o}hre und des Magens mitRA oder seinem pharmakologischen Inhibitors BMS 493 zeigte, dass jeder Zelltyp unterschiedlich reguliert wurde. Ich beobachtete, dass eine verst{\"a}rkte RA die Differenzierung von Stammzellen und den Verlust der Schichtung f{\"o}rderte, w{\"a}hrend die RA-Hemmung zu einer verst{\"a}rkten Stammzellbildung und Regeneration im mehrschichtigen Epithel der Speiser{\"o}hre f{\"u}hrte. Im Gegensatz zur Speiser{\"o}hre ist der RA-Signalweg in Magen-Organoiden aktiv, und die Hemmung von RA hat ein reduziertes Wachstum von Magen-Organoiden. Globale transkriptomische Daten und scRNA-seq-Daten zeigten, dass derRA-Signalweg einen Ruheph{\"a}notyp in den {\"O}sophaguszellen induziert. Dagegen f{\"u}hrt das Fehlen von RA in Magenepithelzellen zur Expression von Genen, die mit BE assoziiert sind. Daher isteine r{\"a}umlich definierte Regulation der Wnt- und Retins{\"a}ure-Signalgebung amGEJ entscheidend f{\"u}r eine gesunde Hom{\"o}ostase, und ihre St{\"o}rung f{\"u}hrt zur Entwicklung von Krankheiten.}, subject = {Retinoes{\"a}ure}, language = {en} } @phdthesis{Albrecht2024, author = {Albrecht, Jacqueline}, title = {Auswirkungen der Herzinsuffizienz und ihrer Komorbidit{\"a}ten Hypertonie und Diabetes mellitus auf Morphologie und Histologie des Hippocampus am Mausmodell}, doi = {10.25972/OPUS-35256}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352568}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen der Herzinsuffizienz und ihrer Komorbidit{\"a}ten Hypertonie und Diabetes mellitus auf Morphologie und Histologie des Hippocampus am Mausmodell untersucht.}, subject = {Herzinsuffizienz}, language = {de} } @phdthesis{Weisert2024, author = {Weisert, Nadine}, title = {Characterization of telomere-associated proteins in \(Trypanosoma\) \(brucei\)}, doi = {10.25972/OPUS-35273}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352732}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {The unicellular pathogen Trypanosoma brucei is the causative agent of African trypanosomiasis, an endemic disease prevalent in sub-Saharan Africa. Trypanosoma brucei alternates between a mammalian host and the tsetse fly vector. The extracellular parasite survives in the mammalian bloodstream by periodically exchanging their ˈvariant surface glycoproteinˈ (VSG) coat to evade the host immune response. This antigenic variation is achieved through monoallelic expression of one VSG variant from subtelomeric ˈbloodstream form expression sitesˈ (BES) at a given timepoint. During the differentiation from the bloodstream form (BSF) to the procyclic form (PCF) in the tsetse fly midgut, the stage specific surface protein is transcriptionally silenced and replaced by procyclins. Due to their subtelomeric localization on the chromosomes, VSG transcription and silencing is partly regulated by homologues of the mammalian telomere complex such as TbTRF, TbTIF2 and TbRAP1 as well as by ˈtelomere-associated proteinsˈ (TelAPs) like TelAP1. To gain more insights into transcription regulation of VSG genes, the identification and characterization of other TelAPs is critical and has not yet been achieved. In a previous study, two biochemical approaches were used to identify other novel TelAPs. By using ˈco-immunoprecipitationˈ (co-IP) to enrich possible interaction partners of TbTRF and by affinity chromatography using telomeric repeat oligonucleotides, a listing of TelAP candidates has been conducted. With this approach TelAP1 was identified as a novel component of the telomere complex, involved in the kinetics of transcriptional BES silencing during BSF to PCF differentiation. To gain further insights into the telomere complex composition, other previously enriched proteins were characterized through a screening process using RNA interference to deplete potential candidates. VSG expression profile changes and overall proteomic changes after depletion were analyzed by mass spectrometry. With this method, one can gain insights into the functions of the proteins and their involvement in VSG expression site regulation. To validate the interaction of proteins enriched by co-IP with TbTRF and TelAP1 and to identify novel interaction proteins, I performed reciprocal affinity purifications of the four most promising candidates (TelAP2, TelAP3, PPL2 and PolIE) and additionally confirmed colocalization of two candidates with TbTRF via immunofluorescence (TelAP2, TelAP3). TelAP3 colocalizes with TbTRF and potentially interacts with TbTRF, TbTIF2, TelAP1 and TelAP2, as well as with two translesion polymerases PPL2 and PolIE in BSF. PPL2 and PolIE seem to be in close contact to each other at the telomeric ends and fulfill different roles as only PolIE is involved in VSG regulation while PPL2 is not. TelAP2 was previously characterized to be associated with telomeres by partially colocalizing with TbTRF and cells show a VSG derepression phenotype when the protein was depleted. Here I show that TelAP2 interacts with the telomere-binding proteins TbTRF and TbTIF2 as well as with the telomere-associated protein TelAP1 in BSF and that TelAP2 depletion results in a loss of TelAP1 colocalization with TbTRF in BSF. In conclusion, this study demonstrates that characterizing potential TelAPs is effective in gaining insights into the telomeric complex's composition and its role in VSG regulation in Trypanosoma brucei. Understanding these interactions could potentially lead to new therapeutic targets for combatting African trypanosomiasis.}, subject = {Telomer }, language = {en} } @phdthesis{Dereser2024, author = {Dereser, Katharina}, title = {Real world M³P Panel-Sequenzierung f{\"u}r die personalisierte Therapie des Multiplen Myeloms}, doi = {10.25972/OPUS-35264}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352644}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Obwohl es in den letzten 10-15 Jahren gelang, multiple MM-Genome mittels NGS auf eine kosteneffiziente Art und mit geringem Zeit- und Materialaufwand zu sequenzieren und hierdurch zum Teil bahnbrechende Erkenntnisse gewonnen werden konnten, sind molekulargenetische Untersuchungen im diagnostischen Workflow des MMs bisher nicht ausreichend implementiert, um eine personalisierte Therapieentscheidung zu erm{\"o}glichen. Vor diesem Hintergrund wurde in der vorliegenden Arbeit eine Gruppe an Patienten mit NDMM und RRMM anhand klinischer Parameter charakterisiert und durch Verwendung des M³P-Panels auf das Vorliegen bestimmter molekulargenetischer Ver{\"a}nderungen untersucht. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass unsere Analyse die bisher ver{\"o}ffentliche M³P-Pr{\"a}valenz in MM-Tumorproben best{\"a}tigt. Zu den am h{\"a}ufigsten mutierten Genen geh{\"o}rten KRAS, NRAS, DIS3, ATM und BRAF. In der Gruppe der Patienten mit NRAS-Mutation oder del17p war die Zahl der relevanten Mutationen deutlich h{\"o}her als ohne Vorliegen der entsprechenden Ver{\"a}nderung. Der Nachweis eines Double-Hit-Myeloms war erwartungsgem{\"a}ß der st{\"a}rkste ung{\"u}nstige Faktor in unserer Kohorte. Unter den Patienten mit CRBN-Mutation waren alle IMiD-vorbehandelt und zeigten im Verlauf eine Refrakt{\"a}rit{\"a}t gegen{\"u}ber dieser Substanzgruppe auf. Bez{\"u}glich der {\"U}berlebensanalysen best{\"a}tigten unsere Ergebnisse bereits bekannte prognostische Risikofaktoren wie Hochrisikozytogenetik, insbesondere del17p und gain1q, eine TP53-Mutation sowie ISS- und R-ISS-Stadium III. Die Ergebnisse der Mutationsanalysen dieser Arbeit verdeutlichen den großen wissenschaftlichen und therapeutischen Nutzen, der von molekulargenetischen Untersuchungen ausgeht. Zuk{\"u}nftig werden auch beim MM Therapieentscheidungen auf Grundlage genetischer Diagnostik getroffen werden, mit dem Ziel die Behandlung f{\"u}r MM-Patienten weiter zu verbessern.}, subject = {Plasmozytom}, language = {de} } @phdthesis{Dietrich2024, author = {Dietrich, Philipp}, title = {Traveling Wave Magnetic Particle Imaging: Visuelle Stenosequantifizierung und Perkutane Transluminale Angioplastie im Gef{\"a}ßmodell}, doi = {10.25972/OPUS-35251}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352517}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Magnetic Particle Imaging (MPI) ist ein innovatives tomographisches Bildgebungs­verfahren, mit dem Tracerpartikel {\"a}ußerst sensitiv und schnell mehrdimensional abgebildet werden k{\"o}nnen. Die Methode basiert auf der nichtlinearen Magnetisierungs­antwort superparamagnetischer Eisenoxidnanopartikel (SPION) in einem Messpunkt, welcher ein Messvolumen rastert. In vorliegender Arbeit wurde das sog. Traveling Wave MPI (TWMPI) Verfahren eingesetzt, wodurch im Vergleich zu konventionellen MPI-Scannern ein gr{\"o}ßeres Field of View (FOV) und eine geringere Latenz bis zur Bildanzeige erreicht werden konnte. TWMPI weist einige f{\"u}r medizinische Zwecke vielversprechende Eigenschaften auf: Es liefert zwei- und dreidimensionale Bildrekonstruktionen in Echtzeit mit hoher zeitlicher und r{\"a}umlicher Aufl{\"o}sung. Dabei ist die Bildgebung von Grund auf hintergrundfrei und erfordert keinerlei ionisierende Strahlung. Zudem ist die Technik {\"a}ußerst sensitiv und kann SPION-Tracer noch in mikromolaren Konzentrationen detektieren. Ziel dieser Arbeit war es daher zu untersuchen, inwiefern es mittels TWMPI m{\"o}glich ist, k{\"u}nstliche Stenosen im Gef{\"a}ßmodell visuell in Echtzeit darzustellen und quantitativ zu beurteilen sowie {\"u}berdies eine perkutane transluminale Angioplastie (PTA) im Gef{\"a}ßmodell unter TWMPI-Echtzeit-Bildgebung durchzuf{\"u}hren. Alle Experimente wurden in einem speziell angefertigten TWMPI-Scanner durchgef{\"u}hrt (JMU W{\"u}rzburg, Experimentelle Physik V (Biophysik), FOV: 65 x 29 x 29 mm³, Aufl{\"o}sung: ca. 1.5 - 2 mm). Die Lumen-Darstellungen erfolgten mittels des SPION-Tracers Ferucarbotran in einer Verd{\"u}nnung von 1 : 50 (entspr. 10 mmol [Fe]/l). Das PTA-Instrumentarium wurde mit eigens hergestelltem ferucarbotran­haltigem Lack (100 mmol [Fe]/l) markiert. F{\"u}r die verschiedenen Teilexperimente wurden den jeweiligen speziellen Anforderungen entsprechend mehrere Gef{\"a}ßmodelle handgefertigt. F{\"u}r die visuelle Stenosequantifizierung wurden f{\"u}nf starre Stenosephantome unterschiedlicher Stenosierung (0\%, 25\%, 50\%, 75\%, 100\%) aus Polyoxymethylen her­gestellt (l: 40 mm, ID: 8 mm). Die Gef{\"a}ßmodelle wurden mehrfach zentral im FOV platz­iert und das stenosierte Lumen mittels sog. Slice-Scanning Modus (SSM, Einzel­aufnahme inkl. 10 Mittelungen: 200 ms, Bildfrequenz: 5 Bilder pro Sekunde, Latenz: ca. 100 ms) als zweidimensionale Quasi-Projektionen abgebildet. Diese Aufnahmen (n = 80, 16 je Phantom) wurden mit einer ein­heitlichen Grauskalierung versehen und anschließend entsprechend den NASCET-Kriterien visuell ausgewertet. Alle achtzig Aufnahmen waren unabh{\"a}ngig vom Stenosegrad aufgrund einheitlicher Fensterung sowie konstanter Scannerparameter untereinander gut vergleichbar. Niedrig­gradige Stenosen konnten insgesamt genauer abgebildet werden als h{\"o}hergradige, was sich neben der subjektiven Bildqualit{\"a}t auch in geringeren Standardabweichungen zeigte (0\%: 3.70 \% ± 2.71, 25\%: 18.64 \% ± 1.84, 50\%: 52.82 \% ± 3.66, 75\%: 77.84 \% ± 14.77, 100\%: 100 \% ± 0). Mit zunehmendem Stenosegrad kam es vermehrt zu geometrischen Ver­zerrungen im Zentrum, sodass bei den 75\%-Stenosen eine breitere Streuung der Messwerte mit einer h{\"o}heren Standardabweichung von 14.77\% einherging. Leichte, randst{\"a}ndige Artefakte konnten bei allen Datens{\"a}tzen beobachtet werden. F{\"u}r die PTA wurden drei interaktive Gef{\"a}ßmodelle aus Polyvinylchlorid (l: 100 mm, ID: 8 mm) mit zu- und abf{\"u}hrendem Schlauchsystem entwickelt, welche mittels Kabelband von außen hochgradig eingeengt werden konnten. Analog zu einer konventionellen PTA mittels r{\"o}ntgenbasierter digitaler Subtraktionsangiographie (DSA), wurden alle erforder­lichen Arbeitsschritte (Gef{\"a}ßdarstellung, Drahtpassage, Ballonplatzierung, Angioplastie, Erfolgskontrolle) unter (TW)MPI-Echtzeit-Bildgebung (Framerate: 2 - 4 FPS, Latenz: ca. 100 ms) abgebildet bzw. durchgef{\"u}hrt. Im Rahmen der PTA war eine Echtzeit-Visualisierung der Stenose im Gef{\"a}ßmodell durch Tracer-Bolusgabe sowie die F{\"u}hrung des markierten Instrumentariums zum Zielort m{\"o}glich. Die Markierung der Instrumente hielt der Beanspruchung w{\"a}hrend der Prozedur stand und erm{\"o}glichte eine genaue Platzierung des Ballonkatheters. Die Stenose konnte mittels Angioplastie-Ballons unter Echtzeit-Darstellung gesprengt werden und der Interventionserfolg im Anschluss durch erneute Visualisierung des Lumens validiert werden. Insgesamt zeigt sich MPI somit als ad{\"a}quate Bildgebungstechnik f{\"u}r die beiden in der Fragestellung bzw. Zielsetzung definierten experimentellen Anwendungen. Stenosen im Gef{\"a}ßmodell konnten erfolgreich in Echtzeit visualisiert und bildmorphologisch nach NASCET-Kriterien quantifiziert werden. Ebenso war eine PTA im Gef{\"a}ßmodell unter TWMPI-Echtzeit-Bildgebung machbar. Diese Ergebnisse unter­streichen das grundlegende Potenzial von MPI f{\"u}r medizinische Zwecke. Um zu den bereits etablierten Bildgebungsmethoden aufzuschließen, ist jedoch weitere Forschung im Bereich der Scanner-Hard- und -Software sowie bez{\"u}glich SPION-Tracern n{\"o}tig.