@phdthesis{Roth2020, author = {Roth, Markus}, title = {Etablierung eines isogenen Zelllinienmodells zur Untersuchung der Bedeutung mono- und biallelischer TP53-Inaktivierungen beim Multiplen Myelom}, doi = {10.25972/OPUS-20893}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-208939}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Trotz der Fortschritte in der Therapie des Multiplen Myeloms und des stetig wachsenden Arsenals effektiver anti-MM-Medikamente muss ein Teil der Patienten mit bestimmten zytogenetischen Ver{\"a}nderungen der Tumorzellen nach wie vor der Hochrisiko-Gruppe zugeordnet werden und hat eine Lebens-erwartung von nur wenigen Jahren. Einer der ung{\"u}nstigsten prognostischen Marker ist die Inaktivierung des Tumorsuppressorgens TP53 durch Mutationen des Gens oder Deletionen des kurzen Arms von Chromosom 17, del(17p). Diese wird h{\"a}ufig mit einer Chemoresistenz der entarteten Plasmazellen in Verbindung gebracht. In der vorliegenden Arbeit gelang es mittels des CRISPR/Cas9-Systems TP53-L{\"a}sionen zu erzeugen und isogene Klone der TP53wt/wt Zelllinie AMO-1 zu generieren. Diese wurden anhand der Sequenzanalysen von beiden TP53-Allelen den Gruppen der biallelisch TP53-inaktivierten, der monoallelisch TP53-inaktivierten und der TP53wt/wt Klone zugeordnet. Das gruppenspezifische Verhalten der Klone aller drei Gruppen hinsichtlich deren Expression von p53, p21 und Mdm2 unterstrich die Validit{\"a}t des etablierten Zelllinienmodells zur Untersuchung der Bedeutung von TP53-L{\"a}sionen beim Multiplen Myelom. Neben einer kompletten Ausschaltung durch biallelische TP53-Inaktivierung zeigten die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit auch eine Haploinsuffizienz des p53-Systems. Diese {\"a}ußerte sich in einer Abschw{\"a}chung der Nutlin-3A-abh{\"a}ngigen p53-, p21- und Mdm2-Induktion bereits nach Inaktivierung eines TP53-Allels durch Frameshift-Mutation. Korrelierend zu dem Proteinexpressions¬muster konnte eine zunehmende Resistenzentwicklung der Klone je nach Grad der TP53-Inaktivierung (mono- bzw. biallelisch) gegen Nutlin 3A sowie genotoxische Substanzen nachgewiesen werden, w{\"a}hrend die Sensibilit{\"a}t der MM-Zellen gegen Proteasominhibitoren unbeeintr{\"a}chtigt blieb. Einschr{\"a}nkungen hinsichtlich der {\"U}bertragbarkeit der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit auf das Multiple Myelom im Allgemeinen bestehen in dem Umstand, dass die beschriebenen Beobachtungen lediglich an einer einzigen MM-Zelllinie gemacht werden konnten. Dies ist durch die geringe Auswahl an TP53wt/wt MM-Zelllinien, die zudem noch oft eine schlechte Transfektabilit{\"a}t und niedrige Zellteilungsrate nach Einzelzellselektion aufweisen, bedingt. Die an der Zelllinie AMO-1 gemachten Beobachtungen stehen in Einklang mit der in klinischen Studien festgestellten Verk{\"u}rzung des progressionsfreien- (PFS) und Gesamt-{\"U}berlebens (OS) bei MM-Patienten mit TP53-Alterationen. Die zunehmende Chemoresistenz der malignen Plasmazellen nach mono- bzw. biallelischer TP53-Inaktivierung kann als Grund f{\"u}r die Akkumulation entsprechender Klone im Rezidiv und in fortgeschrittenen Krankheitsstadien des MM angesehen werden. Mittels m{\"o}glichst umfassender Erfassung des genauen TP53-L{\"a}sions-Status in zuk{\"u}nftigen klinischen Studien zu multiplen Zeitpunkten des Krankheitsverlaufs k{\"o}nnte der Einfluss verschiedener, in der Therapie des MM zum Einsatz kommender Substanzen auf die Selektion bzw. die Unterdr{\"u}ckung besonders virulenter Subklone mit TP53-L{\"a}sionen untersucht werden.}, subject = {Plasmozytom}, language = {de} } @phdthesis{GeisenhofgebTrinkwalder2019, author = {Geisenhof [geb. Trinkwalder], Michaela}, title = {Erforschung des Schicksals des Mittelk{\"o}rpers anhand der ZF1-Methode}, doi = {10.25972/OPUS-18219}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-182199}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2019}, abstract = {Bei der Teilung einer Zelle werden das Genom und die Zellbestandteile zwischen zwei Tochterzellen aufgeteilt. Dies erfordert verschiedene fein aufeinander abgestimmte Vorg{\"a}nge. Unter anderem ist eine proteinreiche Struktur beteiligt, die 1891 entdeckt wurde: der Mittelk{\"o}rper. In vorliegender Arbeit wurden gezielt gekennzeichnete Mittelk{\"o}rperproteine analysiert und verschiedene Phasen des Transports unterschieden. Es erfolgten erstmals Messungen unter Nutzung der ZF1-Methode. Zudem wird anhand der ZF1-Technik nachgewiesen, dass im Rahmen der Zellteilung die Trennung der interzellul{\"a}ren Br{\"u}cke zu beiden Seiten des Mittelk{\"o}rpers stattfindet, woraufhin dieser nach extrazellul{\"a}r abgegeben wird und {\"u}ber einen der Phagozytose {\"a}hnlichen und von Aktin abh{\"a}ngigen Mechanismus von einer Tochterzelle oder unverwandten Nachbarzelle aufgenommen wird.