@phdthesis{Maimari2020,
  author    = {Maimari, Theopisti},
  title     = {The influence of N-terminal peptides of G-protein coupled receptor kinase (GRK) 2, 3 and 5 on β-adrenergic signaling},
  doi       = {10.25972/OPUS-19932},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-199322},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {G protein coupled receptor kinases (GRK) phosphorylate and thereby desensitize G protein coupled receptors (GPCR) including β-adrenergic receptors (βAR), which are critical regulators of cardiac function. We identified the Raf kinase inhibitor protein (RKIP) as an endogenous inhibitor of GRK2 that leads to increased cardiac contractility via βAR activation. RKIP binds to the N-terminus (aa1-185) of GRK2, which is important for the GRK2/receptor interaction. Thereby it interferes with the GRK2/receptor interaction without interference with cytosolic GRK2 target activation. In this project, the RKIP/GRK interface was investigated to develop strategies that simulate the effects of RKIP on βAR. RKIP binding to different isoforms of GRK expressed in the heart was analyzed by protein interaction assays using full-length and N-termini of GRK2, GRK3 and GRK5: 1-53, 54-185 and 1-185. Co-immunoprecipitation (Co-IPs) and pull-down assays revealed that RKIP binds to the peptides of GRK2 and GRK3 but not to the ones of GRK5, which suggests the existence of several binding sites of RKIP within the N-termini of GRK2 and GRK3. To analyze whether the peptides of GRK2 and GRK3 are able to simulate the RKIP mediated interference of the GRK2/receptor interaction, we analyzed the β2-AR phosphorylation in the absence and presence of the peptides. Interestingly, N-termini (aa1-185) of GRK2 and GRK3 reduced β2AR phosphorylation to a comparable extent as RKIP. In line with reduced receptor phosphorylation, the peptides also reduced isoproterenol-stimulated receptor internalization as shown by [3H] CGP-12177 radioligand binding assay and fluorescence microscopy compared to control cells. Subsequently, these peptides increased downstream signaling of β2AR, i.e. the phosphorylation of the PKA substrate phosducin. In an attempt to elucidate the mechanism behind the observed effects, Co-IPs were performed in order to investigate whether the peptides bind directly to the β2-AR and block its phosphorylation by GRK2. Indeed, GRK2 1-185 and GRK3 1-185 could bind the receptor, suggesting that this way GRK2 is prevented from inhibiting the receptor. To investigate the physiological effect of GRK2 1-185, GRK3 1-185 and GRK5 1-185, their effect on neonatal mouse cardiomyocyte contractility and hypertrophy was analyzed. After long-term isoproterenol stimulation, in the presence of GRK2 1 185 and GRK3 1-185 the cross-sectional area of the cardiomyocytes showed no significant increase in comparison to the unstimulated control cells. In addition, upon isoproterenol stimulation, GRK2 1-185 and GRK3 1-185 increased the beat rate in cardiomyocytes, mimicking RKIP while the base impedance, an indicator of viability, remained stable. The N-termini (1-185) of GRK2 and GRK3 simulated RKIP's function and had a significant influence on β2AR phosphorylation, on its downstream signaling and internalization, could bind β2-AR, increased beat rate and did not significantly induce hypertrophy, suggesting that they may serve as a model for the generation of new and more specific targeting strategies for GRK mediated receptor regulation.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schaefer2020,
  author    = {Sch{\"a}fer, Florian},
  title     = {Kontraktionsverhalten neonataler Rattenkardiomyozyten bei {\"U}berexpression phosphorylierungsdefizienter RKIP Mutanten S51/S52},
  doi       = {10.25972/OPUS-21374},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-213747},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Durch Phosphorylierung inaktiviert GRK2 kardiale ß-Adrenorezeptoren und vermindert dadurch die Kontraktilit{\"a}t von neonatalen Rattenkardiomyozyten. Als nat{\"u}rlicher Inhibitor der GRK2 beeinflusst RKIP die Signalweiterleitung bei Stimulation von ß-Adrenorezeptoren. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass eine {\"U}berexpression von RKIP die Kontraktilit{\"a}t von neonatalen Rattenkardiomyozyten erh{\"o}ht. Es wurde die Anzahl auftretender Spontankontraktionen vor und nach Stimulation mit Isoproterenol erfasst sowie eine zeitliche Analyse der Calciumfreisetzung und -aufnahme nach elektrischer Stimulation durchgef{\"u}hrt. Im unstimulierten Zustand zeigten neonatale Rattenkardiomyozyten, die Wildtyp-RKIP {\"u}berexprimierten, verglichen mit der Kontrollgruppe, keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich auftretender Spontankontraktionen. Nach Stimulation mit Isoproterenol zeigten neonatale Rattenkardiomyozyten, in denen Wildtyp-RKIP {\"u}berexprimiert wurde, eine signifikant h{\"o}here Anzahl auftretender Spontankontraktionen. Eine Analyse der Calciumtransienten zeigte bei RKIP-Wildtyp {\"u}berexprimierenden neonatalen Rattenkardiomyozyten eine erh{\"o}hte Calciumfreisetzung w{\"a}hrend der Systole sowie eine beschleunigte Calciumwiederaufnahme w{\"a}hrend der Diastole. Zudem wurden die RKIP-Mutanten RKIPS51V und RKIPS52V im Hinblick auf ihre Kontraktilit{\"a}t untersucht. Neonatale Rattenkardiomyozyten welche RKIPS51V und RKIPS52V {\"u}berexprimierten zeigten weder im Hinblick auf auftretende Spontankontraktionen noch bei der Analyse der Calciumtransienten signifikante Unterschiede zur Kontrollgruppe. Da auch eine Phosphorylierung an Aminos{\"a}ureposition 51 bzw. Aminos{\"a}ureposition 52 ohne direkte Auswirkung auf die Kontraktilit{\"a}t m{\"o}glich ist, wurde in einem in vitro Kinase Assay analysiert, ob neben der bekannten Phosphorylierungsstelle S153 eine weitere Phosphorylierung von RKIP durch PKA oder PKC erfolgt. Bei Einsatz der an Aminos{\"a}ureposition 153 phosphorylierungsdefizienten RKIP Mutante RKIPS153A konnte keine Phosphorylierung beobachtet werden. In der vorliegenden Arbeit konnte neben einer Phosphorylierung an S153 keine weitere Phosphorylierung von RKIP durch PKC oder PKA beobachtet werden.},
  subject      = {Herzinsuffizienz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Berlin2017,
  author    = {Berlin, Christopher},
  title     = {Die Untersuchung der kardialen Folgen einer ubiquit{\"a}ren Deletion von RKIP in M{\"a}usen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-152882},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Die Herzinsuffizienz, eine der h{\"a}ufigsten chronischen Krankheiten in der westlichen Welt, ist als Folge einer Myokardsch{\"a}digung durch eine verschlechterte Pumpfunktion des Herzens charakterisiert, die der K{\"o}rper durch verschiedene Kompensationsmechanismen zur Kontraktilit{\"a}tssteigerung auszugleichen versucht. Wichtiger Mechanismus hierf{\"u}r ist die Kontraktilit{\"a}ts- und Frequenzsteigerung {\"u}ber ß-adrenerge Rezeptorsignale, welche bei langfristiger Stimulation allerdings zu einer Abnahme der Funktionalit{\"a}t und Minderexpression eben dieses Rezeptorsystems, sowie der gleichzeitigen Verschlechterung der Herzinsuffizienz f{\"u}hrt. Interessanterweise wird parallel zur verminderten Rezeptorexpression bei Herzinsuffizienzpatienten eine Zunahme der GRK-Aktivit{\"a}t beobachtet. Diese Kinase ist in der Lage, ß-adrenerge GPCR-Signale durch Phosphorylierung des membranst{\"a}ndigen Rezeptors herunterzuregulieren. Durch einen PKC-abh{\"a}ngigen switch