@phdthesis{Endlich2021,
  author    = {Endlich, Alexander Dominic},
  title     = {Die Rolle der Dsg3-Depletion in der Pathogenese des Pemphigus vulgaris},
  doi       = {10.25972/OPUS-22557},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-225573},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Pemphigus vulgaris (PV) ist eine blasenbildende Autoimmunerkrankung, die durch Autoantik{\"o}rper gegen Dsg1 und Dsg3 gekennzeichnet ist. Der genaue Pathomechanismus, der zu einem PV-IgG vermittelten Verlust der interzellul{\"a}ren Adh{\"a}sion f{\"u}hrt, ist noch unklar. Die Dsg3-Depletion und die Modulation von Signalkaskaden stellen hierbei kennzeichnende Merkmale der Erkrankung dar. Mit den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit ist eine bessere Einordnung der Dsg3-Depletion in den pathogenetischen Kontext von Pemphigus vulgaris m{\"o}glich. Die Experimente zeigen, dass die Dsg3-Depletion von Differenzierungsprozessen abh{\"a}ngig ist und mit einem Adh{\"a}sionsverlust einhergehen kann. Die Hemmung der PKC verhindert hierbei sowohl die PV-IgG vermittelten Effekte in der Zellkultur als auch die Blasenbildung im Mausmodell in vivo und in humaner Haut ex vivo. Des Weiteren liefert die Arbeit neue Erkenntnisse, welche f{\"u}r die suprabasale Lokalisation der Blasenbildung bedeutsam sein k{\"o}nnten.},
  subject      = {Zelladh{\"a}sion},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Volz2020,
  author    = {Volz, Julia},
  title     = {Studies on the influence of platelets on vascular integrity in primary tumors and the role of BIN2 in platelet calcium signaling},
  doi       = {10.25972/OPUS-21742},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-217427},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Maintenance of tumor vasculature integrity is indispensable for tumor growth and thus affects tumor progression. Previous studies have identified platelets as major regulators of tumor vascular integrity, as their depletion selectively renders tumor vessels highly permeable, causing massive intratumoral hemorrhage. While these results establish platelets as potential targets for anti-tumor therapy, depletion is not a treatment option due to the essential role of platelets for hemostasis. This thesis demonstrates for the first time that functional inhibition of glycoprotein (GP) VI on the platelet surface rapidly induces tumor hemorrhage and diminishes tumor growth similar to complete platelet depletion but without inducing systemic bleeding complications. Both, the intratumoral bleeding and tumor growth arrest could be reverted by depletion of Ly6G+ cells confirming them to be responsible for the induction of bleeding and necrosis within the tumor. In addition, GPVI inhibition increased intra-tumoral accumulation of co-administered chemotherapeutic agents, thereby resulting in a profound anti-tumor effect. In summary, this thesis manifests platelet GPVI as a key regulator of vascular integrity specifically in growing tumors, serving as a potential basis for the development of anti-tumor strategies. In the second part of this thesis, light is shed on the modulating role of bridging integrator 2 (BIN2) in platelet Ca2+ signaling. Stromal interaction molecule 1 (STIM1) mediated store-operated calcium entry (SOCE) is the major route of Ca2+ influx in platelets, triggered by inositol trisphosphate receptor (IP3R)-dependent Ca2+ store release. In this thesis, the BAR domain superfamily member BIN2 was identified as the first Ca2+ signaling modulator, interacting with both, STIM1 and IP3R in platelets. Deletion of BIN2 resulted in reduced Ca2+ store release and Ca2+ influx in response to all tested platelet agonists. These defects were a consequence of impaired IP3R function in combination with defective STIM1-mediated SOC channel activation, while Ca2+ store content and agonist-induced IP3 production were unaltered. These results establish BIN2 as a central regulator of platelet Ca2+ signaling. The third part of this thesis focuses on the effect of the soluble neuronal guidance protein Sema7A on platelet function. Rosenberger et al. discovered that Sema7A cleavage from red blood cells increases the formation of platelet-neutrophil complexes, thereby reinforcing thrombo-inflammation in myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI). This thesis establishes soluble Sema7A as a stimulator of platelet thrombus formation via its interaction with platelet GPIbα, thereby reinforcing PNC formation. Thus, interfering with the GPIb-Sema7A interaction during MIRI represents a potential strategy to reduce cardiac damage and improve clinical outcome following MI.},