}, subject = {Mitose}, language = {de} } @phdthesis{Mueller2020, author = {M{\"u}ller, Sophie}, title = {Retrospektive Datenauswertung des Tumorregisters W{\"u}rzburg im Zeitraum 2005 - 2013 bei Patienten mit Nicht-Kleinzelligem-Bronchialkarzinom (NSCLC) mit besonderer Betrachtung der Tyrosinkinaseinhibitor-Therapie bei EGFR-Mutation}, doi = {10.25972/OPUS-20277}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-202776}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Das Bronchialkarzinom ist die h{\"a}ufigste Krebstodesursache unter M{\"a}nnern in Deutschland. Bei Frauen liegt es auf dem zweiten Platz, allerdings besteht aktuell eine Tendenz das Mammakarzinom zu {\"u}berholen. 2014 erkrankten in Deutschland 53.840 Menschen an Lungenkrebs. Auf Grund der demographischen Entwicklung und der zunehmenden Inzidenz wird mit einem weiteren Anstieg der Neuerkrankungsraten in den n{\"a}chsten Jahren gerechnet. Da es aktuell keine wirksamen Screening Programme gibt und der Großteil der Erkrankungen erst in einem fortgeschrittenen Stadium entdeckt wird, nimmt auch die Bedeutung an individualisierten palliativen Therapien weiter zu. In der vorliegenden Auswertung wurde untersucht, ob sich bei Patienten mit einem fortgeschrittenen Bronchialkarzinom und einer aktivierenden EGFR-Mutation unter einer TKI-Therapie ein {\"U}berlebensvorteil gegen{\"u}ber einer konventionellen platinbasierten Chemotherapie zeigt. Die Daten hierf{\"u}r wurden retrospektiv aus dem Tumorregister des CCC-MF gewonnen, um eine Untersuchung unter „real life" Bedingungen zu erm{\"o}glichen. Grundlage der Auswertung bildeten Patienten, die von 2005 bis 2013 an einem Bronchialkarzinom erkrankten und am UKW behandelt wurden. Das Follow-up wurde am 31.05.2016 beendet. Insgesamt wurden 1154 F{\"a}lle gefunden, von denen 898 an einem NSCLC litten. Die weiteren Auswertungen haben sich auf das NSCLC-Kollektiv beschr{\"a}nkt. Aus der Datenbank des Tumorregisters, der Datenbank der Pathologie des UKW sowie mit Hilfe des Patientendokumentationsprogrammes SAP wurden folgenden Parameter erhoben: Geschlecht, Alter bei Diagnose, Diagnosejahr, Tumorstadium, Histologie, EGFR-Mutationsstatus, ECOG, Art der Therapien, TKI-Therapie Zweitmalignome, Metastasenlokalisationen sowie das Gesamt{\"u}berleben und ggf. der Todeszeitpunkt. Nach ausf{\"u}hrlichen Recherchen konnten die meisten Parameter vollst{\"a}ndig ermittelt werden. Lediglich beim EGFR-Mutationsstatus bestand die Limitation, dass nicht alle Patienten eine Mutationsanalyse erhalten hatten. Aus diesem Grund gibt es f{\"u}r einige Patienten eine unbekannte EGFR-Situation. 50 Vergleicht man die deskriptiven Ergebnisse mit Angaben aus der Literatur, konnte eine repr{\"a}sentative Verteilung der Patientenmerkmale ermittelt werden, sodass eine Relevanz der Ergebnisse angenommen werden kann. Die Geschlechterverteilung im NSCLC-Kollektiv war 65,8 \% M{\"a}nner und 34,2 \% Frauen. Das durchschnittliche Erkrankungsalter lag f{\"u}r M{\"a}nner bei 66,2 Jahren und f{\"u}r Frauen bei 64,1 Jahren. Mit {\"u}ber 50 \% fand sich bei den histologischen Typen vor allem das Adenokarzinom vor. Plattenepithelkarzinome hatten einen Anteil von 24,4 \%. Wie aus der Literatur bekannt, befand sich ein Großteil der Patienten bei Diagnosestellung bereits in einem fortgeschrittenen Stadium. Das UICC-Stadium IV machte dabei 48,8 \% und das UICC-Stadium IIIB 11,0 \% des Gesamtkollektivs aus. 178 Patienten erhielten im Laufe des Beobachtungszeitraumes eine Therapie mit einem TKI. Darunter befanden sich, {\"u}ber alle Stadien hinweg, 26 Patienten mit einer positiven EGFR-Mutation. Insgesamt trat die EGFR-Mutation zum Großteil unter Adenokarzinom-Histologie auf. Frauen hatten signifikant h{\"a}ufiger einen positiven EGFR-Mutationsnachweis als M{\"a}nner. Das mediane {\"U}berleben betrug f{\"u}r alle 898 Patienten 16,9 Monate. Getrennt nach Geschlechtern hatten Frauen mit 22,6 Monaten medianem {\"U}berleben einen signifikanten Vorteil gegen{\"u}ber M{\"a}nnern mit nur 15,6 Monaten. Ebenso fand sich bei Patienten mit einer bronchioloalveol{\"a}ren Histologie ein signifikanter {\"U}berlebensvorteil gegen{\"u}ber allen anderen histologischen Typen. Im Gegensatz dazu hatten großzellige Karzinome ein signifikant schlechteres {\"U}berleben als die anderen Histologien. Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor auf die Prognose stellt das UICC-Stadium dar. So nehmen mit steigendem UICC-Stadium das mediane {\"U}berleben sowie das 5-J{\"U}L ab. Die Auswertung der TKI-Therapie gestaltete sich schwieriger als prim{\"a}r angenommen. Vor allem der sogenannte „immortal time bias", welcher bereits aus anderen Studien bekannt war, sollte einen m{\"o}glichst geringen Einfluss auf die Ergebnisse haben. Aus diesem Grund wurde ein adaptiertes Matched-Pairs-Verfahren f{\"u}r die Analysen verwendet. Dabei wurde zur besseren Vergleichbarkeit eine homogene Gruppe f{\"u}r die TKI-Auswertung ermittelt. Kriterien hierf{\"u}r waren: Adenokarzinom-Histologie, UICC-Stadium IV, Alter bei 51 Diagnose 40 - 80 Jahre, ECOG 0 - 2, und eine mindestens 3-monatige Follow-up Zeit. Matches wurden anhand des Propensity Scores gefunden und mittels Kaplan-Meier-Kurven ausgewertet. Beim Vergleich der Gruppe von Patienten mit negativem EGFR-Mutationsstatus fand sich