von Raf1 zu GRK2 konnte mit RKIP ein kardialer, endogener Inhibitor der GRK2 identifiziert werden. Es wurde in vitro und in vivo in M{\"a}usen mit myokardialer {\"U}berexpression von RKIP gezeigt, dass RKIP f{\"a}hig ist, die kontraktile Funktion von Herzmuskelzellen zu verbessern, negative kardiale Langzeitfolgen wie eine Verschlechterung der Insuffizienz, Remodeling-Prozesse wie Zunahme der Fibrosierung und eine gesteigerte Apoptoserate, sowie kardiale Rhythmusst{\"o}rungen protektiv zu beeinflussen. Um die endogene Rolle von RKIP weiter zu er{\"o}rtern, wurde in dieser Arbeit der Knockout von RKIP unter basalen Bedingungen, als auch nach transverser Aortenkonstriktion (TAC) untersucht. Zur Untersuchung physiologischer Parameter wie der Verk{\"u}rzungsfraktion, oder dem linksventrikul{\"a}rem diastolischen Durchmesser wurden echokardiographische Verfahren herangezogen. In diesen Untersuchungen zeigte sich nach dreiw{\"o}chiger TAC eine Verschlechterung der Pumpfunktion, sowie eine verst{\"a}rkte Dilatation des linken Ventrikels in RKIP-/--M{\"a}usen. Gest{\"u}tzt wurden diese Ergebnisse durch einen erh{\"o}hten pulmonalen Blutr{\"u}ckstau in RKIP-/--M{\"a}usen nach chronischer Druckbelastung. Zudem wurde an isolierten Kardiomyozyten die Kinetik von Kalzium als f{\"u}r die Kontraktion verantwortlichen Botenstoff durch intrazellul{\"a}re Fluoreszenz-Echtzeit-Messungen, sowie die Kontraktion und Relaxation auf Zell- und Sarkomerebene durch ein optisches Kamerasystem untersucht. Hier zeigte sich ohne den Einfluss β-adrenerger Stimulantien {\"a}quivalent zum basalen Ph{\"a}notyp dieser Tiere in RKIP-/--Kardiomyozyten keine Ver{\"a}nderung der Kalzium-Kinetik, sowie der Kontraktion und Relaxation auf Zell- und Sarkomerebene. Des Weiteren wurden mittels realtime PCR die Expressionslevels von Insuffizienzmarkern wie BNP und ANP, sowie von Kollagen 3 bestimmt. Der Grad der Fibrosierung wurde zus{\"a}tzlich durch Quantifizierung der fibrosierten Areale in histologischen Querschnitten untersucht. Apoptotische Ver{\"a}nderungen wurden mittels TUNEL-Assay auf histologischer Ebene bestimmt. In all diesen Untersuchungen zeigte sich ein fortgeschrittenes kardiales Remodeling in RKIP-/--M{\"a}usen nach TAC im Vergleich zu Wildtyptieren. Hand in Hand mit dem Bild einer fortgeschrittenen Herzinsuffizienz in RKIP-/--M{\"a}usen nach TAC konnte zudem in diesen Tieren eine gesteigerte Mortalit{\"a}t nach chronischer Hochdruckbelastung festgestellt werden. In Kombination mit den protektiven Eigenschaften einer kardialen RKIP-{\"U}berexpression, sowie dem positiven Effekt einer retroviralen RKIP-Transfektion sprechen diese Ergebnisse f{\"u}r RKIP als einen interessanten k{\"o}rpereigenen Angriffspunkt f{\"u}r die kontraktilit{\"a}tssteigernde Therapie der Herzinsuffizienz, den es in weiteren klinischen Studien zu untersuchen gilt.�},
  subject      = {RKIP},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Huemmert2020,
  author    = {H{\"u}mmert, Martin W.},
  title     = {Untersuchung einer monomeren Mutante der extrazellul{\"a}r regulierten Kinase 2 (ERK2) bei kardialer Hypertrophie},
  doi       = {10.25972/OPUS-15564},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-155644},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Die Raf-MEK-ERK1/2-Kaskade spielt eine wichtige Rolle in der Vermittlung von kardialer Hypertrophie und Zell{\"u}berleben. Durch unsere Arbeitsgruppe konnte im Vorfeld gezeigt werden, dass die Dimerisierung von ERK2 eine Voraussetzung f{\"u}r dessen Autophosphorylierung an Thr188 darstellt, welche wiederum f{\"u}r die {\"U}bermittlung der hypertrophen Effekten von ERK1/2 erforderlich ist. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daraus abgeleitet die Fragestellung untersucht, ob mit Verhinderung der ERK2-Dimerisierung eine n{\"u}tzliche Strategie zur Inhibition von Hypertrophie vorliegt und welchen Einfluss diese auf das Zell{\"u}berleben hat. Die Auswirkungen der Dimerisierungsdefizienz von ERK2 wurden in neonatalen Kardiomyozyten der Ratte und in transgenen M{\"a}usen mithilfe einer ERK2-Mutante untersucht, der einige Aminos{\"a}uren in der ERK-ERK-Interaktionsfl{\"a}che fehlen und daher keine Dimere bilden kann (ERK2Δ174-177). Eine {\"U}berexpression von ERK2Δ174-177 in neonatalen Kardiomyozyten verringerte signifikant die Antwort auf hypertrophe Stimuli (Phenylephrin, Endothelin 1). Im Anschluss daran wurden die Effekte der Dimerisierungsdefizienz von ERK2 in vivo an transgenen M{\"a}usen mit kardialer {\"U}berexpression von ERK2Δ174-177 erforscht. Diese M{\"a}use zeigten unter basalen Bedingungen keine Unterschiede gegen{\"u}ber Wildtyp-M{\"a}usen hinsichtlich Kardiomyozytengr{\"o}ße, Ventrikelwanddicke und kardialer Funktion. Unter chronischer Druckbelastung mittels TAC ließ sich hingegen ein signifikant vermindertes Ausmaß an Hypertrophie im Vergleich zu Wildtyp quantifizieren. Da der ERK1/2-Signalweg auch am {\"U}berleben von Kardiomyozyten beteiligt ist, wurde die Apoptose an histologischen Schnitten von Mausherzen analysiert. Interessanterweise fand sich bei Herzen, die das dimerisierungsdefiziente ERK2-Protein {\"u}berexprimierten, eine mit Wildtyp vergleichbare Anzahl TUNEL-positiver Zellen. Ein {\"a}hnliches Ergebnis konnte bei der Messung des Fibrosegrades an Sirius-Rot gef{\"a}rbten histologischen Schnitten beobachtet werden. Zuletzt wurden die Folgen der ERK2-Dimerisierungsdefizienz auf physiologische Hypertrophie mit einem Laufrad-Versuchsaufbau evaluiert. Transgene ERK2Δ174-177- und Wildtyp-M{\"a}use zeigten unter diesem physiologischen Stimulus keine Unterschiede im Hinblick auf die Zunahme an kardialer Hypertrophie. Da die Dimerisierungsdefizienz von ERK2 zu einer reduzierten pathologischen Hypertrophie, ohne negative Auswirkungen auf ERK1/2-vermittelte anti-apoptotische Effekte noch auf kardiale Funktion oder physiologische Hypertrophieprozesse f{\"u}hrt, stellt die Hemmung der ERK-Dimerisierung ein attraktives Ziel zur Therapie pathologischer Hypertrophie sowie potentiell auch anderer auf den ERK1/2-Signalweg basierenden Krankheiten dar.},
  subject      = {ERK2d4},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gruse2020,
  author    = {Gruse, Tamara},
  title     = {Untersuchung der Rolle der ERK-Dimerisierung bei der ERK1/2- vermittelten Proliferation von Tumorzellen},
  doi       = {10.25972/OPUS-15984},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-159847},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Bei vielen Erkrankungen wie z.B. Herzhypertrophie, Diabetes und Entz{\"u}ndungen spielt die Raf-MEK-ERK-Signalkaskade eine wichtige Rolle. ERK1/2 ist in vielen zellul{\"a}ren Prozessen, u.a. Proliferation, Differenzierung, Wachstum, Hypertrophie und Apoptose involviert. Auch in der Tumorentstehung besitzt dieser MAPK-Signalweg eine signifikante Funktion, da er bei ca. 50\% aller Krebsarten deutlich aktiviert ist. Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle einer neu entdeckten Phosphorylierungsstelle an Threonin188 an ERK2 bei der Entstehung und der m{\"o}glichen Therapie von Tumoren zu erarbeiten. Daf{\"u}r wurde ein Myc-ERK2309-357-Peptid verwendet, das 2013 in der Arbeitsgruppe Lorenz entwickelt wurde. Myc-ERK2309-357 zeigte in bisher unver{\"o}ffentlichten Versuchen, dass es direkt an ERK2 bindet, eine Dimerisierung von ERK1/2 hemmen und eine vermehrte Lokalisation von ERK2 im Zellkern verhindern kann. Im Rahmen dieses Projekts konnten wir belegen, dass mit Hilfe des Myc-ERK2309-357-Peptids die Tumorzellproliferation von verschiedenen Krebszelllinien (Caco-2, SCC68, PC/1-1 und PC/13-1) um 60-80\% vermindert werden konnte. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass Myc-ERK2309-357 keinen Einfluss auf die Phosphorylierung von ERK1/2 am TEY-Motiv besitzt. Die Aktivierung von ERK1/2 durch die Kinasen MEK1/2 wird somit nicht beeinflusst und die zytosolischen ERK-Funktionen, wie z.B. der anti-apoptotische Effekt, w{\"u}rden somit bestehen bleiben. Außerdem fanden wir heraus, dass Myc-ERK2309-357 im Vergleich zu den MEK-Inhibitoren U0126 und PD98059 und verglichen mit dem EGF-Rezeptor-Antik{\"o}rper Cetuximab die Proliferation signifikant besser hemmt.},