  subject      = {Thrombozyt},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Vix2022,
  author    = {Vix, Patrick},
  title     = {Die Rolle des Zelladh{\"a}sionsmolek{\"u}ls Carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule-1 (CEACAM1) bei der lymphogenen Metastasierung des Prostatakarzinoms (PCa)},
  doi       = {10.25972/OPUS-29002},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-290021},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Der epithelialen Pr{\"a}senz des Carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule-1 (CEACAM1) in Prostatadr{\"u}sen wird eine tumorsupprimierende Funktion zugeschrieben. Maligne Ver{\"a}nderungen des Prostatadr{\"u}senepithels bei einem PCa f{\"u}hren zu einer Abnahme der epithelialen CEACAM1-Expression, zu einem Verlust der Zellpolarit{\"a}t und zu einer erh{\"o}hten Zellproliferation (prostatische intraepitheliale Neoplasie (PIN)). W{\"a}hrend des PIN-Stadiums exprimieren benachbarte Blut- und Lymphgef{\"a}ße CEACAM1. CEACAM1 selbst wirkt pro-angiogen und stimuliert die Gef{\"a}ßneubildung und auch die Neubildung von Lymphgef{\"a}ßen, Lymphangiogenese. Seine Rolle in der Tumor-Lymphangiogenese und dadurch bedingten Metastasierung von Tumoren wurde bisher nicht ausreichend gekl{\"a}rt. Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle von CEACAM1 bei der lymphogenen PCa-Metastasierung anhand von immunhistochemischen (IHC) Analysen am humanem PCa-Prostata- und Lymphknoten-(LN)-Gewebe, sowie im Mausmodell zu analysieren. Laut den Immunfluoreszenzanalysen traten in den PIN-Arealen signifikant mehr CEACAM1-positive Blut- und Lymphgef{\"a}ße auf, als in den darauffolgenden Tumorstadien. Weiter wurde eine CEACAM1-Expression in LN-Sinusgewebe bereits bei Niedrig-Risiko-Patienten (pN0) detektiert. Diese fr{\"u}he CEACAM1-Expression trat auch in den LN im PCa-Mausmodell auf. Weiter wurde im LN-Gewebe von „Hoch-Risiko"-Patienten (pN1) eine luminale CEACAM1-Expression innerhalb der aus Tumorzellen bestehenden Dr{\"u}sen beobachtet, die mit der CEACAM1-Expression in nativen Prostatadr{\"u}sen vergleichbar ist. Auch das angiogen-aktivierte Gef{\"a}ßendothel von pN0- und pN1-LN war CEACAM1-positiv. Bei Hoch-Risiko-Patienten (pN1) nahmen die CEACAM1-positiven Blut- und Lymphgef{\"a}ße im Tumorstroma mit zunehmender Dedifferenzierung des Gewebes ab. Die CEACAM1/PSA-Doppelimmun-fluoreszenzanalysen ergaben eine heterogene Expression der beiden Marker bei Intermediate-risk-Patienten und mit zunehmender Dedifferenzierung des Tumorgewebes einen epithelialen Verlust der CEACAM1-Expression in den PSA-positiven G3-Tumordr{\"u}sen. Das Fehlen von PSA in pN0-LN und die nachweisbare Expression von PSA in pN1-LN best{\"a}tigten PSA als geeigneten PCa-Zellmarker in LN. In pN1-LN ohne Dr{\"u}senbildung traten Zellansammlungen mit einer nach außen gerichteten CEACAM1-positiven Front und einem im Zentrum liegenden PSA-positiven Bereich auf. Diese Befunde belegen einen Zusammenhang zwischen der endothelialen CEACAM1-Expression im Sinus und der Mikrometastasierungswahrscheinlichkeit im pN0-LN-Gewebe von PCa-Patienten. Potentiell l{\"a}sst sich daher im Niedrig-Risiko-PCa-Patientenkollektiv {\"u}ber eine CEACAM1-Bestimmung in LN das Risiko f{\"u}r eine Metastasierung fr{\"u}hzeitig erkennen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kern2022,
  author    = {Kern, Anna},
  title     = {Vaskularisierung von humanen neuralen Organoiden mit mesodermalen Progenitorzellen},