}, subject = {Medizinische Radiologie}, language = {de} } @phdthesis{Abbas2024, author = {Abbas, Eid Nagy Eid}, title = {Demotic Texts from Medinet Habu (Philological, Paleographical, and Cultural Study)}, doi = {10.25972/OPUS-35265}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352653}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {The current study presents a new a group of Demotic ostraca in the belongings of the Cairo Museum. A large part of this group stem from Medinet Habu in the western bank of modern Luxor in Upper Egypt and was discovered in the beginning of the thirties of the last century by the Chicago Oriental Institute (recently renamed as Institute for the Study of Ancient Cultures 'ISAC'). A small portion of the collection under consideration come from other Upper Egyptian provenances including Gebelein, Edfu, Kom Ombo, and possibly elsewhere in Thebes. The main goal of the present dissertation is to decipher, translate, and provide a philological, paleographical, and cultural analysis of the group of texts in question. The results of this study are spread over two main parts, the first of which is dedicated to the main and largest part of the collection, i.e. ostraca from Medinet Habu, while the second is concerned with ostraca from other places. The first part comprises of five sections beginning with receipts of money and in-kind payments including some receipts for the payments of the different capitation charges in the Ptolemaic and Roman Periods, a few for land-related payments, as well as others related to different Ptolemaic monopolies or trades such as a receipt for the price of oil, one for the linen tax, in addition to a unique receipt for the rarely attested fish tax. The second section includes accounts and lists of different kinds be it monetary, in-kind, agriculture, or any other type of lists or accounts that record different everyday transactions. The following section presents a relatively different type of lists, namely lists of personal names. The fourth section incorporates a variety of texts of different concerns, e.g. texts of religious nature, letters, temples oaths, or other private documents. Unidentified texts occupy the fifth and final section of the first part. The second part of the study, which comprises texts that originate from different Upper Egyptian localities, includes three sections, i.e. receipts, accounts, and lists of names.}, language = {en} } @phdthesis{Trinks2024, author = {Trinks, Nora Isabel}, title = {Super-resolution fluorescence microscopic visualization and analysis of interactions between human immune cells and \(Aspergillus\) \(fumigatus\)}, doi = {10.25972/OPUS-26640}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-266407}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {The mold Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) is known as human pathogen and can cause life-threatening infections in humans with a weakened immune system. This is a known complication in patients receiving glucocorticoids, e.g. after hematopoietic stem cell transplantation or solid organ transplantation. Although research in the field of immune cell/fungus interaction has discovered key strategies how immune cells fight against infectious fungi, our knowledge is still incomplete. In order to develop effective treatment options against fungal infections, a detailed understanding of their interactions is crucial. Thus, visualization of immune cell and fungus is an excellent approach to gain further knowledge. For a detailed view of such interaction processes, a high optical resolution on nanometer scale is required. There is a variety of super resolution microscopy techniques, enabling fluorescence imaging beyond the diffraction limit. This work combines the use of three complementary super resolution microscopy techniques, in order to study immune cell/fungus interaction from different points of view. Aim of this work is the introduction of the recently invented imaging technique named expansion microscopy (ExM) for the study of immune cell/fungus interactions. The core aspect of this method is the physical magnification of the specimen, which increases the distance between protein structures that are close to each other and which can therefore be imaged separately. The simultaneous magnification of primary human natural killer (NK) cells and A. fumigatus hyphae was established in this work using ExM. Reorganization of cytoskeletal components of interacting NK cells was demonstrated here, by expansion of the immunological synapse (IS), formed between NK cells and A. fumigatus. In addition, reorganization of the microtubule-organizing center (MTOC) towards fungal hyphae and an accumulation of actin at the IS has been observed. Furthermore, ExM has been used to visualize lytic granules of NK cells after degranulation. After magnification of the specimen, lysosome associated protein 1 (LAMP1) was shown to surround perforin. In absence of the plasma membrane-exposed degranulation marker LAMP1, a "ring-shaped" structure was often observed for fluorescently labeled perforin. Volume calculation of lytic granules demonstrated the benefit of ExM. Compared to pre-expansion images, analyses of post-expansion images showed two volume distributions for degranulated and non-degranulated NK cells. In addition, this work emphasizes the importance of determining the expansion factor for a structure in each species, as variations of expansion factors have been observed. This factor, as well as possible sample distortions should be considered, when ExM is used in order to analyze the interaction between two species. A second focus of this work is the visualization of a chimeric antigen receptor (CAR), targeting an epitope on the cell wall of A. fumigatus. Structured illumination microscopy (SIM) revealed that the CAR is part of the immunological synapse of primary human CAR T cells and CAR-NK-92 cells. At the interaction site, an accumulation of the CAR was observed, as well as the presence of perforin. CAR accumulation at fungal hyphae was further demonstrated by automated live cell imaging of interacting CAR-NK-92 cells, expressing a fluorescent fusion protein. Additionally, the use of direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM) gave first insights in CAR expression levels on the basal membrane of CAR-NK-92 cells, with single molecule sensitivity. CAR cluster analyses displayed a heterogeneous CAR density on the basal membrane of transfected NK 92 cells. In summary, this work provides insights into the application of ExM for studying the interaction of primary human NK cells and A. fumigatus for the first time. Furthermore, this thesis presents first insights regarding the characterization of an A. fumigatus-targeting CAR, by applying super-resolution fluorescence microscopy, like SIM and dSTORM.}, subject = {Mikroskopie}, language = {en} } @phdthesis{Eichlinger2024, author = {Eichlinger, Robin}, title = {Retrospektive monozentrische Analyse des Krankheitsverlaufs und Prognosefaktoren von Patient*innen mit Ileitis terminalis Crohn}, doi = {10.25972/OPUS-35255}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352555}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Die Erkrankung MC z{\"a}hlt zusammen mit der Colitis Ulcerosa zu den CED. In Deutschland liegt die Pr{\"a}valenz bei ca. 100-200 Personen pro 100000 Einwohner und steigt stetig. {\"U}berwiegend sind Menschen im jungen Erwachsenenalter betroffen, die fest im Berufsleben stehen. Die Erkrankung f{\"u}hrt im Verlauf immer wieder zu Arbeitsausf{\"a}llen und verursacht neben den gesundheitlichen Kosten f{\"u}r Medikamente und Therapie auch wirtschaftliche Ausf{\"a}lle. Trotz der hohen sozio{\"o}konomischen Bedeutung und des Vorliegens gesicherter Erkenntnisse zu Risikofaktoren, anatomischen / histologischen Ver{\"a}nderungen, Symptomkomplexen und zahlreicher Hypothesen bez{\"u}glich der Entstehung, ist die Pathogenese nicht g{\"a}nzlich verstanden. Ebenso komplex wie das Erkrankungsbild selbst ist der Prozess der Diagnosefindung. Ein Goldstandard ist nicht etabliert. Die Diagnose MC ist meist eine klinische, in Zusammenschau mit endoskopischen, histologischen, laborchemischen und radiologischen Befunden. In dieser Arbeit wurde die Versorgungsrealit{\"a}t der MC Erkrankten {\"u}ber die letzten 15 Jahre betrachtet. Es konnte ein Wandel in der chirurgischen Operations- und Anastomosentechnik gezeigt werden. Die Zukunft ist eine minimalinvasive und darmsparende Chirurgie. Im retrospektiven Vergleich der Therapiealgorithmen erfolgte nach damaliger S3-Leitlinie in der Mehrzahl der MC F{\"a}lle initial eine medikament{\"o}se Therapie, alle untersuchten F{\"a}lle erhielten jedoch eine ICR. In der Subgruppenanalyse wurden F{\"a}lle mit isolierter Ileitis terminalis Crohn untersucht. Es konnte die Effektivit{\"a}t der chirurgischen Prim{\"a}rtherapie gegen{\"u}ber einer medikament{\"o}sen Prim{\"a}rtherapie gezeigt werden, was die Daten der aktuellen Literatur st{\"u}tzt. So bestand ein Vorteil hinsichtlich des verringerten Bedarfs an einer medikament{\"o}sen Therapie im postoperativen Verlauf von zwei Jahren und bez{\"u}glich der rezidiv- und medikamentenfreien Zeit. Die Ergebnisse zeigten zudem, dass eine pr{\"a}ventive, postoperative medikament{\"o}se Therapie bei pr{\"a}operativ vorliegenden Risikofaktoren f{\"u}r ein klinisches Rezidiv nicht zwingend notwendig ist und {\"u}berdacht werden sollte. Diese Arbeit konnte den Stellenwert der Chirurgie als wichtige S{\"a}ule der Therapie bei isolierter Ileitis terminalis Crohn untermauern.}, subject = {Crohn-Krankheit}, language = {de} } @phdthesis{Wild2024, author = {Wild, Emanuel}, title = {Ist bei Kraftfahrzeugen eine Ankn{\"u}pfung an den Registrierungsort der Lex rei sitae vorzuziehen?