  subject      = {Dimerisierung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schmid2016,
  author    = {Schmid, Evelyn},
  title     = {Effekte des Raf Kinase Inhibitor Proteins (RKIP) auf β-adrenerge Signalwege, Herzfunktion und die Entwicklung der Herzinsuffizienz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142486},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Das Raf kinase inhibitor protein (RKIP) ist ein Kinaseregulator, der im Herzen eine Pr{\"a}ferenz f{\"u}r die G-Protein-gekoppelte Rezeptorkinase 2 (GRK2) zeigt. Die Regulation erfolgt durch direkte Interaktion beider Proteine, wird durch eine PKC-Phosphorylierung an Serin 153 des RKIP induziert und inhibiert die GRK2-vermittelte Phosphorylierung von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCR). Die GRK2 desensitiviert GPCR und eine Hemmung der GRK2-Aktivit{\"a}t wirkt sich so positiv auf die Ansprechbarkeit von GPCR aus. Die \textbeta-adrenergen Rezeptoren (\textbeta AR) sind im Herzen maßgeblich an der Regulation der kardialen Kontraktilit{\"a}t beteiligt. Erste Zusammenh{\"a}nge zwischen der RKIP-Expression und der kontraktilen Antwort von Kardiomyozyten wurden bereits in einer fr{\"u}heren Arbeit untersucht und best{\"a}tigt. Sie begr{\"u}nden die Fragestellung nach Effekten einer verst{\"a}rkten RKIP-Expression auf \textbeta-adrenerge Rezeptorsignale, Herzfunktion und die Entwicklung der Herzinsuffizienz. Im Rahmen dieses Projektes konnten die Effekte des RKIP auf \textbeta-adrenerge Signalwege detaillierter beschrieben werden. Dabei erwies sich die inhibitorische Funktion auf die GRK2 als rezeptorspezifisch ohne Einfluss auf zytosolische Angriffspunkte der GRK2 zu nehmen. Verst{\"a}rkte \textbeta-adrenerge Signale zeigten sich in neonatalen Kardiomyozyten an Hand der erh{\"o}hten cAMP-Level, PKA-Aktivit{\"a}t, sowie Kontraktionsrate und Relaxationsgeschwindigkeit nach \textbeta-adrenerger Stimulation. Im Einklang damit konnte eine erh{\"o}hte PKA- und CaMKII-Aktivit{\"a}t und eine positive Inotropie in transgenen Tieren, mit herzspezifischer {\"U}berexpression von RKIP, beobachtet werden. Durch Messung des Calcium-\textit{Cyclings} in Kardiomyozyten konnte der Ph{\"a}notyp auf eine verbesserte R{\"u}ckf{\"u}hrung des Calciums, einer daraus resultierenden erh{\"o}hten Calciumbeladung des sarkoplasmatischen Retikulums und einem gesteigerten systolischen Calciumspiegel, zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Die Untersuchung der Phosphorylierung von Calciumkan{\"a}len, L-Typ-Calciumkanal und Ryanodin-Rezeptor 2, die den einw{\"a}rtsgerichteten Calciumstrom vermitteln konnte ihre Beteiligung an der positiv inotropen Wirkung ausschließen. Neben dem kontraktilen Ph{\"a}notyp konnten zus{\"a}tzliche protektive Effekte beobachtet werden. In Modellen, die eine chronische \textbeta-adrenerge Stimulation imitieren, bzw. eine Nachlasterh{\"o}hung induzieren konnte eine Verringerung der interstitiellen Fibrose und der damit assoziierten Marker, gezeigt werden. Mit Hilfe von \textit{in vivo} EKG-Messungen konnte die Neigung zur Ausbildung von Arrhythmien untersucht werden. Auch im Hinblick auf die Anzahl der Extrasystolen waren RKIP-transgene Tiere gesch{\"u}tzt. Infolge der Untersuchung der Ph{\"a}notypen in Deletionshintergr{\"u}nden der einzelnen \textbeta AR-Subtypen (\textbeta\textsubscript{1}AR, \textbeta\textsubscript{2}AR) konnte die positive Inotropie mit den spezifischen Signalwegen des \textbeta\textsubscript{1}AR assoziiert und die protektiven Effekte gegen{\"u}ber den Umbauprozessen und der Arrhythmieneigung dem \textbeta\textsubscript{2}-adrenergen Signalen zugeschrieben werden. Zus{\"a}tzlich best{\"a}tigt sich eine besondere Rolle der G\textalpha\textsubscript{i}-Kopplung des \textbeta\textsubscript{2}AR, durch die er einen hemmenden Einfluss auf die \textbeta\textsubscript{1}AR-Singale nehmen kann. Die Untersuchung einiger Marker, die eine physiologische von einer pathologischen Hypertrophie unterscheiden, konnte das in den RKIP-transgenen M{\"a}usen auftretende Wachstum der Kardiomyozyten als kompensatorische und physiologische Hypertrophie charakterisieren. Zusammengenommen weisen diese Ergebnisse auf eine ausgeglichene Aktivierung der beiden Rezeptoren hin, die sich gegenseitig regulieren und durch die Inhibition der GRK2 in ihrer Anregbarkeit erhalten bleiben. Mittels einer AAV9-vermittelten Gentherapie konnte das therapeutische Potential dieses Prinzips weiter best{\"a}tigt werden, da es die prominentesten Ver{\"a}nderungen w{\"a}hrend der Herzinsuffizienzentwicklung, wie die Verschlechterung der linksventrikul{\"a}ren Funktion, die Dilatation des linken Ventrikels, die Ausbildung von Lungen{\"o}demen und interstitieller Fibrose sowie die Expression von Herzinsuffizienz-assoziierten Genen, verhindern konnte. Auch konnten die Auswirkungen der Deletion des RKIP, die sich durch eine beschleunigte und gravierendere Herzinsuffizienzentwicklung auszeichnet, durch Reexpression von RKIP verhindert werden. Diese Arbeit kann somit zeigen, dass das RKIP eine ausgeglichene Verst{\"a}rkung von \textbeta-adrenergen Signalwegen verursacht, die positiv inotrop und gleichzeitig protektiv wirkt. Dieses Wirkprinzip k{\"o}nnte ferner eine Strategie zur Erh{\"o}hung der Kontraktilit{\"a}t in der Herzinsuffizienz darstellen, die entgegen etablierter Theorien auf der Stimulation beider \textbeta AR basiert.},
  subject      = {Herzinsuffizienz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Mages2021,
  author    = {Mages, Christine Maria Gabriele},
  title     = {Effekt von Mitofusin 2 Defizienz auf die IP\(_3\)-induzierte mitochondriale Calciumregulation in Kardiomyozyten},
  doi       = {10.25972/OPUS-23796},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-237966},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Das Herz ist physiologisch auf einen fein regulierten und ausgeglichenen bioenergetischen Energiehaushalt angewiesen, um auf akute Belastungssituationen ad{\"a}quat reagieren zu k{\"o}nnen und oxidativen Stress zu vermeiden. Ca2+ reguliert zentral sowohl die zyklischen Kontraktions-/Relaxationsprozesse (ECC) als auch unmittelbar den mitochondrialen Metabolismus. Der ECC liegt in den Kardiomyozyten die Ca2+- Freisetzung durch die RyR2 zu Grunde; die IP3 Rezeptoren des sarkoplasmatischen Retikulums (SR) f{\"u}hren davon unabh{\"a}ngig zu einer Ca2+ Freisetzung aus dem SR. Diese IP3R vermittelten Signale werden in den r{\"a}umlich nahe gelegenen Mitochondrien zum Teil {\"u}ber den mRyR1 in die mitochondriale Matrix aufgenommen und stimulieren dort langfristig die oxidative Phosphorylierung und den Erhalt der antioxidativen Kapazit{\"a}t. Die enge r{\"a}umliche N{\"a}he zwischen SR und Mitochondrien wird durch Strukturproteine wie Mitofusin 2 (Mfn2) erg{\"a}nzt, die das