kein {\"U}berlebensvorteil f{\"u}r eine TKI-Therapie im Gegensatz zu einer konventionellen platinbasierten Chemotherapie. Bei Patienten mit einer aktivierenden Mutation im EGFR-Gen fand sich unter einer TKI-Therapie ein signifikant l{\"a}ngeres Gesamt{\"u}berleben als in der Vergleichsgruppe unter konventioneller Chemotherapie. Die Daten sprechen daf{\"u}r, dass die Ergebnisse aus klinischen Studien mit den Daten des Tumorregisters W{\"u}rzburg reproduzierbar sind. Bei nachgewiesener EGFR-Mutation die TKI-Therapie ein deutlich l{\"a}ngeres {\"U}berleben f{\"u}r den Patienten bietet. Trotz der signifikant l{\"a}ngeren {\"U}berlebenszeit von median 22,5 Monaten zu 15,0 Monaten, zeigte sich ein prognostischer Vorteil haupts{\"a}chlich in den ersten beiden Therapiejahren. Dieses Ph{\"a}nomen kann wahrscheinlich auf eine Resistenzentwicklung der Tumorzellen zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Insgesamt kann man sich f{\"u}r eine fl{\"a}chendeckende Testung auf EGFR-Mutationen bei fortgeschrittenen Bronchialkarzinomen aussprechen. Patienten sollte bei einer positiven Mutationsanalyse ein TKI als Erstlinientherapie angeboten werden. In anderen Studien wurde bereits gezeigt, dass diese Therapieform auch mit weniger Nebenwirkungen einhergeht. Eine TKI-Therapie kann f{\"u}r Patienten mit positiver EGFR-Mutation eine l{\"a}ngere {\"U}berlebenszeit in Kombination mit einer besseren Lebensqualit{\"a}t erm{\"o}glichen. Wie in einigen Studien bereits untersucht, sollten nicht nur Adenokarzinom Patienten eine Testung erhalten, sondern auch eine Erweiterung auf andere histologische Gruppen stattfinden. Insgesamt ist es wichtig, dass individualisierte Therapien weiter vorangebracht werden. Dabei darf aber nicht vergessen werden, dass diese neuen Therapien sehr kostspielig sind. Daher sollte immer untersucht werden, ob die in klinisch kontrollierten Studien gefundenen Ergebnisse auch unter „real life" Bedingungen reproduzierbar sind.}, subject = {NSCLC}, language = {de} } @phdthesis{Friedrich2019, author = {Friedrich, Maximilian Uwe}, title = {Funktionelle Charakterisierung einer Tripletdeletion in SLC5A4 (SGLT3) als Kandidatengen f{\"u}r das Aufmerksamkeitsdefizit-/ Hyperaktivit{\"a}tssyndrom (ADHS)}, doi = {10.25972/OPUS-18479}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-184791}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2019}, abstract = {Natrium-Glukose Transporter (SGLT) geh{\"o}ren zur „solute carrier 5" (SLC5) Familie, die sich durch einen sekund{\"a}r aktiven, natriumabh{\"a}ngigen Transport von Zuckern und an-deren Molek{\"u}len nach intrazellul{\"a}r auszeichnen. Die durch das Gen SLC5A4 kodierte Isoform SGLT3 transportiert dagegen keinen Zucker, sondern verh{\"a}lt sich als Glukosesensor, der nach Bindung seiner Liganden eine Membrandepolarisation induziert. In genomweiten Exomsequenzierungsstudien (whole exome sequencing, WES) mehrerer erweiterter Stammb{\"a}ume mit hoher Pr{\"a}valenz des Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivit{\"a}tssyndroms (ADHS) wurde im Vorfeld eine ATG-Tripletdeletion in SLC5A4 identifiziert, die zum Verlust einer Aminos{\"a}ure (ΔM500) in SGLT3 f{\"u}hrt und zumindest partiell mit dem klinischen Ph{\"a}notyp kosegregiert. In der vorliegenden Arbeit wurde die zentralnerv{\"o}se Expression von SGLT3 auf RNA- Ebene mittels Reverse-Transkriptase PCR sowie real-time PCR aus humanen Gesamt-RNAs nachgewiesen. Dabei konnte eine ubiquit{\"a}re Expression im Gehirn mit relativ erh{\"o}hter Expression unter anderem in Striatum und Hypothalamus, deren Dysfunktion in der Pathogenese des ADHS impliziert wurde, gezeigt werden. Da Mutationen in homologen Dom{\"a}nen der eng strukturverwandten Isoformen SGLT1 und SGLT2 sowohl intestinale als auch renale Funktionen schwer beeintr{\"a}chtigen, wurden in dieser Arbeit funktionelle Charakteristika sowohl des wildtypischen als auch der ΔM500 und der benachbarten ΔI501 Deletionsvariante von SGLT3 mittels Zwei-Elektroden Spannungs- und Stromklemme in entsprechend cRNA-injizierten Xenopus laevis Oozyten untersucht. Der hochpotente SGLT3-spezifische Iminozuckeragonist 1-Desoxynojirimycin (DNJ) induzierte an SGLT3-exprimierenden Oozyten in sauren Bedingungen etwa dreifach gr{\"o}ßere Kationeneinstr{\"o}me als D-Glukose, was sowohl im Spannungsklemmen-, und anhand einer entsprechenden Membrandepolarisation im Stromklemmenmodus gezeigt wurde. Die mit der ΔM500 bzw. ΔI501 Variante injizierten Oozyten dagegen zeigten in den maximalen Aktivierungsbedingungen um 92\% bzw. 96\% (p<0,01) reduzierte Kationeneinstr{\"o}me, sodass diese als hochgradig sch{\"a}dliche „Loss of Function" Mutationen in SGLT3 charakterisiert wurden. Dieser Befund wurde mittels bioinformatischer in-silico Effektvorhersage validiert. Um Konsequenzen der Sequenzalteration auf den Membraneinbau der Transporter zu untersuchen, wurden die mit einem gelb fluoreszierenden Farbstoff (YFP) markierten Transporter in Oozytenmembranen mittels Laser-Scanning Mikroskop nachgewiesen und die jeweiligen Mengen der Konstrukte anhand der Fluoreszenzintensit{\"a}ten quantifiziert. Dabei zeigte sich eine um 53\% bzw. 42\% (p<0,01) reduzierte Menge der mutierten Konstrukte ΔM500 bzw. ΔI501 in der Membran, was zus{\"a}tzliche sch{\"a}dliche Effekte der Mutationen auf das sogenannte Membrantargeting der Transporter belegt. Zusammenfassend demonstrieren die Ergebnisse dieser Arbeit, dass die ΔM500 Variante von SGLT3, welcher in ADHS-relevanten Hirnarealen exprimiert wird, dessen sub-stratinduzierte Natriumleitf{\"a}higkeit aufhebt und den Membraneinbau beeintr{\"a}chtigen k{\"o}nnte, was in Wechselwirkung mit anderen genetischen ADHS Risikovarianten das Risiko f{\"u}r ADHS in Mutationstr{\"a}gern beeinflussen kann.