}, doi = {10.25972/OPUS-35156}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351561}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {„Die Doktorarbeit befasst sich mit der Frage, ob bei Kraftfahrzeugen eine Ankn{\"u}pfung an den Registrierungsort der Lex rei sitae vorzuziehen sein k{\"o}nnte. Im Rahmen der Arbeit wird zu Beginn ermittelt, nach welchem Recht die {\"u}berpr{\"u}ften L{\"a}nder das anwendbare Recht bei Kraftfahrzeugen bestimmen. Sodann wird er{\"o}rtert, ob der Registrierungsort in den {\"u}berpr{\"u}ften L{\"a}ndern {\"u}berhaupt rechtssicher und stabil bestimmt werden kann. Dabei wird insbesondere auf die nationalen Vorschriften zur Registrierung von Kraftfahrzeugen und den weiteren Ankn{\"u}pfungsm{\"o}glichkeiten, wie Fahrzeugzulassungsbescheinigung und KFZ-Kennzeichen, eingegangen. Anhand von Beispielsf{\"a}llen werden abschließend die m{\"o}glichen Ver{\"a}nderungen, durch eine Ankn{\"u}pfung an den Registrierungsort im Gegen-satz zur lex rei sitae, gegen{\"u}bergestellt. Ebenso wird die Frage der res in transitu, als auch die Frage, wie mit gestohlenen Fahrzeugen umgegangen werden kann, behandelt. Im Ergebnis kann eine rechtssichere Bestimmung des anwendbaren Rechts best{\"a}tigt wer-den."}, subject = {Lex rei sitae}, language = {de} } @phdthesis{Issler2024, author = {Issler, Kevin}, title = {Theory and simulation of ultrafast autodetachment dynamics and nonradiative relaxation in molecules}, doi = {10.25972/OPUS-35223}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352232}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {In this thesis, theoretical approaches for the simulation of electron detachment processes in molecules following vibrational or electronic excitation are developed and applied. These approaches are based on the quantum-classical surface-hopping methodology, in which nuclear motion is treated classically as an ensemble of trajectories in the potential of quantum-mechanically described electronic degrees of freedom.}, subject = {Theoretische Chemie}, language = {en} } @phdthesis{Scheiner2024, author = {Scheiner, Christin}, title = {Vulnerability in adolescence: prevalence, pandemic impact and prevention}, doi = {10.25972/OPUS-35164}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351644}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {This compilation focuses on adolescent mental disorders and their prevention. It comprises three distinct studies, each contributing to a deeper understanding of this critical topic. This work addresses a critical gap in the understanding of, and approach to, adolescent mental health, and as a result reveals a critically important and urgently needed policy implication for action. The thematic structure of these studies begins with an examination of the epidemiology of child and adolescent mental disorders. Baseline data were collected from N = 877 adolescents with a mean age of 12.43 years (SD = 0.65). Mental health problems, such as depressive symptoms, non-suicidal self-injury, suicidal ideation, symptoms of eating disorders, and gender differences, are thoroughly examined. Results revealed a significant portion of our sample displaying mental health problems as early as the 6th and 7th grades, with girls generally being more affected than boys. The findings underscore the importance of early adolescence in the emergence of mental health problems and thereby emphasize the need for preventive measures. Moving beyond prevalence estimates, the compilation delves into the etiology of these disorders, exploring their potential correlation with a COVID-19 infection. Understanding the early signs and risk factors is crucial for timely support. While numerous studies have investigated potential risk and protective factors during the pandemic, our focus shifts to adolescents' coping when an infection with the virus was involved (N = 2,154, M = 12.31, SD = 0.67). We hypothesized that students infected or with close family members infected, would exhibit an increased psychopathology and a decreased functioning of protective factors such as self-efficacy or self-esteem. We found no connection between infection and the mental health status within our sample, but protective factors and mental well-being were positively associated. Thus, universal primary prevention appears to be the preferred approach for promoting mental health. Lastly, the compilation introduces LessStress, a noteworthy contribution to more evidence-based prevention programs. This universal approach is designed to reduce stress in schools, accompanied by a cluster-randomized trial to evaluate its effectiveness (estimated sample size N = 1,894). Existing studies have demonstrated the effectiveness of stress prevention, leading us to introduce a short and easy-to-implement prevention program. There is positive evidence for one-lesson interventions in schools for promoting well-being and health behaviors among adolescents. LessStress is designed based on a life skills approach that not only imparts psychoeducational content but also teaches skills relevant to everyday life and directly applicable. Throughout these studies, a common thread emerges: the pressing need to address mental disorders during childhood and adolescence. These formative years play a pivotal role in the development of mental health problems. These formative years play a crucial role in the development of mental health problems. They highlight the importance of epidemiological data collection and analysis based on the latest models to develop prevention interventions that are not only effective but also reach young people on a global level.}, subject = {Jugend}, language = {en} } @phdthesis{WagenhaeusergebVonhausen2024, author = {Wagenh{\"a}user [geb. Vonhausen], Yvonne}, title = {Thermodynamic Investigations on the Dimerization and Anti-Cooperative Self-Assembly of Dipolar Merocyanines}, doi = {10.25972/OPUS-35211}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352111}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Dipolar merocyanines are very attractive supramolecular building blocks, as they combine interesting functional properties with strong, directional intermolecular interactions. The pyridine dioxocyano-pyridine (PYOP) chromophore (Chapter 2.2), used in this thesis, stands out because of its exceptionally high ground state dipole moment (g ~ 17 D), in combination with the option to retain good solubility also in unpolar solvents, by decoration with solubilizing groups. The reliable binding motif of anti-parallel -stacking due to dipole-dipole interactions has allowed the design of molecular building blocks that form assemblies of predictable geometry. The intense unstructured charge transfer UV/Vis absorption band (eg ~ 10.7 D) is a result of the dominant contribution of the zwitterionic resonance structure which brings the PYOP chromophore just beyond the cyanine limit in solvents of low polarity (c2 = 0.60, 1,4 dioxane). The high sensitivity of the S0 - S1 UV/Vis absorption band to the environment manifests itself in a pronounced negative solvatochromism and strong H-type exciton coupling within -stacked PYOP assemblies. In accordance with the classical molecular exciton theory, an increasing hypsochromic shift of the dominant absorption band of these H aggregates can be observed as the stack size increases up to about six chromophores, where it levels out at about max ~ 440 nm (CHCl3). This allows a uniquely simple estimation of the number of interacting chromophores within the self-assembled structure from a single UV/Vis absorption spectrum of an aggregate. The defined and well investigated PYOP dimer formation was employed in this thesis to probe the applicability and limitations of concentration-, temperature-, and solvent-dependent self-assembly studies (Chapter 3). Straightforward theoretical models to evaluate datasets of concentration-, temperature-, and solvent-dependent UV/Vis absorption by nonlinear regression analysis were derived for the case of dimer formation (Chapter 2.1). Although the dimer model is well known and widely applied in literature, this detailed derivation is helpful to understand assumptions and potential problems of the different approaches for the determination of thermodynamic parameters. This helps to decide on the most appropriate method to analyse a system of interest. In this regard it should be noted that covering a large portion of the self-assembly process with the experimental data is a prerequisite for the accuracy of the analysis. Additionally, many of the insights can also be transferred to other self-assembly systems like supramolecular polymerization or host-guest interactions. The concentration-dependent analysis is the most straightforward method to investigate self-assembly equilibria. No additional assumptions, besides mass balance and mass action law, are required. Since it includes the least number of parameters (only K, if M/D are known), it is the most, or even only, reliable method, to elucidate the self-assembly mechanism of an unknown system by model comparison. To cover a large concentration range, however, the compound must be soluble enough and generally sample amounts at least in the low mg scale must be available. The temperature-dependent analysis has the advantage that all thermodynamic parameters G0, H0 and S0 can be obtained from a single sample in one automated measurement. However, the accessible temperature-range is experimentally often quite limited and dependent on the solvent. For systems which do not show the transition from monomer to aggregate in a narrow temperature range, as given for, e.g., cooperative aggregation or processes with a high entropy contribution, often not the entire self-assembly process can be monitored. Furthermore, the assumptions of temperature-independent extinction coefficients of the individual species as well as temperature-independent H0 and S0 must be met. Monte Carlo simulations of data sets demonstrated that even minor changes in experimental data can significantly impact the optimized values for H0 and S0. This is due to the redundancy of these two parameters within the model framework and even small thermochromic effects can significantly influence the results. The G0 value, calculated from H0 and S0, is, however, still rather reliable. Solvent-dependent studies can often cover the entire self-assembly process from monomeric (agg = 0) to the fully aggregated state (agg = 1). However, for dyes with strong solvatochromic effects, such as the dipolar merocyanines investigated in this thesis, the results are affected. Also, the assumption of a linear relation of the binding energy G0 and the fraction of denaturating solvent f, which is based on linear free energy relationships between G0 and the solvent polarity, can lead to errors. Especially when specific solvent effects are involved. For the evaluation of experimental data by nonlinear regression, general data analysis software can be used, where user-defined fit models and known parameters can be implemented as desired. Alternatively, multiple specialized programs for analysing self-assembly data are available online. While the latter programs are usually more user-friendly, they have the disadvantage of being a "black box" where only pre-implemented models can be used without the option for the user to adapt models or parameters for a specific system. In Chapter 3 comprehensive UV/Vis absorption datasets are presented for the dimerization of merocyanine derivative 1 in 1,4-dioxane, which allowed for the first time a direct comparison of the results derived from concentration-, temperature-, and solvent-dependent self-assembly studies. The results for the binding constant K and corresponding G0 from the concentration- and temperature-dependent analysis were in very good agreement, also in comparison to the results from ITC. For the temperature-dependent analysis, though, multiple datasets of samples with different concentration had to be evaluated simultaneously to cover a meaningful part of the self-assembly process. Furthermore, a significant dependence of the optimized parameters H0 and S0 on the wavelength chosen for the analysis was observed. This can be rationalized by the small thermochromic shifts of both the monomer and the dimer UV/Vis absorption band. The results