SR mit der {\"a}ußeren Mitochondrienmembran koppeln und so die Ca2+-Interaktion beeinflussen. Ziel der Arbeit war, den Effekt von Mfn2 Defizienz auf die IP3 induzierte mitochondriale Ca2+-Regulation in Kardiomyozyten zu evaluieren. Dazu erfolgten Fluoreszenzf{\"a}rbungen an adulten isolierten Ventrikelkardiomyozyten kardiospezifischer Mfn2 Knock-Out (KO) M{\"a}usen bzw. deren wildtypischen Geschwistertieren (WT). Erhobene Parameter umfassten das mitochondriale Ca2+, das mitochondriale Membranpotenzial, die mitochondriale Superoxidbildung und mitochondriale ATP-Gehalt. Die Ergebnisse best{\"a}tigten eine Signalachse, bei der die Stimulation von isolierten murinen Kardiomyozyten mit dem IP3 Agonisten ET-1 zu einer mitochondrialen Ca2+ Aufnahme f{\"u}hrte, dem Erhalt des mitochondrialen Membranpotenzials diente und der ATP Gehalt stiegt. Bei induzierter kardiospezifischer Ablation von Mfn2 geht diese SR-mitochondriale Interaktion verloren, und es entstand ein energetisches Defizit sowie eine verminderte Superoxidbildung. Bei beta-adrenerger Stimulation mit Isoproterenol (ISO) resultierte in WT zwar eine mitochondriale Ca2+-Aufnahme, allerdings ein Abfall des ATP-Gehaltes. In den Mfn2 defizienten Kardiomyozyten zeigte sich eine Steigerung des ATP-Gehaltes auch auf beta-adrenerge Stimulation, die einen energetischen Kompensationsmechanismus in den Mfn2 KO Tieren vermuten l{\"a}sst. Dies identifiziert Mfn2 als kritische Strukturkomponente f{\"u}r die basale bioenergetische Adaptation der durch IP3R-mRyR1 vermittelten Signalachse unter physiologischen Bedingungen.},
  subject      = {SR/Mitochondriales Feedback},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Scharl2021,
  author    = {Scharl, Magdalena},
  title     = {Einfluss von Alter, Geschlecht und antikonvulsiver Komedikation auf den Serumspiegel von Antipsychotika},
  doi       = {10.25972/OPUS-24210},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-242103},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Neben Alter, Geschlecht, Rauchen und genetischen Polymorphismen der metabolischen Enzyme k{\"o}nnen vor allem Arzneimittelinteraktionen die Pharmakokinetik und dynamik von Medikamenten beeinflussen und zu starken Unterschieden der Serumspiegelkonzentrationen f{\"u}hren. Eine im klinischen Alltag sehr h{\"a}ufig zu findende Arzneimittelkombination ist die von Antipsychotika und Antikonvulsiva. Trotz der h{\"a}ufigen gemeinsamen Gabe gibt es noch immer keine eindeutigen Daten {\"u}ber Interaktionen zwischen den beiden Klassen von Psychopharmaka und daraus resultierenden Ver{\"a}nderungen der jeweiligen Serumwirkspiegel. In der Arbeit werden Einfl{\"u}sse von Alter und Geschlecht sowie m{\"o}gliche Effekte antikonvulsiver Komedikation auf die mittels Therapeutischen Drug Monitorings gemessenen Serumwirkspiegel der Antipsychotika aufgezeigt. Genauer untersucht werden dabei die Kombinationen Clozapin und Valproat sowie Olanzapin und Valproat. Die Arbeit betont zudem die Bedeutung des Therapeutischen Drug Monitorings im klinischen Alltag.},
  subject      = {Antipsychotics},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kahlert2016,
  author    = {Kahlert, Katrin},
  title     = {Der Einfluss von RKIP auf die Progression von Herzinsuffizienz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-139191},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {GRK2 vermittelt {\"u}ber die Phosphorylierung und Inaktivierung kardialer β1-Rezeptoren eine verminderte kardiale Kontraktilit{\"a}t. RKIP als GRK2-Inhibitor spielt eine Rolle in der GPCR-Signalgebung. Die {\"U}berexpression des Proteins f{\"u}hrt zu einer verbesserten Herzfunktion. Dieser Effekt wird m{\"o}glicherweise {\"u}ber die GRK2-Inhibition vermittelt und er{\"o}ffnet die Diskussion {\"u}ber weitere durch RKIP vermittelte protektive Effekte im Herzen. In dieser Arbeit konnte ich zeigen, dass die kardiale RKIP-Expression in M{\"a}usen und humanem Herzgewebe bei Herzinsuffizienz gesteigert ist. Zudem beschrieb ich den protektiven Effekt einer gesteigerten Expression von RKIP in murinen Herzen im Hinblick auf die Auspr{\"a}gung typischer struktureller und morphologischer Zeichen von Herzinsuffizienz. Echokardiographische Untersuchungen zeigten, dass RKIP die Herzfunktion positiv beeinflusst. RKIP-tg-M{\"a}use wiesen eine gesteigerte Verk{\"u}rzungsfraktion und einen dauerhaft hyperkontraktilen Ph{\"a}notyp auf. Trotz fehlenden Einflusses auf die kardiale Hypertrophie bewirkte die chronische linksventrikul{\"a}re Druckbelastung durch TAC in RKIP-tg-M{\"a}usen eine geringere kardiale Dilatation und den Erhalt einer st{\"a}rkeren Kontraktilit{\"a}t als in Wildtyp-M{\"a}usen. Die Ligation der Aorta transversa bewirkte bei Wildtyp-M{\"a}usen zudem strukturelle und molekulare Ver{\"a}nderungen, die typisch f{\"u}r einen herzinsuffizienten Ph{\"a}notyp sind. Der Anteil fibrotischen Gewebes und die Apoptose im Herzen nahmen zu. Strukturelle Ver{\"a}nderungen des Herzgewebes sind ein Korrelat f{\"u}r ein herzinsuffizientes Herz. RKIP-tg-M{\"a}use zeigten diese Ver{\"a}nderungen in einem deutlich geringeren Ausmaß und weisen auf eine protektive Wirkung einer kardialen RKIP-{\"U}berexpression hin. Interessanterweise war die mRNA-Expression der Fibrosemarker CTGF und TGFß nach chronischer linksventrikul{\"a}rer Druckbelastung sowohl bei Wildtyp-M{\"a}usen als auch bei RKIP-transgenen M{\"a}usen erh{\"o}ht. Die Ursache f{\"u}r das Fehlen eines signifikanten Unterschiedes k{\"o}nnte sein, dass diese Marker nicht spezifisch f{\"u}r die kardiale Fibrosierung sind, sondern deren Expression auch mit der kardialen Hypertrophie zusammenh{\"a}ngt. Eine weitere Beobachtung war der Anstieg der mRNA-Expression der Herzinsuffizienz-Marker BNP und ANF nach chronischer Druckbelastung in Wildtyp- und RKIP-tg-M{\"a}usen. Die Ergebnisse best{\"a}tigten, dass BNP spezifischer f{\"u}r die durch chronische linksventrikul{\"a}re Druckerh{\"o}hung verursachte Herzinsuffizienz zu sein scheint. Ich beobachtete eine gesteigerte RKIP-Expression bei Herzinsuffizienz und kardialer Hypertrophie. Herzbiopsien herzinsuffizienter und an Aortenstenose erkrankter Patienten wiesen im Vergleich zu Kontrollen eine erh{\"o}hte RKIP-Proteinexpression auf. Auch C57BL/6J-M{\"a}use wiesen nach chronischer linksventrikul{\"a}rer Druckbelastung eine gesteigerte kardiale RKIP-Expression im Vergleich zu Kontrollen auf. Die Hochregulation der RKIP-Expression k{\"o}nnte als protektiver feedback-Mechanismus interpretiert werden. Resultat dieser Arbeit ist, dass RKIP eine protektive Wirkung bei der Progression von durch chronische linksventrikul{\"a}re Druckbelastung induzierte Herzinsuffizienz hat, am ehesten durch seine Funktion als GRK2-Inhibitor und seine Rolle bei der GPCR-Signalgebung.},
  subject      = {Herzinsuffizienz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Classen2021,
  author    = {Claßen, Alexandra},
  title     = {The ERK-cascade in the pathophysiology of cardiac hypertrophy},
