@phdthesis{Bruno2015,
  author    = {Bruno, Raphael Romano},
  title     = {Auswirkung von Infusionsl{\"o}sungen mit Hydroxyethylst{\"a}rke (HES) auf humane proximale Tubulusepithelzellen der Niere in vitro},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123278},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Die Volumentherapie durch Infusionsl{\"o}sungen spielt eine herausragende Rolle im klinischen Alltag von Intensivmedizin, perioperativer Medizin und Notfallmedizin. F{\"u}r diesen Zweck stehen verschiedene kristalloide und kolloidale Infusionsl{\"o}sungen zur Verf{\"u}gung. Das in Deutschland am h{\"a}ufigsten eingesetzte Kolloid ist die Hydroxyethylst{\"a}rke (HES). Dessen Stellenwert ist stark umstritten. Insbesondere die Wirkung von Hydroxyethylst{\"a}rke auf die f{\"u}r den kritisch Kranken eine zentrale Rolle spielende Niere gilt als zentrales Problem. Die vorliegende Arbeit untersuchte aufbauend auf die in vivo-Versuche von Schick et al. die Auswirkungen klinisch relevanter Dosierungen von Hydroxyethylst{\"a}rke und anderen Infusionsl{\"o}sungen (Gelatine, Humanalbumin, 0,9\% NaCl, Sterofundin® ISO) auf die Viabilit{\"a}t von immortalisierten humanen proximalen Tubulusepithelzellen (HK-2). Im Anschluss wurde die Relevanz des pH - Wertes, der Osmolalit{\"a}t, der Tr{\"a}gerl{\"o}sung, des Molek{\"u}lursprungs, der Molek{\"u}lgr{\"o}ße, der HES - Generation und der Inkubationsdauer auf die von HES ausgel{\"o}sten Effekte gepr{\"u}ft. Danach wurde gezeigt, ob der beobachtete Effekt reversibel war, ob es sich um ein direkt zytotoxisches Ph{\"a}nomen handelte, ob die HES _ Wirkung durch proinflammatorische Stimuli verst{\"a}rkt und ob HES selbst eine Inflammation auf mRNA - Ebene induzieren konnte. HES bewirkte keine proinflammatorische Stimulation der Zellen und wird durch die Anwesenheit proinflammatorischer Stimuli in seiner sch{\"a}digenden Wirkung nicht verst{\"a}rkt. Die mitochondriale Leistungsf{\"a}higkeit als Schl{\"u}sselaspekt des kritisch Kranken wurde durch den EZ4U („Viabilit{\"a}t") bestimmt. Ein Messartefakt konnte nicht identifiziert werden. HES reduziert mit steigender Dosis die Viabilit{\"a}t der HK - 2 Zellen in deutlichem Ausmaß, obwohl die Zellen immortalisiert und nicht vorgesch{\"a}digt waren. Diese Reduktion erfolgte durch alle untersuchten HES - Pr{\"a}parate. Dabei war niedermolekulares HES leicht weniger sch{\"a}dlich als hochmolekulares HES. Der HES - Effekt war unmittelbar nach Beginn der Inkubation nachweisbar. Der Viabilit{\"a}tsreduktion stand eine verz{\"o}gert einsetzende Zytoxoxizit{\"a}t gegen{\"u}ber. Der HES - Effekt war auch nach einer „Regenerationsphase" der Zellen nachweisbar und somit in vitro nur partiell reversibel. Gelatine erwies sich im Vergleich als ebenso bis schlechter vertr{\"a}glich. Gelatine war deutlich zytotoxischer. Humanalbumin zeigte in niedrigen Dosierungen protektive, in hohen Dosierungen ebenfalls negative Einfluss auf Zellviabilit{\"a}t und war in h{\"o}heren Dosierungen zytotoxisch. Die balancierte Vollelektrolytl{\"o}sung Sterofundin® ISO war gr{\"o}ßtenteils inert, in seiner Wirkung auf die mRNA im Vergleich zur 0,9\% NaCl Kontrolll{\"o}sung protektiv. Zusammenfassend konnte eine {\"U}bergelegenheit des HES der „3. Generation" gegen{\"u}ber anderen HES - Pr{\"a}paraten nicht gefunden werden. Alles deutete darauf hin, dass ausschließlich die applizierte Gesamtmasse von HES ausschlaggebend ist. Synthetische Kolloide sind in vitro nephrotoxisch und beeintr{\"a}chtigen die mitochondriale Funktionsf {\"a}higkeit deutlich. Diese Beobachtungen entsprechen denen großer klinischer Studien. Die Ursache dieses Ph{\"a}nomens bleibt unklar. Weitere Grundlagenforschung ist notwendig, um den zugrundeliegenden Pathomechanimus aufzukl{\"a}ren.},