from the solvent-dependent evaluation showed the largest deviation, as expected for the highly solvatochromic merocyanine dye. However, even here by evaluation at 491 and 549 nm the deviation for G0 was only 2.5 kJ mol1 (9\%) with respect to the results from the concentration-dependent analysis (G0 = 29.1 kJ mol1). Thus, despite the strong solvatochromism of the dipolar chromophore, it can still be considered a reliable method for estimating the binding strength. Furthermore, multiple repetitions of the concentration-, temperature-, and solvent-dependent studies provided insight into the reproducibility of the results and possible sources of experimental errors. In all cases, the deviations of the results were small (G0 < 0.4 kJ mol1) and within the same range as the fit error from the nonlinear regression analysis. The insights from these studies were an important basis for the in-depth investigation of a more complex supramolecular system in Chapter 4, as a single method is often not enough to capture the full picture of a more complicated self-assembly process. To elucidate the anti-cooperative self-assembly of the chiral merocyanine 2, a combination of multiple techniques had to be applied. Solvent-dependent UV/Vis absorption studies in CH2Cl2/MCH mixtures showed the step-wise assembly of the merocyanine monomer (max(M) = 549 nm, CH2Cl2) to first a dimer (max(D) = 498 nm, CH2Cl2/MCH 15:85) by dipole-dipole interactions, and then a -stacked higher aggregate (max(H) = 477 nm, MCH), with pronounced H-type coupling. The thermodynamic evaluation of this data, however, suffered from the severe solvatochromism, especially of the monomeric species (max(M, CH2Cl2) = 549 nm, max(M, MCH) = 596 nm). Therefore, concentration-dependent studies were performed at three different temperatures (298, 323, 353 K) to elucidate the self-assembly mechanism and determine reliable thermodynamic parameters. The studies at elevated temperatures were hereby necessary, to obtain experimental data over a larger agg--range. Due to the pronounced difference in the thermodynamic driving force for dimerization and higher aggregate formation (KD/K5 = 6500) a concentration range exists in MCH where almost exclusively the dimer species of 2 is present, before further self-assembly by dispersion interactions occurs. Therefore, the data could be evaluated independently for the two self-assembly steps. The self-assembly of dimers into the higher aggregate could not be described by the isodesmic model but was fitted satisfactorily to a pentamer model. This rather small size of about ten -stacked PYOP chromophores was, furthermore, consistently indicated by AFM, VPO and DOSY NMR measurements. Based on 1D and 2D NMR data as well as the strong bisignate CD signal of the higher aggregate in combination with TD-DFT calculations, a P-helical stack is proposed as its structure. The small size can be rationalized by the anti-cooperative self-assembly mechanism and the sterical demand of the solubilizing trialkoxyphenyl and the chiral tetralin substituents. Additionally, the aliphatic shell formed by the solubilizing chains around the polar chromophore stack, can account for the exceptionally high solubility of 2 in MCH (> 15 mg mL1). These combined studies of the self-assembly process enabled the identification of suitable conditions for the investigation of fluorescence properties of the individual aggregate species. Aggregation-induced emission enhancement was observed for the almost non-emissive monomer (Fl(M) = 0.23\%), which can be rationalized by the increasing rigidification within the dimer (Fl(D) = 2.3\%) and the higher aggregate (Fl(H) = 4.5\%). The helical chirality of the PYOP decamer stack, furthermore, gave rise to a strong CPL signal with a large glum value of 0.011. The important conclusion of this thesis is that the temperature- and solvent-dependent analyses are valid alternatives to the classical concentration-dependent analysis to determine thermodynamic parameters of self-assembly equilibria. Although, for a specific supramolecular system, one approach might be favourable over the others for a variety of reasons. The experimental limitations often demand a combination of techniques to fully elucidate a self-assembly process and to gain insights in the aggregate structure. The anti-cooperative merocyanine self-assembly, which was described here for the first time for the PYOP merocyanine 2, is no exception. Besides the interest in the merocyanine assemblies from a structural and functional point of view, the insights gained from the presented studies can also be transferred to other self-assembly systems and be a guide to find the most appropriate analysis technique.}, subject = {Merocyanine}, language = {en} } @phdthesis{Herok2024, author = {Herok, Christoph}, title = {Quantum Chemical Exploration of Potential Energy Surfaces: Reaction Cycles and Luminescence Phenomena}, doi = {10.25972/OPUS-35218}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352185}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {This work aims at elucidating chemical processes involving homogeneous catalysis and photo-physical relaxation of excited molecules in the solid state. Furthermore, compounds with supposedly small singlet-triplet gaps and therefore biradicaloid character are investigated with respect to their electro-chemical behavior. The work on hydroboration catalysis via a reduced 9,10-diboraanthracene (DBA) was preformed in collaboration with the Wagner group in Frankfurt, more specifically Dr. Sven Prey, who performed all laboratory experiments. The investigation of delayed luminescence properties in arylboronic esters in their solid state was conducted in collaboration with the Marder group in W{\"u}rzburg. The author of this work took part in the synthesis of the investigated compounds while being supervised by Dr. Zhu Wu. The final project was a collaboration with the group of Anukul Jana from Hyderabad, India who provided the experimental data.}, subject = {Simulation}, language = {en} } @phdthesis{Schuerger2024, author = {Sch{\"u}rger, Peter}, title = {Information-Theoretical Studies on Time-Dependent Quantum Systems}, doi = {10.25972/OPUS-35221}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352215}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {In this thesis, we apply the information-theoretic approach in the context of quantum dynamics and wave packet motion: Information-theoretic measures are calculated from position and momentum densities, which are obtained from time-dependent quantum wave functions. The aim of this thesis is to benchmark, analyze and interpret these quantities and relate their features to the wave packet dynamics. Firstly, this is done for the harmonic oscillator (HO) with and without static disorder. In the unperturbed HO, the analytical study of coherent and squeezed states reveals time-dependent entropy expressions related to the localization of the wave function. In the disordered HO, entropies from classical and quantum dynamics are compared for short and long times. In the quantum case, imprints of wave packet revivals are found in the entropy. Then, the energy dependence of the entropy for very long times is discussed. Secondly, this is donefor correlated electron-nuclear motion. Here, entropies derived from the total, electronic and nuclear density, respectively, are calculated in position and momentum space for weak and strong adiabatic electronic coupling. The correlation between electron and nucleus is investigated using different correlation measures, where some of these functions are sensitive to the nodal structure of the wave function. An analytic ansatz to interpret the information-theoretical quantities is applied as well.}, subject = {St{\"o}rungstheorie}, language = {en} } @phdthesis{BalbierergebHoock2024, author = {Balbierer [geb. Hoock], Julia Maria}, title = {Auswirkungen der Genpolymorphismen ASIC1, BDNF und NPSR1 auf die Antizipationsphase aversiver Reize}, doi = {10.25972/OPUS-35238}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352385}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {In dieser Arbeit wurden einerseits die Antizipationsphasen von aversiven gegen{\"u}ber neutralen Reizen anhand von Messungen der Hautleitf{\"a}higkeit und der Startle-Reaktion untersucht. Andererseits wurde die Hautleitf{\"a}higkeit auch w{\"a}hrend der Pr{\"a}sentation aversiver und neutraler Reize mit dem Ziel gemessen, signifikante Unterschiede festzustellen. Insbesondere wurden die Auswirkungen der Allele der Gene ASIC1 und der Interaktion der Genallele BDNF und NPSR1 betrachtet. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss der Risikogene auf die physiologische Angstreaktion und die subjektive Angstwahrnehmung zu untersuchen. Hierzu wurden den genotypisierten Probanden aversive und neutrale Videos pr{\"a}sentiert. Vor jedem Video erfolgte die Ank{\"u}ndigung, ob es sich um ein neutrales oder aversives Video handelt, wodurch bei Letzterem im Allgemeinen antizipatorische Angst - Erwartungsangst - hervorgerufen wird. Im Vergleich der Antizipationsphase vor Darbietung aversiver Videos mit der Antizipationsphase vor neutralen Videos konnte eine erh{\"o}hte Startle-Amplitude gemessen werden. Jedoch konnte weder anhand der Ver{\"a}nderung der Hautleitf{\"a}higkeit noch anhand der Startle-Amplitude ein signifikanter Unterschied bei Tr{\"a}gern und Nicht- Tr{\"a}gern der Risikogenallelen in der Antizipationsphase festgestellt werden. W{\"a}hrend der Pr{\"a}sentation der Videos konnte f{\"u}r die aversiven Videos im Vergleich zu den neutralen eine erh{\"o}hte Hautleitf{\"a}higkeit gemessen werden. Ebenfalls konnte bei der Darbietung von aversiven Videos bei den Tr{\"a}gern der Genallel-Interaktion NPSR1 AT/TT * BDNF GG und den Tr{\"a}gern des Risikogenallels ASIC1TT eine erh{\"o}hte Hautleitf{\"a}higkeit gemessen werden. So konnte mit den Ergebnissen dieser Arbeit belegt werden, dass Antizipationsangst ausl{\"o}sbar und anhand der Startle-Amplitude messbar ist. Um Antizipationsangst festzustellen oder diese bei Risikogenallel-Tr{\"a}ger zu untersuchen, waren die Ergebnisse bez{\"u}glich der Hautleitf{\"a}higkeit jedoch weniger aussagekr{\"a}ftig als erwartet. Allgemein konnte die Interaktion NPSR1 AT/TT * BDNF GG und ASIC1 TT als Risikogenallele bez{\"u}glich einer verst{\"a}rken Reaktion auf aversive Reize best{\"a}tigt werden. Weitere Studien sind notwendig, um die genetische Komponente von Angst und damit auch von Angsterkrankungen n{\"a}her zu beleuchten, damit zuk{\"u}nftige Diagnostik- und Therapieans{\"a}tze pr{\"a}zise entwickelt werden k{\"o}nnen.}, subject = {Schreckreaktion}, language = {de} } @phdthesis{Schneider2024, author = {Schneider, Kira}, title = {Die Panoramafreiheit - Eine internationale Untersuchung}, doi = {10.25972/OPUS-35128}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351285}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Gegenstand der Arbeit ist eine internationale Untersuchung der urheberrechtlichen Schranke der sogenannten Panoramafreiheit oder Freiheit des Straßenbildes. Durch diese Schranke wird das Urheberrecht an Werken im {\"o}ffentlichen Raum eingeschr{\"a}nkt. Auf unionsrechtlicher Ebene sieht die Richtlinie 2001/29/EG in Art. 5 Abs. 3 lit. h eine fakultative Schranke zugunsten der Freiheit des Straßenbildes vor. Diese fakultative Schranke wurde von den Mitgliedstaaten der Europ{\"a}ischen Union sehr unterschiedlich in nationales Recht umgesetzt. Nach \S 59 des deutschen Urheberrechtsgesetzes ist es zul{\"a}ssig, Werke, die sich bleibend an {\"o}ffentlichen Wegen, Straßen oder Pl{\"a}tzen befinden, mit Mitteln der Malerei oder Graphik, durch Lichtbild oder durch Film zu vervielf{\"a}ltigen, zu verbreiten und {\"o}ffentlich wiederzugeben. Daneben gibt es auch Mitgliedstaaten, die die Schranke nicht oder nur eingeschr{\"a}nkt in nationales Recht umgesetzt haben. Auch L{\"a}nder außerhalb der Europ{\"a}ischen Union sehen in nationalen Urheberrechtsgesetzen Regelungen zugunsten der Freiheit des Straßenbildes vor. Daher wurden im Rahmen der Arbeit verschiedene nationale Regelungen zur Panoramafreiheit gegen{\"u}bergestellt, um die wesentlichen Unterschiede zwischen den Vorschriften zu untersuchen und herauszuarbeiten.