  doi       = {10.25972/OPUS-22966},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-229664},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {ERK1/2 are known key players in the pathophysiology of heart failure, but the members of the ERK cascade, in particular Raf1, can also protect the heart from cell death and ischemic injury. An additional autophosphorylation (ERK1 at Thr208, ERK2 at Thr188) empowers ERK1/2 translocation to the nucleus and phosphorylation of nuclear targets which take part in the development of cardiac hypertrophy. Thereby, targeting this additional phosphorylation is a promising pharmacological approach. In this thesis, an in silico model of ERK cascade in the cardiomyocyte is introduced. The model is a semi-quantitive model and its behavior was tested with different softwares (SQUAD and CellNetAnalyzer). Different phosphorylation states of ERK1/2 as well as different stimuli can be reproduced. The different types of stimuli include hypertrophic as well as non-hypertrophic stimuli. With the introduced in-silico model time courses and synergistic as well as antagonistic receptor stimuli combinations can be predicted. The simulated time courses were experimentally validated. SQUAD was mainly used to make predictions about time courses and thresholds, whereas CNA was used to analyze steady states and feedback loops. Furthermore, new targets of ERK1/2 which partially contribute, also in the formation of cardiac hypertrophy, were identified and the most promising of them were illuminated. Important further targets are Caspase 8, GAB2, Mxi-2, SMAD2, FHL2 and SPIN90. Cardiomyocyte gene expression data sets were analyzed to verify involved components and to find further significantly altered genes after induced hypertrophy with TAC (transverse aortic constriction). Changes in the ultrastructure of the cardiomyocyte are the final result of induced hypertrophy.},
  subject      = {Herzhypertrophie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kramer2021,
  author    = {Kramer, Sofia},
  title     = {Hemmung pathologischer kardialer Hypertrophie {\"u}ber das Dimer-Interface von ERK1/2},
  doi       = {10.25972/OPUS-23373},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-233739},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Die extrazellul{\"a}r Signal-regulierten Kinasen 1 und 2 (ERK1/2) spielen eine zentrale Rolle bei der Vermittlung kardialer Hypertrophie und dem Zell{\"u}berleben. Hypertrophe Stimuli aktivieren ERK1/2, triggern deren Dimerisierung und in der Folge die ERK188-Autophosphorylierung. Diese neu entdeckte Autophosphorylierung ist eine Voraussetzung f{\"u}r den nukle{\"a}ren Import von ERK1/2 und f{\"u}hrt zum Entstehen pathologischer kardialer Hypertrophie. Da das Dimer Interface von ERK eine m{\"o}gliche Zielstruktur darstellt, um selektiv die nukle{\"a}ren Signalwege von ERK zu unterbrechen, wurde untersucht, ob man mit Hemmung der ERK-Dimerisierung eine therapeutische M{\"o}glichkeit hat, um pathologische kardiale Hypertrophie zu verhindern. Dazu wurden verschiedene ERK2 Mutanten und Peptide generiert, um die ERK-Dimerisierung zu verhindern. Die Effekte dieser Konstrukte auf die ERK-Dimerisierung und den Kernimport wurden in verschiedenen Zelltypen mittels Fluoreszenzmikroskopie, Co-Immunopr{\"a}zipitationen und Duolink proximity ligation assays getestet. Es konnte gezeigt werden, dass die Peptide effektiv die ERK-ERK Interaktion nach Stimulation mit Phenylephrin und/oder Carbachol verhindern. Zus{\"a}tzlich reduzierten die Peptide ERKT188-Phosphorylierung und in der Folge den ERK-Import in den Nukleus und Kardiomyozytenhypertrophie. Normale ERK-Aktivierung wurde jedoch durch die Peptide nicht verhindert. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass das ERK-Dimer Interface eine wertvolle Zielstruktur ist, mit dem man nukle{\"a}re ERK1/2 Signalwege selektiv unterbrechen und damit effektiv Kardiomyozytenwachstum reduzieren kann, ohne gleichzeitig das Zell{\"u}berleben zu gef{\"a}hrden.},
  subject      = {Dimerisierung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Eppli2023,
  author    = {Eppli, Nenad},
  title     = {Untersuchung des Einflusses der ERK1/2-Autophosphorylierung an Threonin 188 auf Mausherzen mittels transgener M{\"a}use mit ubiquit{\"a}rer {\"U}berexpression von ERK2\(^{T188D}\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-21655},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-216558},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die ERK2Thr188-Autophosphoylierung stellt einen regulatorischen Signalweg dar, der infolge einer hypertrophen Stimulation die kardiale Hypertrophie beg{\"u}nstigt. Eine Hemmung dieser Phosphorylierung in Kardiomyozyten verhindert die Ausbildung der kardialen Hypertrophie ohne Beeinflussung der kardioprotektiven Funktionen von ERK1/2. Demgegen{\"u}ber f{\"u}hrt die dauerhafte Simulation zu einem gain-of-function-Ph{\"a}notypen mit ausgepr{\"a}gter Hypertophie, Fibrose und einer reduzierten Herzfunktion. In dieser Arbeit wurde die dauerhafte Simulation ERK2Thr188-Phosphorylierung (T188D) in einem Mausmodell mit ubiquit{\"a}rer Expression dieser Mutation untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich nach Stimulation durch TAC in diesen Tieren ein etwas st{\"a}rkerer hypertropher Ph{\"a}notyp mit vergr{\"o}ßerten Kardiomyozyten, gesteigerter interstitieller Fibrosierung und reduzierter Herzfunktion ausbildet als in M{\"a}usen mit kardiomyozyten-spezifischer {\"U}berexpression diese Mutante. In Fibroblasten- und VSMC-Zelllinien wurde eine gesteigerte Proliferation der T188D-{\"u}berexprimierenden Zellen im Vergleich zu Kontrollen festgestellt. Somit scheint die ERK2Thr188-Phosphorylierung auch in kardialen Nicht-Myozyten einen maladaptiven Einfluss auf das Herz auszu{\"u}ben.},
  subject      = {Herzhypertrophie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Werner2023,
  author    = {Werner, Jana Sophia},
  title     = {Frequenzabh{\"a}ngigkeit der IP3-induzierten Calciumregulation in murinen ventrikul{\"a}ren Kardiomyozyten},
  doi       = {10.25972/OPUS-32315},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-323158},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {In Kardiomyozyten ist Calcium (Ca2+) ein wichtiges Signalmolek{\"u}l und eine pr{\"a}zise Regulation der Ca2+ Konzentration in den Zellkompartimenten erforderlich. Ca2+ wird Angiotensin II-induziert und vom Botenstoff IP3 vermittelt aus IP3 Rezeptoren des Sarkoplasmatischen Retikulum (SR) freigesetzt, was zur mitochondrialen Ca2+ Aufnahme f{\"u}hrt. Diese Kommunikationswege zwischen SR und Mitochondrium sind u.a. bei der Herzinsuffizienz durch pathologische Umbauprozesse gest{\"o}rt. Zudem zirkulieren bei Herzinsuffizienz vermehrt Hormone wie AngII, welches u.a. die intrazellul{\"a}re IP3 Konzentration steigert und als Hypertrophie Signal wirkt. Dieser Arbeit geht die Vermutung voraus, dass eine gest{\"o}rte mitochondriale Ca2+ Aufnahme durch Ver{\"a}nderung des nukle{\"a}ren Ca2+ Transienten die hypertrophe Genexpression beeinflussen kann. Es wurde an ventrikul{\"a}ren Kardiomyozyten von adulten M{\"a}usen mit kardiospezifischem MCU Knock out oder MCU Wildtyp untersucht, wie sich Ca2+ Transienten in Zytosol und Nukleus bei AngII-Stimulation und St{\"o}rung der mitochondrialen Ca2+ Aufnahme durch Blockade des mRyR1 oder des MCU ver{\"a}ndern. Zum Vergleich wurde der Effekt des β adrenerg vermittelten, IP3 unabh{\"a}ngigen Ca2+ Anstiegs beobachtet. Zur Untersuchung der Frequenzabh{\"a}ngigkeit der Effekte wurde die elektrische Stimulation wurde variiert. Die Arbeit zeigt, dass sich die Blockade der mitochondrialen Ca2+ Aufnahme unterschiedlich auf den nukle{\"a}ren Ca2+ Transienten auswirkt: Bei AngII-Stimulation kam es in Folge der Blockade des mRyR1, nicht aber des MCU, zur Steigerung des nukle{\"a}ren Ca2+ Transienten. Dieser Effekt war bei 1 Hz Stimulationsfrequenz, nicht aber nach einer Steigerung auf 4 Hz zu beobachten. Bei β adrenerger Stimulation hingegen ver{\"a}nderte die Blockade des MCU oder des mRyR1 die Ca2+ Transienten im Kern nicht signifikant. Die Arbeit verdeutlicht die Bedeutung der IP3 vermittelten Ca2+ Freisetzung f{\"u}r die Kontrolle der Ca2+ Konzentrationen in unterschiedlichen zellul{\"a}ren Kompartimenten.},