  subject      = {Hydroxy{\"a}thylst{\"a}rke},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hoffmann2010,
  author    = {Hoffmann, Dana},
  title     = {Neue Biomarker zum Nachweis von Nierentoxizit{\"a}t},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48562},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Der Prozess von der Entdeckung und Entwicklung eines potentiellen Arzneistoffs bis zu dessen Zulassung ist extrem kosten\&\#8208; und zeitintensiv und eine Vielzahl dieser Stoffe kann aufgrund toxischer Nebenwirkungen in pr{\"a}klinischen Studien nicht weiterentwickelt werden. Dabei ist die Niere eines der Hauptziele von Xenobiotika\&\#8208;induzierter Organtoxizit{\"a}t, jedoch ist eine fr{\"u}he Detektion von Nierensch{\"a}den schwierig. Den derzeitig verwendeten klinischen Parameter, wie Blutharnstoff (BUN) und Serumkreatinin fehlt es an Sensitivit{\"a}t und Spezifit{\"a}t, da sie Fremdstoff\&\#8208;induzierte Toxizit{\"a}t meist erst aufzeigen, wenn schon ein erheblicher Teil der Nierenfunktion beeintr{\"a}chtigt ist. Daher ist es notwendig, empfindlichere und zuverl{\"a}ssigere Biomarker zu identifizieren und zu validieren, welche kleinste Nierensch{\"a}digungen fr{\"u}her als traditionelle Parameter erkennen. In den letzten Jahren wurden in der Literatur aber auch von verschiedenen Projekten eine Reihe neuer gen\&\#8208;basierender und Urinbiomarker (Kim\&\#8208;1, Clusterin, Lipocalin\&\#8208;2, Timp\&\#8208;1) identifiziert. Ziel dieser Dissertation war es die Aussagekraft dieser Marker im Vergleich zu traditionellen Endpunkten, einschließlich klinische Chemie und Histopathologie an Gewebe\&\#8208;, Urin\&\#8208; und Serumproben von m{\"a}nnlichen Ratten, welche mit Modellsubstanzen f{\"u}r Nephrotoxizit{\"a}t (Aristolochias{\"a}ure und Gentamicin) oder nephrotoxischen Arzneistoffkandidaten (PredTox Projekt) behandelt wurden, mittels qRT\&\#8208;PCR, Immunhistochemie und ELISA zu untersuchen. Zusammenfassend kann man sagen, dass die Effekte auf Ebene der Gen\&\#8208; und Proteinexpression generell sehr gut mit den histopathologischen Ver{\"a}nderungen korrelieren. Sie konnten meist fr{\"u}her oder in niedrigeren Dosierungen als die traditionellen Nierenmarker BUN und Serumkreatinin detektiert werden. Eine erh{\"o}hte Expression und Exkretion von Kim\&\#8208;1 zeigte sich in allen Studien als eine der fr{\"u}hesten Antworten auf Sch{\"a}digung der proximalen Tubuli und stellt somit den empfindlichsten Biomarker dar. Die erh{\"o}hte Ausscheidung von Clusterin konnte teilweise vor einer ver{\"a}nderten Gen\&\#8208; und Proteinexpression im Gewebe detektiert werden und unterst{\"u}tzen die Verwendung von Clusterin als nicht\&\#8208;invasiven Biomarker. Obwohl eine gesteigerte Exkretion von Lipocalin\&\#8208;2 sehr fr{\"u}h nach Sch{\"a}digung des proximalen Tubulus detektiert werden konnte, ist diese nicht spezifisch f{\"u}r einen Nierenschaden. Dennoch k{\"o}nnte die vermehrte Expression/Ausscheidung von Lipocalin\&\#8208;2 als fr{\"u}he Antwort auf eine Entz{\"u}ndung oder einen Gewebeschaden eine sinnvolle Erg{\"a}nzung der routinem{\"a}ßigen Testung auf Toxizit{\"a}t darstellen. Ebenfalls konnte ein dosis\&\#8208; und zeitabh{\"a}ngiger Konzentrationsanstieg von einem Großteil der potentiellen Biomarker des „WideScreen™ Rat Kidney Toxicity Panels 1 and 2" im Urin beobachtet werden. Da jedoch die potentiellen Biomarker unterschiedliche Empfindlichkeiten besitzen und unter Umst{\"a}nden auch vom Mechanismus der Toxizit{\"a}t von Verbindungen abh{\"a}ngen, erscheint eine Kombination von verschiedenen Biomarkern zur fr{\"u}hzeitigen Erkennung von proximalen Nierensch{\"a}den sowie zur Verlaufskontrolle von Nierenerkrankungen sinnvoll. Durch die einfache Probenahme und leichte Bestimmung ist die Messung der neuen potentiellen Nierenbiomarker im Urin neben der Bestimmung der traditionellen Parameter der klinischen Chemie sowie der Histopathologie sinnvoll f{\"u}r die Identifizierung von Nierensch{\"a}digungen in pr{\"a}klinischen Studien.},