  doi       = {10.25972/OPUS-29111},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-291116},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Viele Organoide sind bisher nur stark vereinfachte Modelle der Originalgewebe, da sie nur aus dem Gewebsparenchym bestehen. Um neurale Organoide n{\"a}her an das Originalgewebe zu bringen, ist ein wichtiger Schritt mesenchymale Anteile zu integrieren. In dieser Arbeit war die wichtige Fragenstellung, ob neurale Organoide sich mit mesodermalen Progenitorzellen zu einem gemeinsamen Gewebe vereinigen lassen. Um die Generierung von neuro-mesenchymalen Organoiden zu erreichen, wurden geeignete Differenzierungsprotokolle zur Erzeugung neuroepithelialer und mesodermaler Aggregate aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen etabliert. Anschließend wurden die Sph{\"a}roide vereinigt und eingehend histologisch charakterisiert. Dar{\"u}ber hinaus wurde die Organoidentwicklung unter dem Einfluss von Hypoxie analysiert. Um die Organoide anschaulich mit der tats{\"a}chlichen Embryogenese vergleichen zu k{\"o}nnen, wurden Schnitte von H{\"u}hnerembryonen angefertigt. Die neuro-mesenchymalen Organoide wurden insgesamt 280 Tage kultiviert und an verschieden Zeitpunkten untersucht. Die hier pr{\"a}sentierten Daten zeigen, dass die erzeugten neuro-mesenchymalen Organoide viele Aspekte der nat{\"u}rlichen Embryogenese in Zellkultur nachahmen k{\"o}nnen. So wurde die Ausbildung neuralrohr{\"a}hnlicher Strukturen, die von einem perineuralen Gef{\"a}ßplexus umgeben sind, gezeigt. Des Weiteren wurde eine Interaktion von Astrozyten/radiale Gliazellen mit dem entstehenden Gef{\"a}ßnetz beobachtet. Schließlich zeigten sich das Einwandern von mikrogliaartigen Zellen aus dem mesenchymalen Organoidteil in das Nervengewebe. Diese Arbeit bildet die Basis f{\"u}r die Generierung neuro-mesenchymaler Organoide als realistisches Modellsystem f{\"u}r die Entwicklung des Nervensystems. Solche Modellsysteme k{\"o}nnen f{\"u}r die Erforschung von Krankheiten, Toxizit{\"a}tsstudien sowie Medikamententests verwendet werden.},
  subject      = {Organoid},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ruf2023,
  author    = {Ruf, Theresa},
  title     = {Immunhistologische Analyse der Effekte einer Kombinationstherapie im Brustkrebsmodell: Inhibition der Kollagensynthese durch PLOD-2-Blockade und Inhibierung des PD-1/PD-L1 Checkpoints},
  doi       = {10.25972/OPUS-32038},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-320380},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurden die histologischen und immunhistologischen Auswirkungen der Kombination aus Inhibition des PD-1/PD-1L-Checkpoints und PLOD-2-Blockade untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass die Immuntherapie anschl{\"a}gt und dabei als Monotherapie die st{\"a}rksten Tumornekrosen induzierte. Das Ansprechen auf die Immuntherapie mit BMS-1166 war jedoch sehr unterschiedlich. In der Kombination mit dem PLOD-2-Inhibitor Minoxidil wurden hingegen einheitlichere, aber auch geringere Nekroseanteile festgestellt. Dabei muss jedoch beachtet werden, dass die Kombinationsbehandlung die st{\"a}rkste Auswirkung auf das Tumorwachstum hatte. So waren diese Tumore die kleinsten und leichtesten, was in Zusammenhang mit dem ausgepr{\"a}gten kollagenen Netzwerk dieser Gruppe stehen k{\"o}nnte. Die Kombination zeigte keine Auswirkung auf die Tumorvaskularisierung und die Zellteilungsaktivit{\"a}t, sowie auch keine Auff{\"a}lligkeiten bez{\"u}glich der Infiltration mit Immunzellen. Lungenmetastasen kamen in allen Behandlungsgruppen vor. Bei der Kombinationsbehandlung waren jedoch die durchschnittlich gr{\"o}ßten Lungenmetastasen festzustellen. In dieser Arbeit konnte keine klare signifikante Verbesserung der Brustkrebstherapie durch die Kombination von Inhibition der Kollagensynthese durch PLOD-2-Blockade und Inhibierung des PD-1/PD-1L-Checkpoints aufgezeigt werden. Das kollagene Netzwerk war auff{\"a}llig und sollte genauer untersucht werden. Es lohnt sich weiter an Kombinationen aus Immuntherapeutikum und EZM-Destabilisierung zu arbeiten. Die TME muss dabei weiterhin Ansatzpunkt der Forschung bleiben, um eine erleichterte Penetration der Medikamente in den Tumor zu erzielen. Hier ist der Austausch des Medikaments zur EZM-Destabilisierung empfehlenswert. Die LOX-Inhibierung hat sich bereits in Kombination mit Chemotherapie als vorteilhaft erwiesen (Rossow et al., 2018) und sollte nachfolgend in einem {\"a}hnlichen Versuchsaufbau mit dem Immuntherapeutikum BMS-1166 ausprobiert werden.},