  subject      = {Calciumtransport},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Knochenhauer2023,
  author    = {Knochenhauer, Tim},
  title     = {Die Rolle von HIF-1α in T-Zellen bei kardiovaskul{\"a}ren Erkrankungen},
  doi       = {10.25972/OPUS-32275},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-322758},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die Atherosklerose ist als Ursache kardiovaskul{\"a}rer Erkrankungen, welche die h{\"a}ufigste Todesursache weltweit darstellen, von großer klinischer und wissenschaftlicher Relevanz. Atherosklerose ist charakterisiert durch Einlagerungen von Lipiden in die Gef{\"a}ßwand, welche zur Ausbildung von Plaques f{\"u}hren. Als Folge wird eine chronische Entz{\"u}ndungsreaktion eingeleitet, die durch spezifische Immunzellen, unter anderem T-Lymphozyten, und komplexe molekulare Prozesse aufrechterhalten wird. Durch eine verminderte Sauerstoffdiffusionskapazit{\"a}t und eine hohe Zelldichte ist das Milieu in den Plaques hypoxisch. Zur zellul{\"a}ren Anpassung an ein solches hypoxisches Milieu werden Hypoxie-induzierbare Faktoren (HIF) in den Immunzellen stabilisiert. Der Transkriptionsfaktor HIF-1 ist ein heterodimeres Protein, welches die Transkription bestimmter Zielgene initiiert, die den Zellen notwendige Adaptationen des Zellstoffwechsels an ein vermindertes Sauerstoffangebot erm{\"o}glichen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand darin zu untersuchen, inwiefern sich ein Ausschalten des Transkriptionsfaktor HIF-1α selektiv in T-Lymphozyten auf Atherosklerose und Myokardinfarkt auswirkt. Die funktionelle Bedeutung von HIF-1α in T-Zellen in der Pathogenese dieser Erkrankungen wurde an zwei Mausmodellen untersucht. Im Atherosklerose Modell wurde Biomaterial von LDLR-/- M{\"a}usen mit T-Zell spezifischem Knockout von HIF-1α nach achtw{\"o}chiger fettreicher Western-Typ Di{\"a}t untersucht. Histologisch zeigte sich eine vermehrte Plaqueauspr{\"a}gung und ein verminderter Makrophagenanteil in den Plaques. Durchflusszytometrisch und mittels qPCR konnten keine Unterschiede in der Lymphozytendifferenzierung in Milz und Lymphknoten dieser M{\"a}use nachgewiesen werden. Im Myokardinfarkt-Modell mit T-Zell spezifischem HIF-1α Knockout konnte in fr{\"u}heren Untersuchungen der Arbeitsgruppe eine vergr{\"o}ßerte Infarktzone mit eingeschr{\"a}nkter kardialer Funktion nachgewiesen werden. Histologisch konnte im Rahmen dieser Arbeit hierf{\"u}r kein zellmorphologisches Korrelat in Kardiomyozytengr{\"o}ße oder der Vaskularisation des Myokards gefunden werden. In Zukunft k{\"o}nnte HIF-1α in T-Lymphozyten ein m{\"o}glicher Angriffspunkt zur medikament{\"o}sen Pr{\"a}vention oder Therapie kardiovaskul{\"a}rer Erkrankungen sein.},
  subject      = {Hypoxie-induzierbarer Faktor},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Albrecht2024,
  author    = {Albrecht, Christina},
  title     = {Kardiorestriktiver Knockout desmosomaler Proteine f{\"u}hrt zu einer Beeintr{\"a}chtigung der elektromechanischen Kopplung ohne mitochondriale Dysfunktion bei arrhythmogener Kardiomyopathie},
  doi       = {10.25972/OPUS-34847},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-348472},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Arrhythmogene Kardiomyopathie (ACM) ist eine genetische Herzerkrankung, die durch Herzinsuffizienz, ventrikul{\"a}re Arrhythmien und pl{\"o}tzlichen Herztod gekennzeichnet ist. Mutationen in desmosomalen Proteinen der Zelladh{\"a}sion, wie Plakophilin 2 (PKP2) und Plakoglobin (PG), sind die h{\"a}ufigste Ursache der famili{\"a}ren ACM. Wie gest{\"o}rte Zelladh{\"a}sion zum ACM-Ph{\"a}notyp f{\"u}hrt, ist jedoch nur teilweise gekl{\"a}rt. Potentielle Mechanismen sind eine gest{\"o}rte Kalzium-(Ca2+)-Hom{\"o}ostase, mitochondrialer oxidativer Stress und metabolische St{\"o}rungen. Ziel dieser Studie ist es, die mitochondriale Energetik und die Ca2+ -Hom{\"o}ostase in kardio-restriktiven PKP2-Knockout-M{\"a}usen (KO) im Alter von 4, 8 und 12 Wochen sowie in PG-Knockout- M{\"a}usen im Alter von 6 Wochen zu untersuchen. Vier Wochen alte PKP2-KO-M{\"a}use zeigten fr{\"u}he Anzeichen von ACM, w{\"a}hrend alle anderen Altersgruppen typische Kennzeichen von ACM rekapitulierten. Kontraktilit{\"a}t, die damit verbundenen Ca2+ - Transienten, der Redoxstatus und das mitochondriale Membranpotenzial (ΔΨm) isolierter Kardiomyozyten wurden mit einem IonOptix-System bei elektrischer und β- adrenerger Stimulation untersucht. Alle desmosomalen KO-Kardiomyozyten zeigten eine verringerte diastolische Sarkomerl{\"a}nge, was auf eine diastolische Dysfunktion hinwies. In allen PKP2 KO Kardiomyozyten lag außerdem ein erh{\"o}hter intrazellul{\"a}rer Ca2+ -Spiegel vor, w{\"a}hrend in den PG KO-Kardiomyozyten das intrazellul{\"a}rer Ca2+ unver{\"a}ndert war. PKP2 KO- und PG KO-Kardiomyozyten wiesen keine Ca2+ - Sensibilisierung der Myofilamente auf. Zur weiteren Bewertung der mitochondrialen Funktion wurde eine hochaufl{\"o}sende Respirometrie in isolierten Herzmitochondrien bei gleichzeitiger {\"U}berwachung von ΔΨm in PKP2 KO und PG KO M{\"a}usen durchgef{\"u}hrt, welche in allen Versuchs- und Kontrollgruppen vergleichbar war. Im Verlauf der Versuche blieb der Redoxstatus stabil und es konnte kein Exzess reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) festgestellt werden. Daraus konnte gefolgert werden, dass weder PKP2 KO noch PG KO-M{\"a}use eine beeintr{\"a}chtigte mitochondriale Atmung aufwiesen. Diese Studie zeigt, dass isolierte PKP2 KO- oder PG KO-Kardiomyozyten EC-Kopplungsdefekte ohne mitochondriale Dysfunktion aufwiesen. Eine mitochondriale Dysfunktion konnte als treibender Faktor f{\"u}r die Progression des ACM- Ph{\"a}notyps in den vorgestellten Mausmodellen ausgeschlossen werden. Weitere Studien sind erforderlich, um die mitochondriale Funktion im Zusammenhang mit ACM zu entschl{\"u}sseln.},
  subject      = {Herzmuskelkrankheit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Horn2024,
  author    = {Horn, Daniela},
  title     = {Kardiotoxizit{\"a}t von CTRPs und das Vorkommen der CTRP-Rezeptoren in Kardiomyozyten},
  doi       = {10.25972/OPUS-34902},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-349029},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Die C1q/tumor necrosis factor-related proteins (CTRPs) sind eine Ligandenfamilie aus sezernierten Plasmaproteinen, welche sich in ihrem Grundbauplan {\"a}hneln. Daten aus der Literatur deuten darauf hin, dass sie zum Teil positive Effekte auf den Stoffwechsel und das Herz-Kreislaufsystem besitzen und somit eine m{\"o}gliche therapeutische Zielstruktur darstellen. W{\"a}hrend f{\"u}r manche CTRPs bereits Rezeptoren identifiziert werden konnten, ist f{\"u}r andere immer noch nicht gekl{\"a}rt, an welche Rezeptoren sie binden oder {\"u}ber welche sie diese Wirkungen erzielen. Um die CTRPs zuk{\"u}nftig therapeutisch nutzen zu k{\"o}nnen, muss die Wirkung der CTRPs auf verschiedene Zellen weiter analysiert werden. Daf{\"u}r wurden in dieser Arbeit Zellen, auf die Expression bereits bekannter CTRP-Rezeptoren hin, untersucht. Des Weiteren wurden die durch CTRP2, CTRP3, CTRP4, CTRP9A, CTRP10, CTRP11, CTRP13 und CTRP14 induzierten {\"A}nderungen in der ATP- und Laktatproduktion als Surrogatparameter f{\"u}r Kardiotoxizit{\"a}t in den Kardiomyozytenzelllinien H9c2 und AC16 getestet, um potenziell kardiotoxische Wirkungen fr{\"u}hzeitig erkennen zu k{\"o}nnen. Es konnte gezeigt werden, dass die CTRPs sicher f{\"u}r Kardiomyozyten zu sein scheinen, was eine wichtige Grundlage f{\"u}r die therapeutische Nutzbarkeit darstellt.},