}, subject = {Panoramafreiheit}, language = {de} } @phdthesis{Bayer2024, author = {Bayer, Florian}, title = {Investigating electromagnetic properties of topological surface states in mercury telluride}, doi = {10.25972/OPUS-35212}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352127}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {This doctoral thesis investigates magneto-optical properties of mercury telluride layers grown tensile strained on cadmium telluride substrates. Here, layer thicknesses start above the usual quantum well thickness of about 20 nm and have a upper boundary around 100 nm due to lattice relaxation effects. This kind of layer system has been attributed to the material class of three-dimensional topological insulators in numerous publications. This class stands out due to intrinsic boundary states which cross the energetic band gap of the layer's bulk. In order to investigate the band structure properties in a narrow region around the Fermi edge, including possible boundary states, the method of highly precise time-domain Terahertz polarimetry is used. In the beginning, the state of the art of Teraherz technology at the start of this project is discussed, moving on to a detailed description and characterization of the self-built measurement setup. Typical standard deviation of a polarization rotation or ellipticity measurement are on the order of 10 to 100 millidegrees, according to the transmission strength through investigated samples. A range of polarization spectra, depending on external magnetic fields up to 10 Tesla, can be extracted from the time-domain signal via Fourier transformation. The identification of the actual band structure is done by modeling possible band structures by means of the envelope function approximation within the framework of the k·p method. First the bands are calculated based on well-established model parameters and from them the possible optical transitions and expected ellipticity spectra, all depending on external magnetic fields and the layer's charge carrier concentration. By comparing expected with measured spectra, the validity of k·p models with varying depths of detail is analyzed throughout this thesis. The rich information encoded in the ellipitcity spectra delivers key information for the attribution of single optical transitions, which are not part of pure absorption spectroscopy. For example, the sign of the ellipticity signals is linked to the mix of Landau levels which contribute to an optical transition, which shows direct evidence for bulk inversion asymmetry effects in the measured spectra. Throughout the thesis, the results are compared repeatedly with existing publications on the topic. It is shown that the models used there are often insufficient or, in worst case, plainly incorrect. Wherever meaningful and possible without greater detours, the differences to the conclusions that can be drawn from the k·p model are discussed. The analysis ends with a detailed look on remaining differences between model and measurement. It contains the quality of model parameters as well as different approaches to integrate electrostatic potentials that exist in the structures into the model. An outlook on possible future developments of the mercury cadmium telluride layer systems, as well as the application of the methods shown here onto further research questions concludes the thesis.}, subject = {Quecksilbertellurid}, language = {en} } @phdthesis{Pannenbecker2024, author = {Pannenbecker, Pauline Luisa}, title = {Vergleich von Dual- und Single-Source Dual-Energy CT in der Diagnostik der akuten Lungenarterienembolie hinsichtlich Bildqualit{\"a}t und Strahlendosis}, doi = {10.25972/OPUS-35206}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352064}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Hintergrund: Die CT-Pulmonalisangiographie (CTPA) ist diagnostischer Goldstandard der Diagnostik der Lungenarterienembolie (LAE). Durch Dual-Energy CT (DECT) k{\"o}nnen mithilfe von Joddistributionskarten LAEs auf Segment- und Subsegmentebene besser detektiert werden. Neben der etablierten Dual-Source-Technik erm{\"o}glicht ein Split-Filter eine DECT-Akquisition mit Single-Source-Scannern. Ein solcher SF-DECT-Scanner sollte hinsichtlich der Bildqualit{\"a}t sowie der Strahlendosis mit einem etabliertem DS-DECT-Ger{\"a}t verglichen werden. Material und Methoden: Insgesamt wurden 135 Patienten eingeschlossen, die eine CTPA erhielten: 68 erhielten einen DS-DECT-Scan mit 90/Sn150 kV und 67 einen SF-DECT-Scan mit Au/Sn120 kV. F{\"u}r beide Protokolle wurden farbkodierte Joddistributionskarten erstellt. Die objektive (CT-Abschw{\"a}chung in relevanten Gef{\"a}ßen in HU, Signal-Rausch-Verh{\"a}ltnis (SNR), Kontrast-Rausch-Verh{\"a}ltnis (CNR), perfused blood volume (PBV)) und subjektive Bildqualit{\"a}t (2 Befunder (B), 5-Punkte-Likert-Skala) sowie Dosisparameter wurden erhoben und verglichen. Ergebnisse: Alle CTPAs waren von diagnostischer Qualit{\"a}t. Ihre subjektive Bildqualit{\"a}t wurde in 80,9/82,4\% (B1/B2) der DS-DECT und in 77,6/76,1\% der SF-DECT als exzellent oder gut bewertet. Die subjektive Bildqualit{\"a}t der Joddistributionskarten der SF-DECT wurde von beiden Befundern als schlechter beurteilt. Die HU-Werte der relevanten Gef{\"a}ße unterschieden sich nicht signifikant (p>0.05), SNR und CNR der SF-Gruppe waren in zentralen Gef{\"a}ßen jedoch h{\"o}her (p<0.05); die PBV-Werte der SF-Gruppe waren teils h{\"o}her (p<0.05). Alle erhobenen Dosisparameter waren in der SF-Gruppe h{\"o}her (p<0,05). Konklusion: In der diagnostischen Abkl{\"a}rung eines V.a. eine akute LAE erm{\"o}glicht der Einsatz eines Split-Filters an einem Single-Source-CT-Scanner eine Dual-Energy-Untersuchung. Dies geht im Vergleich zu etablierten DS-Scannern jedoch mit einer schlechteren Qualit{\"a}t der Joddistributionskarten und einer h{\"o}heren Strahlendosis einher.}, subject = {Lungenembolie}, language = {de} } @phdthesis{Blahetek2024, author = {Blahetek, Gina}, title = {The role of alternative intronic polyadenylation on microRNA biogenesis in melanoma}, doi = {10.25972/OPUS-25474}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-254743}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {mRNA is co- or post-transcriptionally processed from a precursor mRNA to a mature mRNA. In addition to 5'capping and splicing, these modifications also include polyadenylation, the addition of a polyA tail to the 3'end of the mRNA. In recent years, alternative polyadenylation in particular has increasingly been taken into account as a mechanism for regulating gene expression. It is assumed that approximately 70-75 \% of human protein coding genes contain alternative polyadenylation signals, which are often located within intronic sequences of protein-coding genes. The use of such polyadenylation signals leads to shortened mRNA transcripts and thus to the generation of C-terminal shortened protein isoforms. Interestingly, the majority of microRNAs, small non-coding RNAs that play an essential role in post-transcriptional gene regulation, are also encoded in intronic sequences of protein-coding genes and are co-transcriptionally expressed with their host genes. The biogenesis of microRNA has been well studied and is well known, but mechanisms that may influence the expression regulation of mature microRNAs are just poorly understood. In the presented work, I aimed to investigate the influence of alternative intronic polyadenylation on the biogenesis of microRNAs. The human ion channel TRPM1 could already be associated with melanoma pathogenesis and truncated isoforms of this protein have already been described in literature. In addition, TRPM1 harbors a microRNA, miR211, in its sixth intron, which is assumed to act as a tumor suppressor. Since both, TRPM1 and miR211 have already been associated with melanoma pathogenesis, the shift towards truncated transcripts during the development of various cancers is already known and it has been shown that certain microRNAs play a crucial role in the development and progression of melanoma, melanoma cell lines were used as an in vitro model for these investigations.}, subject = {Polyadenylierung}, language = {en} } @phdthesis{Stark2024, author = {Stark, Irmgard Katharina}, title = {Einfluss von Interferon auf das Infektionsverhalten von Herpes simplex Virus 1 und seiner DUB - Mutante C65A in der Zellkultur}, doi = {10.25972/OPUS-35195}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351950}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Die Erforschung viraler Proteine ist wichtig, um virale Infektionen besser verstehen und damit therapieren zu k{\"o}nnen. Die Aufkl{\"a}rung der DUB-Funktion auf dem viralen Herpesprotein pUL36 erm{\"o}glicht ein besseres Verst{\"a}ndnis des Infektionshergangs und k{\"o}nnte zur Entwicklung eines Enzyminhibitors f{\"u}hren, der nur an diesem Enzym ansetzt, nachdem es sich von den zellul{\"a}ren DUBs unterscheidet (Kattenhorn et al., 2005). In dieser Arbeit konnten die vorherigen Daten, die eine st{\"a}rkere Hemmung der DUB- Mutante unter Interferoneinfluss zeigten, in unterschiedlichen Assay-Designs best{\"a}tigt werden. Auch Versuche mit einem anderen Herpes simplex Virus Strang, best{\"a}tigten die vorherigen Daten. Die Ergebnisse zeigen, dass die DUB-Funktion f{\"u}r HSV-1 wichtig ist f{\"u}r die virale Evasion der zellul{\"a}ren Immunantwort. Die genaue Funktion der DUB in der Infektion ist jedoch unklar. Aufgrund der vorbestehenden Datenlage erschien am wahrscheinlichsten, dass die DUB-Funktion vor Eindringen des Herpes Simplex Virus in den Zellkern zum Tragen kommt, womit es nach Abnahme des Interferons nicht zu einer viralen Reaktivierung k{\"a}me. Deshalb wurden Untersuchungen unternommen, um eine m{\"o}gliche Reaktivierung nach Abnahme des Interferons n{\"a}her zu untersuchen. Hierf{\"u}r wurden zwei verschiedene Experimente entwickelt. Einmal wurde das Interferon direkt nach Infektion und einmal 3 Tage nach Infektion (3dpi) abgenommen. Die Ergebnisse zeigten beide eine st{\"a}rkere Hemmung der DUB-HSV-1-Mutante unter Interferoneinfluss. Bei Abnahme des Interferons direkt nach Infektion lag bei Wildtyp und Mutante ein leichter Anstieg der Plaquezahlen vor, wobei dieser Effekt von der Dosis des Interferons abh{\"a}ngig war. Eine hohe Interferondosis beg{\"u}nstigte bei beiden eine st{\"a}rkere Hemmung, allerdings bei beiden auch eine leichte Erh{\"o}hung der Plaquezahl nach Abnahme. Bei einer niedrigen Dosis konnte nur eine st{\"a}rkere Hemmung der DUB-Mutante, jedoch keine Reaktivierung bei Wildtyp und Mutante nach Abnahme des Interferons gezeigt werden. Bei Abnahme drei Tage nach Infektion zeigte sich sowohl bei dem Wildtyp-Virus als auch der DUB- Mutante kein Anstieg in den Plaquezahlen. Es sind, nachdem Deubiquitinierung nicht nur eine Rolle in der Verhinderung des proteosomalen Abbaus von in die Zelle eingedrungenem Virus spielt, sondern auch der Zellregulation, mehrere Szenarien denkbar, die diesen Ph{\"a}notyp erkl{\"a}ren k{\"o}nnten. Die DUB-Funktion k{\"o}nnte zwar den proteosomalen Abbau durch Deubiqutinierung und damit Verhinderung der Markierung des Virus zum zellul{\"a}ren Abbau verhindern. Allerdings k{\"o}nnten sich durch einen langsameren Transport aus der Zelle oder in den Nucleus auch weniger Plaques bei der Mutante als wie beim Wildtyp unter Interferoneinfluss bilden, nachdem das Virus dann leichter Ziel antiviraler Proteine werden k{\"o}nnte. Oder die DUB-Funktion spielt eine Rolle beim Eintritt in den Kern durch Modifikationen anderer Proteine. Virengenome k{\"o}nnten auch durch eine fehlende DUB-Funktion reprimiert werden oder die Zelle durch Apoptose absterben. Interessanterweise konnte keine Hemmung der DUB-Mutante in Interferon behandelten U-2 OS Zellen gezeigt werden, von denen ein Defekt im STING- vermittelten Signalweg bekannt ist. Vielleicht zeigt dies, dass das STING-Protein an dem gezeigten DUB-Ph{\"a}notyp beteiligt ist. Nachgewiesen ist außerdem bereits eine Funktion des Enzyms bei der zweiten Umh{\"u}llung der Kapside bei Pseudorabiesvirus (M{\"o}hl, 2011). Weitere Untersuchungen unter Einsatz bspw. von Immunfluoreszenz, Proteasominhibitoren oder weiteren Zelllinien wie Saos-2, sind n{\"o}tig, um die genaue Funktion zu kl{\"a}ren.