}, subject = {ADHS}, language = {de} } @phdthesis{Sasi2020, author = {Sasi, Manju}, title = {A mouse model for genetic deletion of presynaptic BDNF from adult hippocampal mossy fiber terminals}, doi = {10.25972/OPUS-18625}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-186250}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is a modulator and mediator of structural and functional plasticity at synapses in the central nervous system. Despite our profound knowledge about the synaptic function of BDNF at synapses, it is still controversially discussed whether synaptic BDNF acts primarily from pre- or postsynaptic sites. In the central nervous system, several studies show that mossy fiber (MF) projections formed by hippocampal granule neurons store the highest amount of BDNF. However, immunofluorescence and RNA labelling studies suggest that MF BDNF is primarily produced by granule neurons. Multiple other studies prefer the view that BDNF is primarily produced by postsynaptic neurons such as CA3 pyramidal neurons. Here, we question whether the BDNF, which is stored in the mossy fiber synapse, is primarily produced by granule neurons or whether by other cells in the MF-CA3 microcircuit. After standardization of immunolabelling of BDNF, confocal imaging confirmed the localization of BDNF in presynaptic MF terminals. This anterograde location of synaptic BDNF was also found in distinct regions of the fear and anxiety circuit, namely in the oval nucleus of the bed nucleus stria terminals (ovBNST) and in the central amygdala. To find out whether the presynaptic BDNF location is due to protein translation in the corresponding presynaptic dentate gyrus (DG) granule neuron, we developed and characterized a mouse model that exhibits BDNF deletion specifically from adult DG granule neurons. In this mouse model, loss of presynaptic BDNF immunoreactivity correlated with the specific Creactivity in granule neurons, thus confirming that MF BDNF is principally released by granule neurons. After BDNF deletion from granule neurons, we observed more immature neurons with widely arborized dendritic trees. This indicated that local BDNF deletion also affects the local adult neurogenesis, albeit Cre-mediated BDNF deletion only occur in adult granule neurons. Since BDNF is a master regulator of structural synaptic plasticity, it was questioned whether it is possible to visualize presynaptic, synapse-specific, structural plasticity in mossy fiber synapses. It was established that a combination of Cre-techniques together with targeting of GFP to membranes with the help of palmitoylation / myristoylation anchors was able to distinctly outline the synaptic structure of the BDNF-containing MF synapse. In summary, the mouse model characterized in here is suited to investigate the synaptic signalling function of presynaptic BDNF at the mossy fiber terminal, a model synapse to investigate microcircuit information processing from molecule to behaviour.}, subject = {Wachstumsfaktor}, language = {en} } @phdthesis{Lennartz2018, author = {Lennartz, Simon}, title = {Tissue Engineering der menschlichen Speicheldr{\"u}se unter Verwendung von Epithel- und mikrovaskul{\"a}ren Endothelzellen auf einer Matrix aus dezellularisiertem Schweinedarm}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-164116}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {Eine ausgepr{\"a}gte Mundtrockenheit, Xerostomie, entsteht h{\"a}ufig durch eine irreversible Funktionseinschr{\"a}nkung der Speicheldr{\"u}sen. Diese ist unter anderem durch die Einnahme bestimmter Medikamente, Autoimmunerkrankungen, fortgeschrittenes Alter oder die Bestrahlungstherapie von Tumoren der Kopf-Hals-Region bedingt, wobei letztere eine der h{\"a}ufigsten Ursachen darstellt. Konsequenzen der eingeschr{\"a}nkten Dr{\"u}senfunktion sind herabgesetzte Speichelflussraten, eine Reduktion des Mund-pH-Werts, eine ver{\"a}nderte Elektrolyt- und Immunglobulin-Zusammensetzung des Speichels und somit eine Verringerung des Infektionsschutzes. Die resultierenden Komplikationen erstrecken sich von Karies und rezidivierenden Infektionen bis hin zu Pilzbesiedelungen der Mundschleimhaut. Diese schr{\"a}nken die Lebensqualit{\"a}t der Patienten stark ein und f{\"u}hren h{\"a}ufig zu Therapieunterbrechungen. Fast die H{\"a}lfte der Patienten leidet unter Depressionen oder psychischen