  subject      = {Herzmuskelzelle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Liebner2024,
  author    = {Liebner, Felix},
  title     = {Linksschenkelblock als Prognosemarker f{\"u}r das Mortalit{\"a}tsrisiko bei Herzinsuffizienz-PatientInnen mit mittelgradiger oder reduzierter Ejektionsfraktion und normaler Nierenfunktion},
  doi       = {10.25972/OPUS-34848},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-348487},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Wie diese und auch weitere Studien gezeigt haben, ist die Pr{\"a}valenz der PatientInnen mit einer LVEF zwischen 36-49\% und einem begleitenden LSB nicht zu untersch{\"a}tzen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zum einen, zu untersuchen, ob ein LSB einen signifikanten Einfluss auf die Mortalit{\"a}t und kardiovaskul{\"a}re Sterblichkeit bei sowohl HFmrEF- als auch HFrEF-PatientInnen hat und zum anderen, ob es einen Zusammenhang zwischen einem LSB und der Nierenfunktion gibt. Methoden: Unsere retrospektive Studie untersuchte 2152 PatientInnen mit echokardiographisch best{\"a}tigter HI, die sich zwischen 2009 und 2017 in der Universit{\"a}tsklinik W{\"u}rzburg vorstellten. Das mittleres Alter betrug 69 Jahre (±13 Jahre) und 72,5\% der HFmrEF-Gruppe und 75,7\% der HFrEF-Gruppe waren m{\"a}nnlich. Jeder Patient erhielt ein durchschnittliches Follow-Up-von 25 Monaten (13-39 Monate). Zun{\"a}chst wurden beide Gruppen direkt bez{\"u}glich des Vorhandenseins eines LSB miteinander verglichen. Die mit in die Studie aufgenommenen PatientInnen wurden anschließend in zwei gr{\"o}ßere Gruppen eingeteilt. Dabei konnten 1011 PatientInnen der HFmrEF-Gruppe zugeteilt werden, 125 PatientInnen mit und 886 ohne LSB. In der HFrEF-Gruppe befanden sich 1141 PatientInnen, 281 mit und 860 ohne LSB. Die HFrEF-Gruppe wurde zudem erneut hinsichtlich der Nierenfunktion aufgeteilt. Von den 1141 HFrEF-PatientInnen wurden 648 in die Gruppe mit erhaltener Nierenfunktion aufgeteilt und 493 HFrEF-PatientInnen in die Gruppe mit eingeschr{\"a}nkter Nierenfunktion. Ergebnisse: In der HFmrEF-Subgruppe zeigten sich keine relevanten Auswirkungen durch das Vorhandensein oder Fehlen eines LSB auf die Gesamtmortalit{\"a}t und die kardiovaskul{\"a}re Mortalit{\"a}t. Auch in der HFrEF-Gruppe hatte das Vorhandensein eines LSB keine signifikante Relevanz f{\"u}r die Gesamtmortalit{\"a}t (34,5\% vs. 31,6\%, p=0,165). Das Risiko an einem kardiovaskul{\"a}ren Ereignis zu versterben war allerdings f{\"u}r HFrEF-PatientInnen mit LSB deutlich h{\"o}her als f{\"u}r PatientInnen ohne LSB (86,3\% vs. 82,2\%, p=0,041). Nach Adjustierung von Alter, Geschlecht, BMI, KHK sowie Schlaganfall war der Einfluss eines LSB nicht mehr signifikant. Es zeigte sich jedoch, dass HFrEF-PatientInnen mit LSB und normaler Nierenfunktion eine mehr als zweifach erh{\"o}hte kardiovaskul{\"a}re Sterblichkeit haben (8,2\% vs. 16,2\%, p=0,002). Nach dieser Feststellung wurde gesondert auf weitere Komorbidit{\"a}ten als m{\"o}gliche Einflussfaktoren eingegangen. Unabh{\"a}ngig von dem Vorhandensein eines LSB hatten PatientInnen mit eingeschr{\"a}nkter Nierenfunktion eine deutlich erh{\"o}hte Mortalit{\"a}t verglichen mit PatientInnen ohne Nierendysfunktion. Hingegen beeinflusste ein LSB bei HFrEF-PatientInnen mit erhaltener Nierenfunktion das {\"U}berleben deutlich. LSB-PatientInnen mit erhaltener Nierenfunktion verstarben h{\"a}ufiger an einem kardiovaskul{\"a}ren Ereignis als HFrEF-PatientInnen mit normaler Nierenfunktion ohne LSB (86,3\% vs. 82,2\%, p=0,041). Um diese Untersuchung weiter zu vertiefen, wurde die HFrEF-Gruppe anhand der EF erneut in drei Subgruppen eingeteilt. Hierbei konnte eindeutig festgestellt werden, dass PatientInnen mit LSB, erhaltener Nierenfunktion und einer BLEF ≤ 30\% vor Adjustierung von Alter, Geschlecht, BMI, Schlaganfall und KHK signifikant h{\"a}ufiger kardiovaskul{\"a}r verstarben als PatientInnen ohne LSB. Des Weiteren fiel besonders die Subgruppe mit einer BLEF zwischen 36 und 39\% auf. Denn vor Adjustierung der kardiovaskul{\"a}ren Mortalit{\"a}t zeigte sich ein signifikant erh{\"o}hte Mortalit{\"a}tsrate f{\"u}r PatientInnen mit LSB. Nach Adjustierung der Einflussfaktoren war der prozentuale Anteil immer noch erh{\"o}ht, lediglich nicht mehr signifikant. Somit gibt diese Studie den Anreiz, weitere prospektive Studien mit einem gr{\"o}ßeren Stichprobenumfang durchzuf{\"u}hren, um diese Annahme zu best{\"a}tigen. Zudem sollte in weiteren Studien untersucht werden, ob speziell f{\"u}r HFrEF-PatientInnen mit LSB und einer EF zwischen 36 und 39\% eine CRT einen positiven therapeutischen Effekt bringen k{\"o}nnte.},
  subject      = {Herzinsuffizienz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wagner2023,
  author    = {Wagner, Camilla Olga Luise},
  title     = {Prognostischer Wert eines Echokardiographie-basierten Risikoscores bei Patient*innen mit isch{\"a}mischer Herzinsuffizienz und reduzierter Ejektionsfraktion},
  doi       = {10.25972/OPUS-32178},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-321786},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Zielsetzung Entwicklung einer umfassenden echokardiographiebasierten Score-Methode zur Risikobewertung von Patienten mit isch{\"a}mischer Herzinsuffizienz (IHF) und reduzierter linksventrikul{\"a}rer Ejektionsfraktion (<50\%). Methoden In diese Studie wurden 1355 IHF-Patienten mit einer Ejektionsfraktion <50\% aufgenommen, die mittlere klinische Nachbeobachtungszeit betrug 25 Monate. Mit Hilfe multivariabler Cox-Hazard-Modelle wurden die Zusammenh{\"a}nge zwischen echokardiographischen Variablen [einschließlich 13 Standardparameter und globaler longitudinaler Dehnung (GLS)] und den wichtigsten unerw{\"u}nschten Ergebnissen [einschließlich Gesamtmortalit{\"a}t, kardiovaskul{\"a}rem Tod und kardiovaskul{\"a}r bedingten Krankenhausaufenthalten] bewertet. Ergebnisse Die Gesamtmortalit{\"a}t, die kardiovaskul{\"a}re Mortalit{\"a}t und das kombinierte Risiko f{\"u}r kardiovaskul{\"a}re Ereignisse, einschließlich Tod und Krankenhausaufenthalt, betrugen 29,2 \%, 18,2 \% bzw. 41,1 \%. Rechtsventrikul{\"a}rer mittlerer Hohlraumdurchmesser (RVD) >38 mm, systolische Exkursion der mitralen Anularebene (MAPSE) <8 mm, systolische Exkursion der Trikuspidalebene (TAPSE) <12 mm, Verh{\"a}ltnis zwischen transmissaler Fr{\"u}hflussgeschwindigkeit und mitraler Anularebene (E/E') >14. 5, systolischer Pulmonalarteriendruck (sPAP) >38mmHg und absolute GLS<8\% wurden in den multivariablen Cox-Modellen als unabh{\"a}ngige echokardiographische Marker f{\"u}r ein schlechteres klinisches Ergebnis identifiziert.Auf der Grundlage dieser Marker wurde ein echokardiographischer Risikoscore (Echo Risk Score, von 0 bis 6 Punkten) erstellt, und die Patienten wurden in drei Risikogruppen eingeteilt: ein Score von 0 bis 1 als geringes Risiko, ein Score von 2 bis 3 als mittleres Risiko und ein Score von 4-6 als hohes Risiko. Nach Adjustierung f{\"u}r alle klinischen Kovariaten hatten Hochrisikopatienten im Vergleich zu Patienten mit niedrigem Risiko ein zwei- bis dreifach erh{\"o}htes Gesamtmortalit{\"a}tsrisiko (HR 2,42, 95\% CI 1,81-3,24), ein erh{\"o}htes Risiko f{\"u}r kardiovaskul{\"a}re Ereignisse (HR 2,75, 95\% CI 1,88-4,02) und ein erh{\"o}htes kombiniertes Risiko f{\"u}r kardiovaskul{\"a}re Ereignisse (HR 1,84, 95\% CI 1,43-2,36). Eine erh{\"o}hte Vorhersagekraft wurde nach Hinzuf{\"u}gung des Echo-Risiko-Scores entweder zu dem Modell mit klinischen Risikofaktoren oder zu dem Modell mit klinischen Risikofaktoren und N-terminalem Prohormon des natriuretischen Peptids des Gehirns festgestellt (alle P<0,001). Fazit Der neuartige echokardiografiebasierte Risikoscore ist signifikant und unabh{\"a}ngig mit der Gesamtmortalit{\"a}t und der kardiovaskul{\"a}ren Mortalit{\"a}t oder Hospitalisierung bei Patienten mit isch{\"a}mischer Herzinsuffizienz und reduzierter Ejektionsfraktion assoziiert. Weitere Studien sind erforderlich, um die Vorhersagekraft dieses echokardiographiebasierten Risikoscores bei Patienten mit isch{\"a}mischer Herzinsuffizienz und reduzierter Ejektionsfraktion zu validieren.},