  subject      = {Immunhistochemie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kristen2023,
  author    = {Kristen, Alexander Kurt},
  title     = {Effekt von β-Hydroxybutyrat und Acetoacetat auf die Proliferationsaktivit{\"a}t und die Strahlensensibilit{\"a}t von Kolonkarzinomzellen mit unterschiedlichem p53-Status},
  doi       = {10.25972/OPUS-32706},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-327068},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die ketogene Di{\"a}t besitzt ein breites m{\"o}gliches therapeutisches Spektrum und aufgrund der induzierten Ketonk{\"o}rper in der Theorie auch antiproliferative sowie antiinflammatorische Wirkmechanismen. Ziel dieser Arbeit war es, die Wirkung der Ketonk{\"o}rper β-Hydroxybutyrat und Acetoacetat auf Kolonkarzinomzellen in vitro zu untersuchen. Hierf{\"u}r wurden Proliferation, Koloniebildung, Gen- und Proteinexpression von drei verschiedenen Zelllinien analysiert. Um einen m{\"o}glichen Zusammenhang der Ketonk{\"o}rperwirkung und dem p53-Status zu pr{\"u}fen, wurden Zelllinien mit unterschiedlichem p53-Status eingesetzt. Etwaige Effekte der Ketonk{\"o}rper auf die Strahlensensibilit{\"a}t der Zellen wurden ebenfalls untersucht. Um m{\"o}glichst tumorphysiologische Bedingungen herzustellen, wurden die Versuche nicht nur unter normoxischen Bedingungen (21 \% Sauerstoff), sondern parallel unter 1,5 \% Sauerstoffkonzentration durchgef{\"u}hrt. In den Tests zur Proteinexpression konnte festgestellt werden, dass die Expression von p53 nicht durch die Zugabe von Ketonk{\"o}rpern beeinflusst wird. Die Proteinexpression von p21 und p27 war unabh{\"a}ngig von der Expression von p53. Die Analyse der Genexpression beweist, dass die untersuchten Zelllinien sowohl die Monocarboxylattransporter (MCTs) exprimieren, {\"u}ber welche die Ketonk{\"o}rper aufgenommen werden k{\"o}nnen, als auch die G-Protein- gekoppelten Rezeptoren, {\"u}ber welche die Ketonk{\"o}rper auf die Signalketten wirken k{\"o}nnen. Ein hemmender Einfluss der Ketonk{\"o}rper auf die Zellproliferation ließ sich im WST-8-Test f{\"u}r die Zelllinie HT-29 unter Zugabe von 3-OHB in Kombination mit LiAcAc nachweisen. Nach Strahlenbehandlung stellten sich die Zelllinien CaCo-2 und HT-29 bei Betrachtung der Kurzzeitproliferation weitgehend strahlenresistent dar. Bei Untersuchung der Langzeitproliferation mittels Koloniebildungstest zeigte sich jedoch auch hier eine zytotoxische Wirkung der ionisierenden Strahlung. F{\"u}r die Zelllinie CaCo2 konnte zudem durch Zugabe von LiAcAc allein und in Kombination mit 3-OHB eine signifikante Reduktion der Koloniebildung nach Bestrahlung mit 2 Gy festgestellt werden. Zusammenfassend weisen die durchgef{\"u}hrten Versuche darauf hin, dass die Ketonk{\"o}rper unabh{\"a}ngig vom p53-Status in alle untersuchten Kolonkarzinomzellen aufgenommen und verwertet werden k{\"o}nnen. Ein allgemein synergistischer Effekt zwischen ionisierender Strahlung und den Ketonk{\"o}rpern konnte nicht eindeutig nachgewiesen werden. Die Zugabe der Ketonk{\"o}rper f{\"u}hrte weder zu einer Proliferationsanregung noch zur Reduktion der Strahlensensitivit{\"a}t, so dass hier von einer klinischen Unbedenklichkeit ausgegangen werden kann. Fortf{\"u}hrende klinische Studien sind notwendig, um die in vivo Effekte zu untersuchen.},
  subject      = {Ketonk{\"o}rper},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Loeffler2023,
  author    = {L{\"o}ffler, Miriam},
  title     = {Bestimmung der optimalen Positionierung eines Kirschner-Drahtes zur tempor{\"a}ren Transfixation des AC-Gelenks bei der operativen Behandlung der AC-Sprengung},