}, subject = {Interferon}, language = {de} } @phdthesis{Schmid2024, author = {Schmid, Kerstin}, title = {Integrative, three-dimensional \(in\) \(silico\) modeling of gas exchange in the human alveolus}, doi = {10.25972/OPUS-35182}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351823}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Die Lunge erf{\"u}llt durch den Austausch von Atemgasen eine {\"u}berlebenswichtige Aufgabe. Der Gasaustausch erfolgt durch einen einfachen, aber entscheidenden passiven Diffusionsprozess. Dieser findet in den Alveolen statt, ballonartigen Strukturen, die an die peripheren Atemwege grenzen. Alveolen sind von einem dichten Netz aus kleinen Kapillaren umgeben. Hier kommt die eingeatmete Luft in unmittelbare N{\"a}he zu dem vom Herzen kommenden sauerstoffarmen Blut und erm{\"o}glicht den Austausch von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid {\"u}ber deren Konzentrationsgradienten. Die Effizienz des Gasaustauschs kann anhand von Indikatoren wie der Sauerstoffdiffusionskapazit{\"a}t der Lunge und der Reaktionshalbzeit gemessen werden. Beim Menschen besteht eine betr{\"a}chtliche Diskrepanz zwischen physiologischen Sch{\"a}tzungen der Diffusionskapazit{\"a}t und der theoretischen Maximalkapazit{\"a}t unter optimalen strukturellen Bedingungen (der morphologischen Sch{\"a}tzung). Diese Diskrepanz wird durch eine Reihe ineinandergreifender Faktoren beeinflusst, darunter strukturelle Elemente wie die Oberfl{\"a}che und die Dicke der Diffusionsbarriere sowie physiologische Faktoren wie die Blutflussdynamik. Um die verschiedenen Rollen dieser Faktoren zu entschl{\"u}sseln, untersuchten wir, wie die morphologischen und physiologischen Eigenschaften der menschlichen alveol{\"a}ren Mikroumgebung kollektiv und individuell den Prozess des Gasaustauschs beeinflussen. Zu diesem Zweck entwickelten wir einen integrativen in silico Ansatz, der 3D morphologische Modellierung und Simulation von Blutfluss und Sauerstofftransport kombiniert. Im Mittelpunkt unseres Ansatzes steht die Simulationssoftware Alvin, die als interaktive Plattform f{\"u}r das zugrundeliegende mathematische Modell des Sauerstofftransports in der Alveole dient. Unser r{\"a}umlich-zeitliches Modell wurde durch die Integration und Erweiterung bestehender mathematischer Modelle entwickelt und liefert Ergebnisse, die mit experimentellen Daten im Einklang stehen. Alvin erm{\"o}glicht eine immersive Auseinandersetzung mit dem simulierten Gasaustausch, indem sie Parameter{\"a}nderungen in Echtzeit und die Ausf{\"u}hrung mehrerer Simulationsinstanzen gleichzeitig erm{\"o}glicht w{\"a}hrend sie ein detailliertes quantitatives Feedback liefert. Die beteiligten morphologischen und physiologischen Parameter wurden mit einem Fokus auf der Mikrovaskulatur weiter untersucht. Durch die Zusammenstellung stereologischer Daten aus der Literatur und geometrischer 3D-Modellierung erstellten wir ein "sheet-flow" Modell als realistische Darstellung des menschlichen alveol{\"a}ren Kapillarnetzwerks. Blutfluss wurde mit Hilfe numerischer Str{\"o}mungsdynamik simuliert. Unsere Ergebnisse stimmen mit fr{\"u}heren Sch{\"a}tzungen {\"u}berein und unterstreichen die entscheidende Rolle von Viskosit{\"a}tsmodellen bei der Vorhersage des Druckabfalls in der Mikrovaskulatur. Dar{\"u}ber hinaus zeigten wir, wie unser Ansatz genutzt werden kann, um strukturelle Details wie die Konnektivit{\"a}t des alveol{\"a}ren Kapillarnetzes mit dem Gef{\"a}ßbaum anhand von Blutflussindizes zu untersuchen. Es ist wichtig zu betonen, dass wir uns bislang auf verschiedene Datenquellen st{\"u}tzten und dass f{\"u}r weitere Fortschritte eine experimentelle Vailidierung erforderlich ist. Die Integration unserer Ergebnisse in Alvin erm{\"o}glichte die Quantifizierung des simulierten Gasaustauschprozesses {\"u}ber die Sauerstoffdiffusionskapazit{\"a}t und die Reaktionshalbzeit. Neben der Bewertung der kollektiven Einfl{\"u}sse der morphologischen und physiologischen Eigenschaften erleichterte unsere interaktive Software auch die Bewertung einzelner Parameter{\"a}nderungen. Die Betrachtung des Blutvolumens und der f{\"u}r den Gasaustausch zur Verf{\"u}gung stehenden Oberfl{\"a}che ergab lineare Korrelationen mit der Diffusionskapazit{\"a}t. Die Blutflussgeschwindigkeit hatte einen positiven, nichtlinearen Effekt auf die Diffusionskapazit{\"a}t. Die Reaktionshalbzeit best{\"a}tigte, dass der Gasaustauschprozess in der Regel nicht diffusionslimitiert ist. Insgesamt lieferte unser Alveolenmodell einen Wert f{\"u}r die Diffusionskapazit{\"a}t, der in der Mitte der fr{\"u}heren physiologischen und morphologischen Sch{\"a}tzung lag. Daraus l{\"a}sst sich schließen, dass Ph{\"a}nomene auf Alveolarebene zu 50\% der Limitierung der Diffusionskapazit{\"a}t beitragen, die in vivo eintreten. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass unser integrativer in silico Ansatz verschiedene strukturelle und funktionelle Einfl{\"u}sse auf den alveol{\"a}ren Gasaustausch aufschl{\"u}sselt und damit die traditionelle Forschung in der Atemwegsforschung erg{\"a}nzt. Zus{\"a}tzlich zeigen wir seinen Nutzen in der Lehre oder bei der Interpretation ver{\"o}ffentlichter Daten auf. Um unser Verst{\"a}ndnis zu verbessern, sollten k{\"u}nftige Arbeiten vorrangig darauf ausgerichtet sein, einen zusammenh{\"a}ngenden experimentellen Datensatz zu erhalten und ein geeignetes Viskosit{\"a}tsmodell f{\"u}r Blutflusssimulationen zu finden.}, subject = {Gasaustausch}, language = {en} } @phdthesis{Lutz2024, author = {Lutz, Jakob}, title = {Prospektive Validierung des Erlangen Index als pr{\"a}operatives geriatrisches Assessment zur Beurteilung des postoperativen Outcome großer urologischer Eingriffe}, doi = {10.25972/OPUS-35168}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351686}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Die Gesellschaft altert und es erhalten vermehrt geriatrische Patienten radikale urologische Eingriffe. Alte Patienten haben im Rahmen derartiger Operationen ein erh{\"o}htes Risiko sowohl f{\"u}r Komplikation, verschlechtertes funktionelles Outcome und Mortalit{\"a}t. Da alte Patienten dennoch von den Operationen profitieren k{\"o}nnen und diese auch weitgehend sicher bei diesen durchgef{\"u}hrt werden k{\"o}nnen, gilt es das geriatrische Patientenklientel in Bezug auf ihre Konstitution pr{\"a}operativ genauer zu evaluieren. Die Erlanger Pilotstudie, an die sich vorliegende Arbeit anlehnt, hat dazu einen Index f{\"u}r Patienten ≥ 70 Jahre mit geplanter Prostatektomie, Nephrektomie und Zystektomie entwickelt, der sowohl das postoperative funktionelle Outcome nach 30 bzw. 180 Tagen, wie auch die Mortalit{\"a}t, nicht aber Komplikationen signifikant korrekt vorhersagen konnte. Ziel vorliegender Arbeit war es, die Pr{\"a}diktivit{\"a}t des Erlangen Index hinsichtlich dieser vier Endpunkte in einer prospektiv angelegten Studie mit n=46 Patienten ≥ 65 Jahre am Universit{\"a}tsklinikum W{\"u}rzburg zu validieren. Es sollte dabei im Speziellen die in der Erlanger Pilotstudie erfasste gute Pr{\"a}diktivit{\"a}t des Erlangen Index f{\"u}r das funktionelle Outcome nach 180 Tagen {\"u}berpr{\"u}ft werden. In dieser Arbeit zeigte sich der Erlangen Index pr{\"a}diktiv f{\"u}r das funktionelle Outcome nach 180 Tagen. F{\"u}r die anderen Endpunkte konnte keine Pr{\"a}diktivit{\"a}t des Erlangen Index festgestellt werden. Durch vorliegende Studie konnte die schlechte Pr{\"a}diktion der Komplikationen durch den EI best{\"a}tigt werden. Anders als in der Pilotstudie war der Erlangen Index in vorliegender Studie zur Vorhersage des funktionellen Outcome nach 30 Tagen und der Mortalit{\"a}t nicht geeignet. Bei Betrachtung der Untergruppen nach Art der Operation zeigte der EI starke Korrelationen f{\"u}r die Pr{\"a}diktion des funktionellen Outcome nach 180 Tagen in den Gruppen der Patienten nach Prostata- und Harnblasenoperation. Die Ergebnisse decken sich somit nur teilweise mit den Ergebnissen aus der Pilotstudie in Erlangen, in der der Erlangen Index bzgl. des funktionellen Outcome nach 180 Tagen die gr{\"o}ßte Korrelation in der Untergruppe der Patienten nach Nephrektomie zeigte. Der Index erwies sich als schnell durchf{\"u}hrbares Assessment, das wenig Personal erfordert. Es ist weiter zu pr{\"u}fen, ob sich durch Anwendung dieses Assessment tats{\"a}chlich {\"A}nderungen im klinischen Therapieregime ergeben bzw. ob sich die Modifizierungen der Therapie auch in einem verbesserten Outcome der Patienten auswirken.}, subject = {Operation}, language = {de} } @phdthesis{Huthmacher2024, author = {Huthmacher, Ann-Caitlin}, title = {Auswirkungen einer Vordilatation bei interventionellem Aortenklappenersatz}, doi = {10.25972/OPUS-35075}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-350755}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Der kathetergest{\"u}tzte Aortenklappenersatz nimmt auch bei Patienten mit niedrigem OP-Risiko einen zunehmend gr{\"o}ßeren Stellenwert zur Behandlung der hochgradigen Aortenklappenstenose ein.45 Umso wichtiger ist es, die einzelnen Schritte der Intervention zu optimieren. In einigen Arbeiten wurde bereits die Vordilatation als obsolet bezeichnet, da sie lediglich die OP-Zeit verl{\"a}ngere und Komplikationen wie Schlaganf{\"a}lle und AV-Blockierungen beg{\"u}nstige.22,52,53,57,59 Ziel dieser Studie war es, die Vor- und Nachteile der Vordilatation zu untersuchen. Hierzu wurden 625 Patienten, die im Zeitraum von 2016-2020 eine TAVI am UKW erhielten, retrospektiv analysiert (323 mit, 302 ohne Vordilatation). Es wurden demographische sowie pr{\"a}-, peri- und post-interventionelle Daten analysiert. Statistisch signifikante Unterschiede wurden bei den Schlaganf{\"a}llen beobachtet (p=0,01), die mit 2,2\% lediglich bei Patienten mit Vordilatation auftraten, sodass bei einem hohen Schlaganfallrisiko hierauf verzichtet werden sollte. Zus{\"a}tzlich war in der Gruppe mit Vordilatation die passagere Schrittmacherabh{\"a}ngigkeit signifikant h{\"a}ufiger (p=0,01). Alle anderen Komplikationen waren nicht signifikant. In beiden Gruppen zeigte sich zu >95\% ein Device-Success, sodass der Verzicht auf eine Pr{\"a}dilatation nicht mit einem schlechteren Outcome assoziiert und somit sicher ist.53,57,58,59,61 Die Auswertung der TTE-Daten zeigte, dass eine Pr{\"a}dilatation durchgef{\"u}hrt wurde, wenn die Klappe signifikant h{\"o}hergradig stenosiert war (Pmean 50,17 vs. 46,79mmHG). Ferner wurde bei leichtgradigen Aortenklappeninsuffizienzen signifikant h{\"a}ufiger auf eine Vordilatation verzichtet (p=0,04). Eine Vordilatation kann also bei komplexeren anatomischen Verh{\"a}ltnissen sinnvoll sein, um einen optimalen Klappensitz zu gew{\"a}hrleisten.52,53 Nach TAVI zeigte sich die LV-EF in der Gruppe mit Pr{\"a}dilatation signifikant h{\"o}her (p=0,002). H{\"o}hergradige Aortenklappeninsuffizienzen scheinen nicht durch eine Vordilatation beg{\"u}nstigt zu sein, die AI°II wurde nur bei 4 Patienten ohne Vordilatation beobachtet. In den postinterventionellen EKG-Daten zeigten sich in der Gruppe ohne Vordilatation signifikant h{\"a}ufiger Linksschenkelbl{\"o}cke sowie ein AVB °II, Typ II, was vermutlich durch die fehlende Vorbereitung der Klappe und den damit assoziierten ung{\"u}nstigeren Prothesensitz zu erkl{\"a}ren ist.53 Die Nachdilatation wurde nicht durch eine vorausgegangene Vordilatation beeinflusst. Bez{\"u}glich der implantierten Klappenarten wurde die S3 Ultra signifikant h{\"a}ufiger bei Patienten ohne Vordilatation eingesetzt. Die in vielen Arbeiten beschriebene k{\"u}rzere OP-Dauer ließ sich in dieser Studie nicht best{\"a}tigen.52,53,56 Stattdessen war bei TAVIs ohne Vordilatation die Eingriffsdauer im Schnitt 4min l{\"a}nger (p=0,11). Es best{\"a}tigte sich, dass bei einer Pr{\"a}dilatation signifikant mehr Kontrastmittel verwendet wurde (p=0,001) und die Strahlenbelastung h{\"o}her war. Dies ist insbesondere f{\"u}r Patienten mit einer Niereninsuffizienz von Bedeutung.42 Ob eine Vordilatation durchgef{\"u}hrt wird, sollte also individuell aufgrund der Begleiterkrankungen und Risikofaktoren entschieden werden.