  subject      = {Ultraschallkardiografie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Tomasovic2020,
  author    = {Tomasovic, Angela},
  title     = {Die ERK-ERK Interaktionsfl{\"a}che als therapeutische Zielstruktur zur selektiven Inhibition nukle{\"a}rer ERK1/2-Funktionen zum Schutz vor pathologischer kardialer Hypertrophie},
  doi       = {10.25972/OPUS-15430},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-154304},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Die Mitogen-aktivierten Proteinkinasen ERK1/2 (extrazellul{\"a}r Signal-regulierte Kinase 1 und 2) sind die Effektorkinasen der Raf/MEK/ERK-Kaskade und verkn{\"u}pfen externe Stimuli mit der intrazellul{\"a}-ren Antwort, wodurch sie wichtige Schl{\"u}sselmolek{\"u}le der zellul{\"a}ren Signaltransduktion darstellen. Zahlreiche Studien belegen die Beteiligung von ERK1/2 an der Entstehung pathologischer kardialer Hypertrophie. Genauso ist bekannt, dass ERK1/2 anti-apoptotische, kardioprotektive Eigenschaften besitzen. So f{\"u}hrte, wie in dieser Arbeit gezeigt, eine Hemmung der katalytischen ERK1/2-Aktivit{\"a}t durch den MEK-Inhibitor PD98059 zu einer signifikanten Reduktion der hypertrophen Antwort von Kardiomy-ozyten auf den Stimulus Phenylephrin. Dies war allerdings mit einem Anstieg der Apoptoserate in diesen Zellen verbunden, wodurch sich eine Hemmung der totalen ERK-Aktivit{\"a}t als nicht praktika-bel f{\"u}r die Behandlung pathologischer kardialer Hypertrophie herauskristallisierte. In fr{\"u}heren Un-tersuchungen wurde eine Autophosphorylierung von ERK an Threonin 188 (murines ERK2) entdeckt und als Trigger f{\"u}r ERK1/2-vermitteltes hypertrophes Wachstum identifiziert. Diese Autophospho-rylierung steuert die nukle{\"a}re Lokalisation von ERK1/2 und erm{\"o}glicht so die Aktivierung nukle{\"a}rer ERK-Zielproteine sowie hypertrophes Wachstum. Eine Interferenz mit der ERKThr188-Phosphorylierung konnte schon in vitro und in vivo erfolgreich einer pathologischen Hypertrophie entgegenwirken, ohne Einfluss auf physiologisches Herzwachstum oder die zytosolischen, anti-apoptotischen Effekte von ERK1/2 zu nehmen. Einen initialen Schritt f{\"u}r das Zustandekommen dieser Autophosphorylierung an Threonin 188 stellt dabei die Dimerisierung von ERK dar. In der vorliegenden Arbeit wurde daher die Inhibition der ERK-Dimerisierung im Hinblick auf die Behand-lung ERKThr188-vermittelter pathologischer Hypertrophie untersucht. Dabei sollte die endogene ERK-Dimerisierung mithilfe eines selbst generierten Peptids unterbunden werden. In {\"U}bereinstimmung mit den Ergebnissen zu einer dimerisierungsdefizienten ERK2-Mutante (ERK2-Δ4) konnte das Peptid in vitro und in vivo erfolgreich pathologisch hypertrophes Herzwachstum mindern. Dabei f{\"u}hrte es sogar zu einem R{\"u}ckgang des apoptotischen Zelltodes, ausgel{\"o}st durch eine Aortenligation, f{\"u}h-ren. Es zeigte sich, dass das Peptid die nukle{\"a}re Translokation von ERK2 verhindert und dadurch nukle{\"a}re ERK-Substrate geringer aktiviert werden. Da eine Dysregulation in der Raf/MEK/ERK-Kaskade auch die Entstehung von Tumoren beg{\"u}nstigen kann, sollte schließlich untersucht wer-den, ob das Prinzip der Hemmung nukle{\"a}rer ERK-Effekte auch die Proliferation von Krebszellen beeinflussen kann. Es stellte sich heraus, dass die Peptid-vermittelte Hemmung der ERK-Dimerisierung auch die Proliferation von Kolonkarzinomzelllinien mit unterschiedlichen Mutations-stadien der Raf/MEK/ERK-Kaskade reduziert. In der vorliegenden Arbeit konnte somit die Intervention mit der ERK-Dimerisierung als Target der ERKThr188-Autophosphorylierung als translationale Strategie zur Reduktion nukle{\"a}rer ERK-Effekte herausgearbeitet werden. Dies bietet die M{\"o}glichkeit ERK-vermittelte pathologische kardialer Hy-pertrophie und ERK-vermittelte Tumor-Proliferation zu behandeln, ohne kardiotoxische Nebenwir-kungen zu verursachen.},
  subject      = {Herzinsuffizienz},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Reeh2021,
  author    = {Reeh, Laurens},
  title     = {Immunmodulatorische Effekte CD44-positiver Gef{\"a}ßwand-residenter Stamm- und Vorl{\"a}uferzellen im myokardialen Gewebe},
  doi       = {10.25972/OPUS-25102},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-251020},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Die Identifizierung endogener Stammzellen mit kardiogenem Potenzial und die M{\"o}glichkeit, deren Differenzierung zu steuern, w{\"u}rde einen Meilenstein in der kardioregenerativen Therapie darstellen. Innerhalb der Gef{\"a}ßwand konnten unterschiedliche Stamm- und Vorl{\"a}uferzellen identifiziert werden, die sog. Gef{\"a}ßwand-residenten Stammzellen (VW-SCs). Zuletzt konnten aus CD34(+) VW-SCs, ohne genetische Manipulation, Kardiomyozyten generiert werden. Zus{\"a}tzlich fungiert die Gef{\"a}ßwand als Quelle inflammatorischer Zellen, die essenziell f{\"u}r die kardiogene Differenzierung der VW-SCs zu sein scheinen. Ziel dieser Arbeit war es, das Verhalten von CD44(+) VW-SCs zu untersuchen, um herauszufinden, inwieweit dieser Stammzelltyp eine endogene Generierung von Kardiomyozyten unterst{\"u}tzen k{\"o}nnte. Dabei wurde mit infarzierten M{\"a}useherzen, dem Aortenringassay (ARA) und dem kardialen Angiogeneseassay (CAA) gearbeitet. Sowohl in vivo in isch{\"a}mischen Arealen infarzierter M{\"a}useherzen als auch ex vivo im CAA kam es zu einem signifikanten Anstieg von CD44(+) Zellen. Mittels F{\"a}rbungen auf CD44 und Ki-67 konnte die Teilungsf{\"a}higkeit dieser Zellen demonstriert werden. Ex vivo ließen sich aus CD44(+) Zellen F4/80(+) Makrophagen generieren. Die CD44(+) VW-SCs k{\"o}nnen sich dabei sowohl zu pro-inflammatorischen iNOS(+) M1- als auch zu anti-inflammatorischen IL-10(+) M2-Makrophagen differenzieren. Eine Modulation der kardialen Inflammation k{\"o}nnte einen entscheidenden Einfluss auf die Kardiomyogenese haben. Unter VEGF-A kam es im CAA zu einer deutlichen Zunahme von CD44(+) Zellen. Unter Lenvatinib blieb das kardiale Sprouting g{\"a}nzlich aus, die Anzahl der CD44(+) Zellen stagnierte und die VW-SCs verblieben in ihren physiologischen Nischen innerhalb der Gef{\"a}ßwand. Warum es nach einem MI kaum zu einer funktionellen Herzmuskelregeneration kommt, ist weiterhin unklar. Die therapeutische Beeinflussung koronaradventitieller CD44(+) VW-SCs und inflammatorischer Prozesse k{\"o}nnte dabei zuk{\"u}nftig eine wichtige therapeutische Option darstellen.},
  subject      = {Antigen CD44},
  language  = {de}
}