Belastungszust{\"a}nden. Es gibt wenige Therapieans{\"a}tze zur Behandlung der postradiogenen Xerostomie: Pilocarpin erh{\"o}ht zwar die Speichelflussraten, hat jedoch keinen signifikanten Effekt auf die Lebensqualit{\"a}t. Die operative Translokation der Glandula submandibularis hat den Weg in die klinische Routine noch nicht gefunden, w{\"a}hrend die intensit{\"a}tsmodulierte Bestrahlung (IMRT) nicht f{\"u}r jeden Patienten geeignet ist; beide zeigen jedoch einen positiven Effekt auf die Lebensqualit{\"a}t. Gentechnische und stammzellbasierte Ans{\"a}tze zur Regeneration des Dr{\"u}sengewebes befinden sich im Experimentalstadium. Somit ergibt sich ein dringender Bedarf an innovativen Optionen zur Behandlung der postradiogenen Xerostomie. Das Tissue Engineering, die Erstellung einer k{\"u}nstlichen Speicheldr{\"u}se aus k{\"o}rpereigenen Zellen, b{\"o}te hier ein potentielles Behandlungskonzept. Diese Studie soll deshalb untersuchen, ob humane Speicheldr{\"u}senepithelzellen (hSEZ) auf einer Matrix aus dezellularisiertem, porzinem Jejunum, der sogenannten Small intestinal submucosa + mucosa (SIS-muc), kultiviert werden k{\"o}nnen. K{\"o}nnen die Zellen innerhalb der Wachstumsperiode wichtige physiologische Differenzierungsmarker beibehalten? Kann die Produktion von α-Amylase, einem der wichtigsten Enzyme des menschlichen Speichels, erhalten werden? Welchen Einfluss hat die Kokultur mit mikrovaskul{\"a}ren Endothelzellen (mvEZ)? Und zuletzt: Ist dezellularisierter Schweinedarm eine potentiell geeignete Matrix f{\"u}r das Tissue Engineering der menschlichen Speicheldr{\"u}se? Zun{\"a}chst erfolgte die Entnahme von humanem Speicheldr{\"u}sengewebe, woraus hSEZ isoliert wurden. Diese wurden dann sowohl in Mono- als auch in Kokultur mit mvEZ auf die SIS-muc aufgebracht und auf dieser kultiviert. Die SIS-muc wurde aus kurzen Schweinedarm-Segmenten gewonnen, die in einem mehrstufigen Verfahren dezellularisiert wurden. Die besiedelte SIS-muc wurde mittels konventioneller sowie Immunfluoreszenzf{\"a}rbungen, Raster- und Transmissionsektronenmikroskopie (REM/TEM) sowie quantitativer Polymerasekettenreaktion (qPCR) untersucht, dar{\"u}ber hinaus erfolgte die Messung der α-Amylase-Enzymaktivit{\"a}t. Histologisch sowie in der REM zeigte sich sowohl in der Mono- als auch in der Kokultur eine konfluente Besiedelung der SIS-muc mit hSEZ. In der Kokultur formten mvEZ einen Monolayer auf der serosalen Matrixseite. Bei der Charakterisierung der hSEZ zeigte sich in den Immunfluoreszenzaufnahmen eine starke Auspr{\"a}gung von Zytokeratin, α-Amylase und Aquaporin-5 und eine moderate Auspr{\"a}gung von Claudin-1. Bei der Untersuchung der Funktion der α-Amylase konnte in der Kokultur von hSEZ mit mvEZ eine im Gegensatz zur Mono- und 2D-Kultur signifikant erh{\"o}hte Enzymaktivit{\"a}t der α-Amylase nachgewiesen werden. In der qPCR-Analyse der α-Amylase-Genexpression war die 3D-Kultur der 2D-Kultur {\"u}berlegen. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die Kultur von hSEZ auf der SIS-muc m{\"o}glich ist. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Zellen in 3D-Kultur spezifische Differenzierungsmerkmale beibehalten, die in der 2D-Kultur teils verloren gehen und dass hSEZ in Kokultur mit mvEZ eine gegen{\"u}ber der Monokultur signifikant erh{\"o}hte Produktion von α-Amylase aufweisen. Diese Arbeit liefert die Datengrundlage f{\"u}r zuk{\"u}nftige Studien im dynamischen Bioreaktor-Modell (BioVaSc), die auf dem Weg zur klinischen Translation notwendig sind. Somit stellt sie einen wichtigen Schritt in Richtung einer auf Tissue Engineering basierten Therapie der belastenden Xerostomie dar.}, subject = {Tissue Engineering}, language = {de} } @article{AlbersBernsteinBrachmannetal.2016, author = {Albers, Gregory W. and Bernstein, Richard A. and Brachmann, Johannes and Camm, John and Easton, J. Donald and Fromm, Peter and Goto, Shinya and Granger, Christopher B. and Hohnloser, Stefan H. and Hylek, Elaine and Jaffer, Amir K. and Krieger, Derk W. and Passman, Rod and Pines, Jesse M. and Reed, Shelby D. and Rothwell, Peter M. and Kowey, Peter R.}, title = {Heart Rhythm Monitoring Strategies for Cryptogenic Stroke: 2015 Diagnostics and Monitoring Stroke Focus Group Report}, series = {Journal of the American Heart Association}, volume = {5}, journal = {Journal of the American Heart Association}, number = {e00294}, doi = {10.1161/JAHA.115.002944}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-165709}, pages = {1-11}, year = {2016}, abstract = {No abstract available.