  doi       = {10.25972/OPUS-32874},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-328742},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die AC-Sprengung ist eine weit verbreitete Verletzung des Schulterg{\"u}rtels und am h{\"a}ufigsten auf einen Sportunfall vorwiegend junger M{\"a}nner zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Die optimale Therapie wird kontrovers diskutiert, keine der rund 150 OP-Methoden hat sich bisher als den anderen {\"u}berlegen erwiesen. Allerdings gelten Operationen, bei denen das AC-Gelenk tempor{\"a}r durch eine intramedull{\"a}re Schienung per Kirschner-Draht ruhiggestellt wird, als sehr zuverl{\"a}ssig. Sie sind aufgrund einer sehr variablen Anatomie jedoch auch f{\"u}r erfahrene Operateure technisch anspruchsvoll. Ziel dieser Arbeit ist es daher, mithilfe der gewonnenen Kenntnisse zur idealen Lage eines K-Drahtes das operative Vorgehen zur tempor{\"a}ren Transfixation des ACGs k{\"u}nftig durch eine gezieltere Platzierung zu erleichtern, somit die Operationsmethode zu optimieren und folglich das Outcome zu verbessern. F{\"u}r diese Arbeit wurden bereits vorliegende anonymisierte computertomographische Daten gesunder AC-Gelenke nach ihrer physiologischen Anatomie sowie der Lage eines virtuell ideal platzierten transartikul{\"a}ren K-Drahtes ausgewertet. Hierf{\"u}r wurden CT-Daten von insgesamt 66 Schultern herangezogen, der Epidemiologie der AC-Sprengung entsprechend waren hiervon 59 Patienten und 7 Patientinnen zuzuordnen. Die erhobenen Daten zeigen, dass die Lage des Eintrittspunktes idealerweise durch den orthogonalen Abstand des Drahtes zur Acromionspitze definiert wird und durchschnittlich 12,89 mm betr{\"a}gt. Er ist prim{\"a}r abh{\"a}ngig von der K{\"o}rpergr{\"o}ße und kann daher pr{\"a}operativ anhand einer Regressionsgeraden individuell f{\"u}r jeden Patienten bestimmt werden. Der Drahtverlauf sollte prim{\"a}r durch Zielen auf den markierten Austrittspunkt definiert werden. Das Absch{\"a}tzen der Bohrrichtung anhand von Winkeln erscheint nahezu unm{\"o}glich. Die Drahtl{\"a}nge bel{\"a}uft sich im Mittel auf 58,06 mm. Je kleiner der AC-Winkel ist, desto steiler und auch k{\"u}rzer zeigt sich der Drahtverlauf. Die Lage des Austrittspunktes korreliert ebenfalls signifikant mit dem AC-Winkel und kann daher nach erfolgter Winkelmessung im R{\"o}ntgenbild anhand einer Regressionsgeraden abgelesen werden. Der mithilfe der Daten ermittelte Austrittspunkt eines ideal platzierten K-Drahtes befindet sich durchschnittlich auf H{\"o}he des lateralen Claviculawinkels und somit auf H{\"o}he der CC-B{\"a}nder. Bei der nur geringen Fallzahl weiblicher Patienten besteht eine noch eingeschr{\"a}nkte Aussagekraft bez{\"u}glich geschlechtsabh{\"a}ngiger Lageunterschiede. Nach bisher vorliegenden Daten kann eine geschlechtsunabh{\"a}ngige OP-Planung erfolgen. Relevante ACG-Typ abh{\"a}ngige Lageunterschiede konnten ebenfalls nicht festgestellt werden, eine pr{\"a}operative Bestimmung des anatomischen ACG-Typs ist daher nicht erforderlich. Die erhobenen Daten deuten darauf hin, dass die ideale Drahtplatzierung unter Einhaltung aller Drahtlagekriterien nicht immer m{\"o}glich ist. Betroffen sind kleine Patienten (Grenzwert: 158,6 cm K{\"o}rpergr{\"o}ße), bei denen der Mindestabstand zur Acromionspitze nicht sichergestellt werden kann. Zudem besteht bei Patienten mit einem kleinen AC-Winkel (Grenzwert: 156,2°) das Risiko, die Mindestdrahtl{\"a}nge innerhalb der Clavicula zu unterschreiten. In diesen F{\"a}llen muss entweder dezent von der idealen Drahtlage abgewichen oder auf ein alternatives OP-Verfahren ausgewichen werden.},
  subject      = {Akromioklavikulargelenk},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Janz2024,
  author    = {Janz, Anna},
  title     = {Human induced pluripotent stem cells (iPSCs) in inherited cardiomyopathies: Generation and characterization of an iPSC-derived cardiomyocyte model system of dilated cardiomyopathy with ataxia (DCMA)},
  doi       = {10.25972/OPUS-24096},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-240966},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {The emergence of human induced pluripotent stem cells (iPSCs) and the rise of the clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9 (CRISPR/Cas9) gene editing technology innovated the research platform for scientists based on living human pluripotent cells. The revolutionary combination of both Nobel Prize-honored techniques enables direct disease modeling especially for research focused on genetic diseases. To allow the study on mutation-associated pathomechanisms, we established robust human in vitro systems of three inherited cardiomyopathies: arrhythmogenic cardiomyopathy (ACM), dilated cardiomyopathy with juvenile