}, subject = {Transkatheter-Aortenklappenimplantation}, language = {de} } @phdthesis{Fischer2024, author = {Fischer, Dominik}, title = {Die Handlungsmechanismen der Europ{\"a}ischen Union zur Sicherung ihrer Werte}, publisher = {W{\"u}rzburg University Press}, address = {W{\"u}rzburg}, isbn = {978-3-95826-224-9}, doi = {10.25972/WUP-978-3-95826-225-6}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-325586}, school = {W{\"u}rzburg University Press}, pages = {IX, 219}, year = {2024}, abstract = {Die vorliegende Arbeit widmet sich den Reaktionsm{\"o}glichkeiten, welche die Rechtsordnung der Europ{\"a}ischen Union ihren Organen zur Sicherung der in Artikel 2 EUV kodifizierten Werte zur Verf{\"u}gung stellt. Die Europ{\"a}ische Union wird hierbei in ihrer Eigenschaft als Wertegemeinschaft, die sich insbesondere auf demokratischen, rechtsstaatlichen und menschenrechtlichen Zielen und Vorstellungen gr{\"u}ndet, beleuchtet. Neben der Analyse der Werteklausel nach Artikel 2 EUV setzt sich die Dissertation im Kern sowohl mit den pr{\"a}ventiven als auch repressiven Instrumenten des unionalen Prim{\"a}r- und Sekund{\"a}rrechts zur Sicherung des Wertekanons auseinander. Im Wege eines systematischen Vergleichs erfolgt abschließend eine Bewertung der verschiedenen Handlungsmechanismen.}, subject = {Beitritt}, language = {de} } @phdthesis{Aggar2024, author = {Aggar, Sara}, title = {Plastizit{\"a}t regulatorischer T-Zellen in Abh{\"a}ngigkeit des umgebenden Zytokinmilieus}, doi = {10.25972/OPUS-35187}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351870}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Eine Dysbalance zwischen regulatorischen und proinflammatorischen T-Helferzellen kann zu Autoimmunerkrankungen f{\"u}hren. In dieser methodischen Arbeit wurde die Polarisierbarkeit von peripheren T-Lymphozyten durch verschiedene Zytokin-Stimuli untersucht. Hauptziel war es, CD4+CD25-CD127- Lymphozyten durch Stimulation mit einem IL-2 und TGFβ-beinhaltenden Zytokin-Cocktail (Treg-Cocktail) zu iTregs zu polarisieren und deren Suppressionsfunktion auf autologe Effektor-Leukozyten zu untersuchen. Es erfolgte eine Ph{\"a}notypisierung der PBMCs gesunder Probanden, insbesondere im Hinblick auf die Verteilung der T-Lymphozyten-Subpopulationen, deren Zytokinproduktion und FoxP3-Expression. Zudem wurden aus den PBMCs der Probanden Tregs (CD4+CD25+CD127low/-) sowie CD4+CD25-CD127- Zellen isoliert und deren Funktionsf{\"a}higkeit durch die Untersuchung ihrer Suppressionsfunktion auf autologe Effektor-Lymphozyten analysiert. Die Zellen wurden mittels verschiedener Zytokin-Cocktails in Richtung Treg sowie in Richtung Th17-Zellen polarisiert; anschließend wurde die Funktionsf{\"a}higkeit der polarisierten Zellen in Suppression-Assays gemessen. Wir konnten zeigen, dass die CD4+CD25+CD127low/- Zellen Tregs mit der F{\"a}higkeit zur Suppression der Proliferation autologer Effektor-Lymphozyten waren. Bei den CD4+CD25-CD127-Zellen handelte es sich um T-Lymphozyten ohne Suppressionsfunktion. Nach Stimulation der CD4+CD25-CD127-Zellen mit dem Treg-Cocktail zeigten die Zellen eine mit den Tregs vergleichbare Suppressionsfunktion. Mit dieser Studie haben wir eine aktuelle methodische Quelle f{\"u}r die Untersuchung von Ph{\"a}notyp und Funktion regulatorischer T-Zellen sowie f{\"u}r die Stimulation peripherer T-Lymphozyten hin zu Tregs geschaffen, die als Basis f{\"u}r Folgeversuche dienen soll, in denen Zellen von Patienten mit Autoimmunkrankheiten untersucht werden sollen. Da sich die Inflammation bei Autoimmunerkrankungen insbesondere in den betroffenen Geweben abspielt, w{\"a}re eine Studie anzustreben, in der aus dem Blut isolierte T-Lymphozyten den Zellen aus den entz{\"u}ndeten Geweben gegen{\"u}bergestellt werden. Erg{\"a}nzend sollte eine Ph{\"a}notypisierung der Tregs und der CD4+CD25-CD127- Zellen nach der Zytokin-Stimulation erfolgen. Zusammenfassend konnte die Plastizit{\"a}t peripherer T-Lymphozyten in Richtung Treg gezeigt werden. Besonders hervorzuheben ist die bislang wenig untersuchte Zellpopulation der CD4+CD25-CD127- Zellen, die eine vielversprechende Zellpopulation f{\"u}r die in vitro Induktion von Tregs darstellt.}, subject = {Regulatorischer T-Lymphozyt}, language = {de} } @phdthesis{Boeser2024, author = {B{\"o}ser, Janis}, title = {Einfluss der PSMA-PET/CT auf das psychische Befinden von Patienten mit Prostatakarzinom}, doi = {10.25972/OPUS-35204}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-352046}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Das fr{\"u}hzeitige Erkennen psychoonkologischer Belastungen ist Bestandteil des optimalen therapeutischen Managements von Tumorpatienten. Nur wenige, widerspr{\"u}chliche Studien untersuchten bisher das psychische Befinden im Verlauf einer PET/CT. Bezogen auf das Prostatakarzinom gibt es bislang keine spezifische Studie, obwohl es die h{\"a}ufigste onkologische Erkrankung des Mannes darstellt. Aufgrund der insgesamt guten Prognose wird von einer geringeren psychischen Belastung ausgegangen. Mithilfe dieser Studie sollte durch Kombination etablierter Frageb{\"o}gen das psychische Befinden im Verlauf der PET/CT explorativ untersucht werden. Von Oktober 2018 bis Februar 2020 wurde 531 m{\"a}nnlichen Patienten der Nuklearmedizin des Universit{\"a}tsklinikums W{\"u}rzburg die Teilnahme angeboten. N = 85 Patienten (n = 38 Patienten mit Prostatakarzinom sowie n = 47 Patienten mit anderen malignen Erkrankungen) stimmten einer vollst{\"a}ndigen Teilnahme zu. Es wurden zwei Messzeitpunkte (T1 nach Durchf{\"u}hrung der PET/CT; T2 nach Ergebnismitteilung) festgelegt. Als Messinstrumente wurden der PA-F-KF, QUICC, DT, STAI-X1, PANAS und ein Selbsteinsch{\"a}tzungsbogen verwendet. 24 \% (T1) bzw. 35 \% (T2) der Patienten mit Prostatakarzinom gaben eine dysfunktionale Progredienzangst an, 55 \% (T1+T2) eine pathologische psychische Belastung. 53 \% (T1) bzw. 50 \% (T2) der Patienten zeigten eine relevant erh{\"o}hte Zustandsangst. Die Progredienzangst stieg nach Ergebnismitteilung an (p = 0,048; η² = 0,106), die Ungewissheit {\"u}ber den Stand der Erkrankung (p = 0,014; η² = 0,165) und Bew{\"a}ltigbarkeit des Alltags (p = 0,016; η² = 0,163) reduzierten sich. Allgemeine {\"A}ngste wie die Zustandsangst, der Distress und negative Affekte ver{\"a}nderten sich nicht. PSA-Werte ohne bildmorphologisches Korrelat l{\"o}sten eine gr{\"o}ßere Unsicherheit bez{\"u}glich des aktuellen Krankheitszustandes aus (p = 0,029; η² = 0,128). J{\"u}ngere Patienten zeigten vor (p = 0,005; η² = 0,207) und nach (p = 0,001; η² = 0,290) Ergebnismitteilung eine h{\"o}here Angst um ihre Berufst{\"a}tigkeit und gaben eine geringere Erleichterung nach Ergebnismitteilung (p = 0,016; η² = 0,165) an. Als Limitationen sind die geringe Fallzahl und Teilnahmequote, multiple Testung und fehlende Erfragung psychischer Erkrankungen zu beachten. Insgesamt zeigen sich eine hohe psychische Belastung und {\"A}ngste im Verlauf der PET/CT. Patienten mit Prostatakarzinom sind zu diesem Zeitpunkt nicht weniger belastet als Patienten mit anderen malignen Erkrankungen.}, subject = {Angst}, language = {de} } @phdthesis{Feick2024, author = {Feick, J{\"o}rn}, title = {Relevanz lokaler Blutgasparameter innerhalb des zerebralen Kollateralkreislaufs w{\"a}hrend akuter zerebraler Isch{\"a}mie}, doi = {10.25972/OPUS-35167}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351678}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {St{\"o}rungen der Ionen- und Blutgas Hom{\"o}ostase mit Verschiebungen von Na+ und K+ in der regionalen Hypoxie sind ein Kennzeichen der experimentellen zerebralen Isch{\"a}mie, wurden aber in ihrer Bedeutung f{\"u}r Schlaganfallpatienten noch nicht hinreichend untersucht. Wir berichten {\"u}ber eine prospektive, humane Querschnittsstudie an 366 Schlaganfallpatienten, die mit einer endovaskul{\"a}ren Rekanalisation bei einem akuten LVO der vorderen Zirkulation zwischen dem 18.Dezember 2018 und dem 31.August 2020 behandelt wurden. Im Rahmen der vorliegenden Dissertationsarbeit wurden intraprozedural arterielle Blutgasproben (1ml) aus dem lokal isch{\"a}mischen Kollateralkreislauf und der intraindividuellen systemischen Referenzlokalisation in 51 Patienten gewonnen. Die Probengewinnung mit Hilfe eines Mikrokatheters erfolgte nach einem bereits ver{\"o}ffentlichten Protokoll. Diese Arbeit weist in der Perakutphase eines Großgef{\"a}ßverschlusses signifikant nach, dass der lokal isch{\"a}mische paO2 (-4,29\%, paO2isch{\"a}misch=185,3 mmHg vs. paO2systemisch=193,6mmHg; p=0,035) und die Konzentration von K+ (-5,49\%, K+isch{\"a}misch=3,44mmol/L vs. K+systemisch=3,64mmol/L; p=0,0081) signifikant reduziert war. Wir beobachteten, dass der Na+:K+-Quotient in der Kollateralzirkulation (+3,29\%; Na+:K+-Quotientisch{\"a}misch=41,74 vs. Na+:K+-Quotientsystemisch=40,38; p=0,0048) im Vergleich zur systemischen Zirkulation signifikant erh{\"o}ht war, w{\"a}hrend die Na+-Konzentration signifikant positiv mit einer Zunahme des Infarktausmaßes assoziiert war (r=0,42, p=0,0033). Wir fanden eine alkaline Tendenz des zerebralen pH (+0,14\%, pHisch{\"a}misch=7,38 vs. pHsystemisch=7,37, p=0,0019), mit einer zeitabh{\"a}ngigen Verschiebung in den azidotischen Bereich (r=-0,36, p=0,0549). Schlussfolgernd deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die durch den Schlaganfall verursachten Ver{\"a}nderungen der zerebralen Sauerstoffversorgung, der Ionenzusammensetzung und des S{\"a}ure-Basen-Gleichgewichts dynamisch auftreten, w{\"a}hrend der okklusiven Isch{\"a}mie fortschreiten und mit der akuten Gewebesch{\"a}digung im Zusammenhang stehen. W{\"u}nschenswert sind weitere prospektive Studien, um die Ergebnisse valide zu reproduzieren.