}, language = {en} } @article{VanHauteDietmannKremeretal.2016, author = {Van Haute, Lindsey and Dietmann, Sabine and Kremer, Laura and Hussain, Shobbir and Pearce, Sarah F. and Powell, Christopher A. and Rorbach, Joanna and Lantaff, Rebecca and Blanco, Sandra and Sauer, Sascha and Kotzaeridou, Urania and Hoffmann, Georg F. and Memari, Yasin and Kolb-Kokocinski, Anja and Durbin, Richard and Mayr, Johannes A. and Frye, Michaela and Prokisch, Holger and Minczuk, Michal}, title = {Deficient methylation and formylation of mt-tRNA(Met) wobble cytosine in a patient carrying mutations in NSUN3}, series = {Nature Communications}, volume = {7}, journal = {Nature Communications}, doi = {10.1038/ncomms12039}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-165998}, pages = {12039}, year = {2016}, abstract = {Epitranscriptome modifications are required for structure and function of RNA and defects in these pathways have been associated with human disease. Here we identify the RNA target for the previously uncharacterized 5-methylcytosine (m5C) methyltransferase NSun3 and link m5C RNA modifications with energy metabolism. Using whole-exome sequencing, we identified loss-of-function mutations in NSUN3 in a patient presenting with combined mitochondrial respiratory chain complex deficiency. Patient-derived fibroblasts exhibit severe defects in mitochondrial translation that can be rescued by exogenous expression of NSun3. We show that NSun3 is required for deposition of m5C at the anticodon loop in the mitochondrially encoded transfer RNA methionine (mt-tRNAMet). Further, we demonstrate that m5C deficiency in mt-tRNAMet results in the lack of 5-formylcytosine (f5C) at the same tRNA position. Our findings demonstrate that NSUN3 is necessary for efficient mitochondrial translation and reveal that f5C in human mitochondrial RNA is generated by oxidative processing of m5C.}, language = {en} } @article{VučićevićGehreDhamijaetal.2016, author = {Vučićević, Dubravka and Gehre, Maja and Dhamija, Sonam and Friis-Hansen, Lennart and Meierhofer, David and Sauer, Sascha and {\O}rom, Ulf Andersson}, title = {The long non-coding RNA PARROT is an upstream regulator of c-Myc and affects proliferation and translation}, series = {Oncotarget}, volume = {7}, journal = {Oncotarget}, number = {23}, doi = {10.18632/oncotarget.8985}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-166519}, pages = {33934-33947}, year = {2016}, abstract = {Long non-coding RNAs are important regulators of gene expression and signaling pathways. The expression of long ncRNAs is dysregulated in cancer and other diseases. The identification and characterization of long ncRNAs is often challenging due to their low expression level and localization to chromatin. Here, we identify a functional long ncRNA, PARROT (Proliferation Associated RNA and Regulator Of Translation) transcribed by RNA polymerase II and expressed at a relatively high level in a number of cell lines. The PARROT long ncRNA is associated with proliferation in both transformed and normal cell lines. We characterize the long ncRNA PARROT as an upstream regulator of c-Myc affecting cellular proliferation and translation using RNA sequencing and mass spectrometry following depletion of the long ncRNA. PARROT is repressed during senescence of human mammary epithelial cells and overexpressed in some cancers, suggesting an important association with proliferation through regulation of c-Myc. With this study, we add to the knowledge of cytoplasmic functional long ncRNAs and extent the long ncRNA-Myc regulatory network in transformed and normal cells.}, language = {en} } @article{GroteKrysciakPetersenetal.2016, author = {Grote, Jessica and Krysciak, Dagmar and Petersen, Katrin and G{\"u}llert, Simon and Schmeisser, Christel and F{\"o}rstner, Konrad U. and Krishnan, Hari B. and Schwalbe, Harald and Kubatova, Nina and Streit, Wolfgang R.}, title = {The Absence of the N-acyl-homoserine-lactone Autoinducer Synthase Genes tral and ngrl Increases the Copy Number of the Symbiotic Plasmid in Sinorhizobium fredii NGR234}, series = {Frontiers in Microbiology}, volume = {7}, journal = {Frontiers in Microbiology}, number = {1858}, doi = {10.3389/fmicb.2016.01858}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-165185}, year = {2016}, abstract = {Plant-released flavonoids induce the transcription of symbiotic genes in rhizobia and one of the first bacterial responses is the synthesis of so called Nod factors. They are responsible for the initial root hair curling during onset of root nodule development. This signal exchange is believed to be essential for initiating the plant symbiosis with rhizobia affiliated with the Alphaproteobacteria. Here, we provide evidence that in the broad host range strain Sinorhizobium fredii NGR234 the complete lack of quorum sensing molecules results in an elevated copy number of its symbiotic plasmid (pNGR234a). This in turn triggers the expression of symbiotic genes and the production of Nod factors in the absence of plant signals. Therefore, increasing the copy number of specific plasmids could be a widespread mechanism of specialized bacterial populations to bridge gaps in signaling cascades.}, language = {en} } @article{MuellerStoetterKalluvyaetal.2015, author = {Mueller, A. and Stoetter, L. and Kalluvya, S. and Stich, A. and Majinge, C. and Weissbrich, B. and Kasang, C.