cataract (DCMJC) and dilated cardiomyopathy with ataxia (DCMA). Sendai virus vectors encoding OCT3/4, SOX2, KLF4, and c-MYC were used to reprogram human healthy control or mutation-bearing dermal fibroblasts from patients to an embryonic state thereby allowing the robust and efficient generation of in total five transgene-free iPSC lines. The nucleofection-mediated CRISPR/Cas9 plasmid delivery in healthy control iPSCs enabled precise and efficient genome editing by mutating the respective disease genes to create isogenic mutant control iPSCs. Here, a PKP2 knock-out and a DSG2 knock-out iPSC line were established to serve as a model of ACM. Moreover, a DNAJC19 C-terminal truncated variant (DNAJC19tv) was established to mimic a splice acceptor site mutation in DNAJC19 of two patients with the potential of recapitulating DCMA-associated phenotypes. In total eight self-generated iPSC lines were assessed matching internationally defined quality control criteria. The cells retained their ability to differentiate into cells of all three germ layers in vitro and maintained a stable karyotype. All iPSC lines exhibited a typical stem cell-like morphology as well as expression of characteristic pluripotency markers with high population purities, thus validating the further usage of all iPSC lines in in vitro systems of ACM, DCMA and DCMJC. Furthermore, cardiac-specific disease mechanisms underlying DCMA were investigated using in vitro generated iPSC-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs). DCMA is an autosomal recessive disorder characterized by life threatening early onset cardiomyopathy associated with a metabolic syndrome. Causal mutations were identified in the DNAJC19 gene encoding an inner mitochondrial membrane (IMM) protein with a presumed function in mitochondrial biogenesis and cardiolipin (CL) remodeling. In total, two DCMA patient-derived iPSC lines (DCMAP1, DCMAP2) of siblings with discordant cardiac phenotypes, a third isogenic mutant control iPSC line (DNAJC19tv) as well as two control lines (NC6M and NC47F) were directed towards the cardiovascular lineage upon response to extracellular specification cues. The monolayer cardiac differentiation approach was successfully adapted for all five iPSC lines and optimized towards ventricular subtype identity, higher population purities and enhanced maturity states to fulfill all DCMA-specific requirements prior to phenotypic investigations. To provide a solid basis for the study of DCMA, the combination of lactate-based metabolic enrichment, magnetic-activated cell sorting, mattress-based cultivation and prolonged cultivation time was performed in an approach-dependent manner. The application of the designated strategies was sufficient to ensure adult-like characteristics, which included at least 60-day-old iPSC-CMs. Therefore, the novel human DCMA platform was established to enable the study of the pathogenesis underlying DCMA with respect to structural, morphological and functional changes. The disease-associated protein, DNAJC19, is constituent of the TIM23 import machinery and can directly interact with PHB2, a component of the membrane bound hetero-oligomeric prohibitin ring complexes that are crucial for phospholipid and protein clustering in the IMM. DNAJC19 mutations were predicted to cause a loss of the DnaJ interaction domain, which was confirmed by loss of full-length DNAJC19 protein in all mutant cell lines. The subcellular investigation of DNAJC19 demonstrated a nuclear restriction in mutant iPSC-CMs. The loss of DNAJC19 co-localization with mitochondrial structures was accompanied by enhanced fragmentation, an overall reduction of mitochondrial mass and smaller cardiomyocytes. Ultrastructural analysis yielded decreased mitochondria sizes and abnormal cristae providing a link to defects in mitochondrial biogenesis and CL remodeling. Preliminary data on CL profiles revealed longer acyl chains and a more unsaturated acyl chain composition highlighting abnormities in the phospholipid maturation in DCMA. However, the assessment of mitochondrial function in iPSCs and dermal fibroblasts revealed an overall higher oxygen consumption that was even more enhanced in iPSC-CMs when