  subject      = {Biomarker},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Reiser2023,
  author    = {Reiser, Pia},
  title     = {Das Adverse Outcome Pathway (AOP) - Konzept als Grundlage f{\"u}r die Entwicklung mechanistischer tierversuchsfreier Ans{\"a}tze: Eine Fallstudie {\"u}ber Nephrotoxizit{\"a}t initiiert durch rezeptorvermittelte Endozytose und lysosomalen Overload},
  doi       = {10.25972/OPUS-31804},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-318046},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Zur Verbesserung der Pr{\"u}fung und Risikobewertung der zunehmenden Menge von Chemikalien und Arzneimitteln, gilt es neue Alternativen in Form von in vitro Pr{\"u}fmethoden mit mechanistisch relevanten Endpunkten zu finden. Einen solchen Rahmen bietet das konzeptionelle Konstrukt des Adverse Outcome Pathway (AOP)- Konzepts. Es erzeugt auf der Basis bestehenden Wissens einen mechanistischen und kausalen Zusammenhang mit Hilfe von mehreren Schl{\"u}sselereignissen (Key Event [KE]) zwischen einem initierenden molekularen Ereignis (Molecular Initiating Event [MIE]) und einem adversen Effekt (Adverse Outcome [AO]) auf biologischer Ebene. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der AOP „Rezeptorvermittelte Endozytose und lysosomaler Overload f{\"u}hren zu Nephrotoxizit{\"a}t" am Zellkulturmodell proximaler Nierentubuluszellen weiterentwickelt. Es wurden in vitro Assays f{\"u}r die Zelllinien RPTEC/TERT1 (Mensch) und NRK-52 E (Ratte) f{\"u}r jedes KE etabliert. In dem AOP wird die Initiierung der Sch{\"a}digung des Nierengewebes durch rezeptorvermittelte Endozytose der Substanzen (MIE) mit folgendem lysosomalem Overload (KE 1) und der lysosomalen Membranruptur (KE 2) beschrieben. Es kommt zur Zellsch{\"a}digung (KE 3) und endet mit einem Schaden auf Organebene (AO). F{\"u}r KE 1 erfolgte die Visualisierung des lysosomal-assoziierten Membranproteins (lysosomal-associated Membranprotein [LAMP]) und in KE 2 die Darstellung der Protease Cathepsin D (CTSD) mittels Immunfluoreszenz. F{\"u}r KE 3 wurden spezifische Toxizit{\"a}tsdaten der Testsubstanzen mit dem CellTiter-Glo® Lumineszenz-Zellviabilit{\"a}tstest generiert. Gew{\"a}hlte Stressoren f{\"u}r den AOP war die Gruppe der Polymyxin-Antibiotika (Polymyxin B, Colistin, Polymyxin B Nonapeptid), das Aminoglykosid Gentamicin, das Glykopeptid Vancomycin sowie Cadmiumchlorid. In Zusammenschau der Ergebnisse der drei KEs war die Rangfolge der Auswirkungen der drei Polymyxin-Derivate {\"u}ber alle KEs konsistent. Polymyxin B erwies sich als aktivste Substanz, w{\"a}hrend Polymyxin B Nonapeptid die geringsten Auswirkungen zeigte. Als Ausblick in weiterf{\"u}hrenden Analysen der Arbeitsgruppe konnten bei Cadmiumchlorid trotz einer signifikanten Zytotoxizit{\"a}t (KE 3) nur geringe Auswirkungen in der LAMPExpression (KE 1) aufgezeigt werden. Des Weiteren erfolgte die Erstellung von Response-Response-Analysen, um mittels vorgeschalteter Schl{\"u}sselereignisse nachfolgende Effekte vorhersagen zu k{\"o}nnen. Projektpartner der Universit{\"a}t Utrecht entwickelten dar{\"u}ber hinaus eine quantitative in vitro in vivo Extrapolation (QIVIVE) mittels eines physiologisch basierten pharmakokinetischen (PBPK) Modells.},
  subject      = {Nephrotoxizit{\"a}t},
  language  = {de}
}