}, title = {Prevalence of hepatitis B virus infection among health care workers in a tertiary hospital in Tanzania}, series = {BMC Infectious Diseases}, volume = {15}, journal = {BMC Infectious Diseases}, number = {386}, doi = {10.1186/s12879-015-1129-z}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141786}, year = {2015}, abstract = {Background: Sub-Saharan Africa has a high prevalence of hepatitis B virus (HBV) infections. Health care workers (HCWs) are at high risk of contracting HBV infection through their occupation. Vaccination of HCWs against HBV is standard practice in many countries, but is often not implemented in resource-poor settings. We aimed with this cross-sectional study to determine HBV prevalence, HCW vaccination status, and the risk factors for HCWs contracting HBV infection in Tanzania. Methods: We enrolled 600 HCWs from a tertiary Tanzanian hospital. Their demographics, medical histories, HBV vaccination details and risk factors for contracting blood-borne infections were collected using a standardized questionnaire. Serum samples were tested for HBV and hepatitis C virus (HCV) markers by ELISA techniques, PCR and an anti-HBs rapid test. HCWs were divided in two subgroups: those at risk of contracting HBV (rHCW 79.2 \%) via exposure to potentially infectious materials, and those considered not at risk of contracting HBV (nrHCW, 20.8 \%). Results: The overall prevalence of chronic HBV infection (HBsAg+, anti-HBc+, anti-HBs-) was 7.0 \% (42/598). Chronic HBV infection was found in 7.4 \% of rHCW versus 5.6 \% of nrHCW(p-value = 0.484). HCWs susceptible to HBV (HBsAg-, anti-HBc-, anti-HBs-) comprised 31.3 \%. HBV immunity achieved either by healed HBV infection (HBsAg-, anti-HBc+, anti-HBs+) or by vaccination (HBsAg-, anti-HBc-, anti-HBs+) comprised 36.5 \% and 20.2 \%, respectively. 4.8 \% of participants had indeterminate results (HBsAg-, anti-HBc+, anti-HBc-IgM-, anti-HBs-). Only 77.1 \% of HCWs who received a full vaccination course had an anti-HBs titer > 10 ml/U. An anti-HBs point-of-care test was 80.7 \% sensitive and 96.9 \% specific. There was a significantly higher risk for contracting HBV (anti-HBc+) among those HCW at occupational risk (rHCW) of older age (odds ratios (OR) in rHCW 3.297, p < 0.0001 vs. nrHCW 1.385, p = 0.606) and among those HCW being employed more than 11 years (OR 2.51, p < 0.0001***). HCV prevalence was low (HCV antibodies 1.2 \% and HCV-RNA 0.3 \%). Conclusions: Chronic HBV infection is common among Tanzanian HCWs. One third of HCWs were susceptible to HBV infection, highlighting the need for vaccination. Due to high prevalence of naturally acquired immunity against HBV pre-testing might be a useful tool to identify susceptible individuals.}, language = {en} } @unpublished{BaumannWillaschekKertessSzlaninkaetal.2017, author = {Baumann, Christoph and Willaschek, Christian and Kertess-Szlaninka, Tuende and Lang, Johanna and Buchhorn, Reiner}, title = {Implementing high energy liquid nutrition, omega-3 fatty acids and nutritional supplements for the treatment of anorexia nervosa}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-150430}, year = {2017}, abstract = {Objective: To examine the effects of two different treatment approaches on the course of anorexia nervosa (AN) over time. Methods: The subjects were 27 hospitalized AN patients (mean age: 14.91 years; mean BMI: 14.58; mean height: 163.56) . In our retrospective analysis we compared weight gain in two groups. While one group was treated with a standard oral refeeding protocol (historical control) through January 2013 (N=16), the second group (highly standardized refeeding protocol) received a high energy liquid nutrition and nutritional supplements including omega-3 fatty acids (N=11). Results: On admission, the two groups were comparable in terms of height, weight, age and heart rate. At the end of our monitoring time frame of 25 days, weight gain was 121.4\% higher in the highly standardized refeeding protocol group than in the historical control group (66.5 ±52.4 vs 147.3 ±55.7 grams/day; t-Test p=0.004; CI95\%: 29.3-132.2). About 45\% of our patients stated they were vegetarians at admission. However, we could not identify a vegetarian diet as a statistically significant negative prognostic factor for weight gain. Discussion: The highly standardized refeeding protocol seems to be helpful in malnourished AN patients to improve weight gain without enhancing the risk of a refeeding syndrome. Because of an increasing energy turnover, caloric intake should be adjusted during refeeding.