comparing all three mutants to healthy controls. Excess oxygen consumption rates indicated a higher electron transport chain (ETC) activity to meet cellular ATP demands that probably result from proton leakage or the decoupling of the ETC complexes provoked by abnormal CL embedding in the IMM. Moreover, in particular iPSC-CMs presented increased extracellular acidification rates that indicated a shift towards the utilization of other substrates than fatty acids, such as glucose, pyruvate or glutamine. The examination of metabolic features via double radioactive tracer uptakes (18F-FDG, 125I-BMIPP) displayed significantly decreased fatty acid uptake in all mutants that was accompanied by increased glucose uptake in one patient cell line only, underlining a highly dynamic preference of substrates between mutant iPSC-CMs. To connect molecular changes directly to physiological processes, insights on calcium kinetics, contractility and arrhythmic potential were assessed and unraveled significantly increased beating frequencies, elevated diastolic calcium concentrations and a shared trend towards reduced cell shortenings in all mutant cell lines basally and upon isoproterenol stimulation. Extended speed of recovery was seen in all mutant iPSC-CMs but most striking in one patient-derived iPSC-CM model, that additionally showed significantly prolonged relaxation times. The investigations of calcium transient shapes pointed towards enhanced arrhythmic features in mutant cells comprised by both the occurrence of DADs/EADs and fibrillation-like events with discordant preferences. Taken together, new insights into a novel in vitro model system of DCMA were gained to study a genetically determined cardiomyopathy in a patient-specific manner upon incorporation of an isogenic mutant control. Based on our results, we suggest that loss of full-length DNAJC19 impedes PHB2-complex stabilization within the IMM, thus hindering PHB-rings from building IMM-specific phospholipid clusters. These clusters are essential to enable normal CL remodeling during cristae morphogenesis. Disturbed cristae and mitochondrial fragmentation were observed and refer to an essential role of DNAJC19 in mitochondrial morphogenesis and biogenesis. Alterations in mitochondrial morphology are generally linked to reduced ATP yields and aberrant reactive oxygen species production thereby having fundamental downstream effects on the cardiomyocytes` functionality. DCMA-associated cellular dysfunctions were in particular manifested in excess oxygen consumption, altered substrate utilization and abnormal calcium kinetics. The summarized data highlight the usage of human iPSC-derived CMs as a powerful tool to recapitulate DCMA-associated phenotypes that offers an unique potential to identify therapeutic strategies in order to reverse the pathological process and to pave the way towards clinical applications for a personalized therapy of DCMA in the future.},
  subject      = {Induzierte pluripotente Stammzelle},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Winkler2024,
  author    = {Winkler, Jana},
  title     = {Einfluss von D-β-Hydroxybutyrat auf Stoffwechsel und Interaktion mit Chemo-/Strahlentherapie bei triple negativen Mamma-Karzinom Zellen},
  doi       = {10.25972/OPUS-34704},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-347044},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Das triple negative Mamma-Karzinom stellt eine Tumorart dar, welche besonders junge Frauen betrifft und eine schlechte Prognose aufweist. Unterst{\"u}tzende und pro- gnoseverbessernde Therapien sind deshalb Gegenstand aktueller Forschung. Eine m{\"o}gliche unterst{\"u}tzende Therapie stellt hierbei die ketogene Di{\"a}t dar. Diese Arbeit untersuchte die Fragestellung, ob β-Hydroxybutyrat (3OHB), welches als Hauptme- tabolit unter ketogener Di{\"a}t oder beim Fasten erh{\"o}ht ist, Einfluss auf das Zellwachs- tum triple-negativer Brustkrebszellen aus{\"u}bt. Außerdem wurde eruiert, ob 3OHB die {\"u}blichen Behandlungsformen - Chemotherapie und Strahlentherapie - positiv oder negativ beeinflusst. In vitro wurden Versuche mit drei triple-negativen Brust- krebszellreihen unter m{\"o}glichst physiologischen