}, subject = {Schlaganfall}, language = {de} } @phdthesis{Maier2024, author = {Maier, Matthias}, title = {Inorganic and Inorganic-Organic Hybrid Polymers Containing BN Units in the Main Chain}, doi = {10.25972/OPUS-35153}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351536}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {π-Conjugated organic polymers have attracted tremendous attention in the last decades, and the interest in these materials is mainly driven by their applicability in next-generation electronic and optoelectronic devices (OLEDs, OFETs, photovoltaics). The partial or complete replacement of carbon atoms by main group elements in conjugated polymers can significantly change the characteristics and applications of these macromolecules. In this work, a class of inorganic polymers comprising a backbone of exclusively boron and nitrogen atoms (poly(iminoborane)s, PIBs) and their monodisperse oligomers is described. In addition, novel inorganic-organic hybrid polymers containing BN units in their polymer backbone were synthesized and characterized. In chapter 2.1, the development of catalytic B-N coupling routes for the controlled synthesis of macromolecular materials is described. While the reaction of an N-silyl-B-chloro-aminoborane with the electrophilic reagent trimethylsilyl triflate led to effective B-N coupling, the reaction with a silver(I) salt resulted in an intramolecular Cl/Me exchange between the boron and silicon centers. In chapter 2.2-2.4, the study of oligo- and poly(iminoborane)s is discussed. Monodisperse and cyclolinear oligo(iminoborane)s based on diazaborolidines with up to 7 boron and 8 nitrogen atoms were synthesized by successively extending the B-N main chain. However, the use of benzodiazaborolines only led to limited BN catenation. Furthermore, the redistribution processes resulting from the reaction of longer oligomers with non-stoichiometric amounts of (di)halogenated boranes is reported. In chapter 2.5-2.6, the synthesis of 1,2,5-azadiborolanes as building blocks for the synthesis of poly(iminoborane)s and inorganic-organic hybrid polymers is described. While the attempt to apply an azadiborolane with sterically demanding groups on the boron-bridging ethylene unit for the construction of PIB was unfeasible, it was successfully incorporated in inorganic-organic hybrid polymers. Photophysical studies indicated π-conjugation along the polymer chain. A first attempt to synthesize PIBs based on azadiborolanes with unsubstituted ethylene units showed promising results. In chapter 2.7-2.8, a comprehensive study of poly(arylene iminoborane)s, which are BN analogs of poly(arylene vinylene)s is described, and the properties of four polymers as well as twelve monodisperse oligomers were investigated. Photophysical investigations of the monomers, dimers and polymers showed a systematic bathochromic shift of the absorption maximum with increasing chain length and thiophene content. Based on TD-DFT calculations of the model oligomers, the lowest-energy absorption band could be assigned to HOMO to LUMO transitions with π-π* character. The oligo- and poly(arylene iminoborane)s showed only very weak to no emission in solution but they were emissive in the solid state. For four oligomers the aggregation induced emission (AIE) in a THF/water mixture was investigated and DLS studies confirmed the formation of nanoaggregates. In chapter 2.9, oligo- and polymerizations of sulfur-containing building blocks and subsequent pH-triggered degradation of the products is described. While a sulfilimine-containing oligomer could not be isolated, the sulfone-, sulfoximine-, and sulfoxide-containing molecular oligomers and polymers could be successfully synthesized by B=N or B-O bond formation reactions. The sulfur-containing building blocks were successfully released under acidic or basic conditions, which was confirmed by NMR spectroscopy and mass spectrometry.}, subject = {Anorganische Polymere}, language = {en} } @phdthesis{Allgaier2024, author = {Allgaier, Johannes}, title = {Machine Learning Explainability on Multi-Modal Data using Ecological Momentary Assessments in the Medical Domain}, doi = {10.25972/OPUS-35118}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351189}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Introduction. Mobile health (mHealth) integrates mobile devices into healthcare, enabling remote monitoring, data collection, and personalized interventions. Machine Learning (ML), a subfield of Artificial Intelligence (AI), can use mHealth data to confirm or extend domain knowledge by finding associations within the data, i.e., with the goal of improving healthcare decisions. In this work, two data collection techniques were used for mHealth data fed into ML systems: Mobile Crowdsensing (MCS), which is a collaborative data gathering approach, and Ecological Momentary Assessments (EMA), which capture real-time individual experiences within the individual's common environments using questionnaires and sensors. We collected EMA and MCS data on tinnitus and COVID-19. About 15 \% of the world's population suffers from tinnitus. Materials \& Methods. This thesis investigates the challenges of ML systems when using MCS and EMA data. It asks: How can ML confirm or broad domain knowledge? Domain knowledge refers to expertise and understanding in a specific field, gained through experience and education. Are ML systems always superior to simple heuristics and if yes, how can one reach explainable AI (XAI) in the presence of mHealth data? An XAI method enables a human to understand why a model makes certain predictions. Finally, which guidelines can be beneficial for the use of ML within the mHealth domain? In tinnitus research, ML discerns gender, temperature, and season-related variations among patients. In the realm of COVID-19, we collaboratively designed a COVID-19 check app for public education, incorporating EMA data to offer informative feedback on COVID-19-related matters. This thesis uses seven EMA datasets with more than 250,000 assessments. Our analyses revealed a set of challenges: App user over-representation, time gaps, identity ambiguity, and operating system specific rounding errors, among others. Our systematic review of 450 medical studies assessed prior utilization of XAI methods. Results. ML models predict gender and tinnitus perception, validating gender-linked tinnitus disparities. Using season and temperature to predict tinnitus shows the association of these variables with tinnitus. Multiple assessments of one app user can constitute a group. Neglecting these groups in data sets leads to model overfitting. In select instances, heuristics outperform ML models, highlighting the need for domain expert consultation to unveil hidden groups or find simple heuristics. Conclusion. This thesis suggests guidelines for mHealth related data analyses and improves estimates for ML performance. Close communication with medical domain experts to identify latent user subsets and incremental benefits of ML is essential.}, subject = {Maschinelles Lernen}, language = {en} } @phdthesis{WidmaiergebWirth2024, author = {Widmaier [geb. Wirth], Lisa Marie}, title = {K{\"u}nstliche Intelligenz zur vollst{\"a}ndig automatisierten FRS-Auswertung: Bewertung der Auswertequalit{\"a}t verschiedener kommerzieller Anbieter im Vergleich zu einem menschlichen Goldstandard}, doi = {10.25972/OPUS-35180}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351803}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Ziel der vorliegenden Studie war es, verschiedene kommerzielle Anbieter f{\"u}r KI-gest{\"u}tzte FRS-Analysen hinsichtlich ihrer Genauigkeit mit einem menschlichen Goldstandard zu vergleichen. Auf 50 FRS wurden durch zw{\"o}lf erfahrene Untersucher 15 Landmarken identifiziert, auf deren Basis neun relevante Parameter vermessen wurden. Der Medianwert dieser zw{\"o}lf Auswertungen wurde f{\"u}r jeden Parameter auf jedem FRS als Goldstandard definiert und als Referenz f{\"u}r die Vergleiche mit vier verschiedenen kommerziellen KI-Anbietern (DentaliQ.ortho, WebCeph, AudaxCeph, CephX) festgelegt. Die statistische Auswertung erfolgte mittels ANOVA mit Messwiederholung, paarweiser Vergleiche mittels Post-hoc-Test und Bland-Altman-Plots. DentaliQ.ortho zeigte f{\"u}r alle neun untersuchten Parameter keinen statistisch signifikanten Unterschied zum menschlichen Goldstandard und es konnte insgesamt von einer hohen Genauigkeit der Auswertungen ausgegangen werden. Auch f{\"u}r WebCeph war kein statistisch signifikanter Unterschied zum menschlichen Goldstandard zu verzeichnen. Allerdings war die Pr{\"a}zision im Vergleich zu den anderen Anbietern f{\"u}r alle Parameter am geringsten und der proportionale Fehler bei nahezu allen Parametern am h{\"o}chsten. AudaxCeph wies f{\"u}r sieben Parameter statistisch signifikante Unterschiede zum menschlichen Goldstandard auf. F{\"u}r CephX wurden f{\"u}r f{\"u}nf Parameter statistisch signifikante Unterschiede zum menschlichen Goldstandard ermittelt. Insbesondere f{\"u}r die dentale Analyse war f{\"u}r alle untersuchten kommerziellen KI-Anbieter eine vergleichsweise niedrigere Genauigkeit zu verzeichnen. Die Ergebnisse zeigen, dass noch deutliche Qualit{\"a}tsunterschiede zwischen den kommerziellen KI-Anbietern f{\"u}r die vollst{\"a}ndig automatisierte FRS-Analyse bestehen. Vor dem Hintergrund der Zeitersparnis und Qualit{\"a}tssicherung sind KI zwar vielversprechend, sollten aber zum aktuellen Zeitpunkt nur unter Aufsicht durch menschliche Experten zum Einsatz kommen.}, subject = {Kieferorthop{\"a}die}, language = {de} } @phdthesis{Zehner2024, author = {Zehner, Leonie Constanze}, title = {Evaluierung der Rezidivbestrahlung des Prostatakarzinoms}, doi = {10.25972/OPUS-35123}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351230}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {Es erfolgte eine Evaluierung von Bestrahlungsdaten aus der Strahlentherapie der Universit{\"a}tsklinik W{\"u}rzburg von 435 Patienten mit biochemischen oder klinischen Rezidiv des Prostatakarzinoms. Der prim{\"a}re Endpunkt war das biochemisch rezidivfreie {\"U}berleben. Sekund{\"a}re Endpunkte waren das Auftreten von Fernmetastasen und das Versterben der Patienten. Zudem wurde der Einfluss patienten-, tumor-, und behandlungsspezifischer Faktoren {\"u}berpr{\"u}ft.}, subject = {Prostata}, language = {de} } @phdthesis{Scherz2024, author = {Scherz, Jan}, title = {Weak Solutions to Mathematical Models of the Interaction between Fluids, Solids and Electromagnetic Fields}, doi = {10.25972/OPUS-34920}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-349205}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2024}, abstract = {We analyze the mathematical models of two classes of physical phenomena. The first class of phenomena we consider is the interaction between one or more insulating rigid bodies and an electrically conducting fluid, inside of which the bodies are contained, as well as the electromagnetic fields trespassing both of the materials. We take into account both the cases of incompressible and compressible fluids. In both cases our main result yields the existence of weak solutions to the associated system of partial differential equations, respectively. The proofs of these results are built upon hybrid discrete-continuous approximation schemes: Parts of the systems are discretized with respect to time in order to deal with the solution-dependent test functions in the induction equation. The remaining parts are treated as continuous equations on the small intervals between consecutive discrete time points, allowing us to employ techniques which do not transfer to the discretized setting. Moreover, the solution-dependent test functions in the momentum equation are handled via the use of classical penalization methods. The second class of phenomena we consider is the evolution of a magnetoelastic material. Here too, our main result proves the existence of weak solutions to the corresponding system of partial differential equations. Its proof is based on De Giorgi's minimizing movements method, in which the system is discretized in time and, at each discrete time point, a minimization problem is solved, the associated Euler-Lagrange equations of which constitute a suitable approximation of the original equation of motion and magnetic force balance. The construction of such a minimization problem is made possible by the realization that, already on the continuous level, both of these equations can be written in terms of the same energy and dissipation potentials. The functional for the discrete minimization problem can then be constructed on the basis of these potentials.}, subject = {Fluid-Struktur-Wechselwirkung}, language = {en} }