Bedingungen durchgef{\"u}hrt. Hierbei konnte durch 3OHB weder ein wachstumsf{\"o}rdernder noch ein wachstumshemmender Effekt beobachtet werden. Genauso zeigte sich bei den Chemo- oder Strahlenthera- pieversuchen keine durch 3OHB induzierte Wechselwirkung. In vivo durchgef{\"u}hrte Studien {\"u}ber den Einfluss einer ketogenen Di{\"a}t finden sich nur vereinzelt. Um be- lastbare Daten zu erhalten werden deshalb weitere Studien in Zukunft vonn{\"o}ten sein. Eine ketogene Di{\"a}t k{\"o}nnte hierbei im Rahmen eines multimodalen Therapie- konzeptes eine unterst{\"u}tzende Rolle spielen, wof{\"u}r erste Einzelfallstudien Hinweise geben},
  subject      = {Ketogene Kost},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Michelbach2023,
  author    = {Michelbach, Peter},
  title     = {Struktur und 3D-Organisation der Kapillarwand-assoziierten Zellen im murinen Myokard},
  doi       = {10.25972/OPUS-32763},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-327634},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Herzkreislauferkrankungen sind weit verbreitet und nicht nur eine große Belastung f{\"u}r die Betroffenen, sondern auch f{\"u}r das Gesundheitssystem. Die Folgen von Herzkreislauferkrankungen wie z.B. Myokardinfarkt und koronare Herzkrankheit stellen weltweit die h{\"a}ufigste Todesursache dar. Pr{\"a}vention, fr{\"u}hzeitige Erkennung und konsequente Behandlung sind daher von großer Bedeutung. Um das Verst{\"a}ndnis f{\"u}r die Pathophysiologie zu f{\"o}rdern und ferner Therapieans{\"a}tze ausfindig zu machen, ist es notwendig, nicht nur die Herzmuskelzellen im Blick zu haben, sondern auch die Komponenten des Herzmuskelstromas, die deren Funktion beeinflussen k{\"o}nnen. Das Verst{\"a}ndnis und die Rekonstruktion des kardialen Gewebes auf ultrastruktureller Ebene, sowie die Charakterisierung und Wechselwirkungen der verschiedenen Zellen des Herzens haben deshalb das Interesse vieler Forschergruppen geweckt. Das Ziel dieser Arbeit war die detaillierte ultrastrukturelle Analyse kardialer Perizyten, Endothelzellen sowie Kapillarwand-assoziierter Zellen und deren Kontakte im Arbeitsmyokard der Maus mittels verschiedener elektronenmikroskopischer Methoden. Zu Beginn der Arbeit wurde die transmissionselektronenmikroskopische Probenaufbereitung optimiert und ein modifiziertes Protokoll zur hervorragenden Kontrastierung der biologischen Membranen und zum bestm{\"o}glichen Erhalt der Ultrastruktur etabliert. Die optimierte Probenaufbereitung bot dann die ideale Grundlage f{\"u}r die Generierung elektronenmikroskopischer Datens{\"a}tze mittels serieller Block-Face Rasterelektronenmikroskopie (SBF-SEM) und anschließender Erzeugung dreidimensionaler Modelle der Mikrovaskulatur des Arbeitsmyokards der Maus. Die detaillierte ultrastrukturelle Analyse in drei Dimensionen offenbart neue morphologische Merkmale der kardialen Mikrovaskulatur und zeigt, dass die kardialen Perizyten vereinzelt Forts{\"a}tze abgeben, die mit den Endothelzellen assoziiert sind. Dadurch entsteht nicht nur eine perizyt{\"a}re-endotheliale Einheit, die von derselben Basallamina umschlossen wird. Die Rekonstruktion zeigt ebenfalls, dass die Kapillarwand-assoziierten Zellen sehr groß und weit verzweigt sind und nicht von der die Perizyten und Endothelzellen umgebenden Basallamina umschlossen werden. Sie stehen an vereinzelten Stellen in direktem Kontakt mit den Endothelzellen. Immunelektronenmikroskopische Analysen zeigen, dass die Kapillarwand-assoziierten Zellen sowohl CD34-positiv als auch CD44-positiv sind. Gr{\"o}ßer angelegte Studien zur weiteren dreidimensionalen Analyse z.B. in der Intima einer Arteriole k{\"o}nnten zur weiteren Charakterisierung der Perizyten und der Kapillarwand-assoziierten Zellen beitragen und sogar eine Einteilung m{\"o}glich machen. Eine Beteiligung von Perizyten im Rahmen des kardialen Remodeling nach einem Myokardinfarkt wurde bereits nachgewiesen. Außerdem spielen die Membranproteine CD34 und CD44 eine wichtige Rolle in der H{\"a}matopoese und auch der Angiogenese. In Zukunft k{\"o}nnten sich auch daraus interessante neue Ans{\"a}tze f{\"u}r gezielte Therapien nach einem Myokardinfarkt ergeben.},
  subject      = {Perizyt},
  language  = {de}
}