}, subject = {Anorexia nervosa}, language = {en} } @phdthesis{Karl2016, author = {Karl, Stefan}, title = {Control Centrality in Non-Linear Biological Networks}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-150838}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2016}, abstract = {Biological systems such as cells or whole organisms are governed by complex regulatory networks of transcription factors, hormones and other regulators which determine the behavior of the system depending on internal and external stimuli. In mathematical models of these networks, genes are represented by interacting "nodes" whose "value" represents the activity of the gene. Control processes in these regulatory networks are challenging to elucidate and quantify. Previous control centrality metrics, which aim to mathematically capture the ability of individual nodes to control biological systems, have been found to suffer from problems regarding biological plausibility. This thesis presents a new approach to control centrality in biological networks. Three types of network control are distinguished: Total control centrality quantifies the impact of gene mutations and identifies potential pharmacological targets such as genes involved in oncogenesis (e.g. zinc finger protein GLI2 or bone morphogenetic proteins in chondrocytes). Dynamic control centrality describes relaying functions as observed in signaling cascades (e.g control in mouse colon stem cells). Value control centrality measures the direct influence of the value of the node on the network (e.g. Indian hedgehog as an essential regulator of proliferation in chondrocytes). Well-defined network manipulations define all three centralities not only for nodes, but also for the interactions between them, enabling detailed insights into network pathways. The calculation of the new metrics is made possible by substantial computational improvements in the simulation algorithms for several widely used mathematical modeling paradigms for genetic regulatory networks, which are implemented in the regulatory network simulation framework Jimena created for this thesis. Applying the new metrics to biological networks and artificial random networks shows how these mathematical concepts correspond to experimentally verified gene functions and signaling pathways in immunity and cell differentiation. In contrast to controversial previous results even from the Barab{\´a}si group, all results indicate that the ability to control biological networks resides in only few driver nodes characterized by a high number of connections to the rest of the network. Autoregulatory loops strongly increase the controllability of the network, i.e. its ability to control itself, and biological networks are characterized by high controllability in conjunction with high robustness against mutations, a combination that can be achieved best in sparsely connected networks with densities (i.e. connections to nodes ratios) around 2.0 - 3.0. The new concepts are thus considerably narrowing the gap between network science and biology and can be used in various areas such as system modeling, plausibility trials and system analyses. Medical applications discussed in this thesis include the search for oncogenes and pharmacological targets, as well their functional characterization.}, subject = {Bioinformatik}, language = {en} } @phdthesis{Kalleda2018, author = {Kalleda, Nataraja Swamy}, title = {Spatiotemporal analysis of immune cell recruitment and Neutrophil defence functions in \(Aspergillus\) \(fumigatus\) lung infections}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-150931}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {Humans are continuously exposed to airborne spores of the saprophytic fungus Aspergillus fumigatus. In healthy individuals, local pulmonary host defence mechanisms can efficiently eliminate the fungus without any overt symptoms. In contrast, A. fumigatus causes devastating infections in immunocompromised patients. However, local host immune responses against A. fumigatus lung infections in immunocompromised conditions have remained largely elusive. Given the dynamic changes in immune cell subsets within tissues upon immunosuppressive therapy, we dissected the spatiotemporal pulmonary immune response after A. fumigatus infection to reveal basic immunological events that fail to effectively control the invasive fungal disease. In different immunocompromised murine models, myeloid but not lymphoid cells were strongly recruited upon infection. Notably, neutrophils and macrophages were recruited to infected lungs in different immunosuppressed regimens. Other myeloid cells, particularly dendritic cells and monocytes were only recruited in the corticosteroid model after infection. Lymphoid cells, particularly CD4+ or CD8+ T-cells and NK cells were highly reduced upon immunosuppression and were not recruited after A. fumigatus infection. Importantly, adoptive CD11b+ myeloid cell transfer rescued immunosuppressed mice from lethal A. fumigatus infection. These findings illustrate that CD11b+ myeloid cells are critical for anti-A. fumigatus defence under immunocompromised conditions. Despite improved antifungal agents, invasive A. fumigatus lung infections cause a high rate morbidity and mortality in neutropenic patients. Granulocyte transfusions have been tested as an alternative therapy for the management of high-risk neutropenic patients with invasive A. fumigatus infections. To increase the granulocyte yield for transfusion, donors are treated with corticosteroids. Yet, the efficacy of granulocyte transfusion and the functional defence mechanisms of granulocytes collected from corticosteroid treated donors remain largely elusive. We aimed to assess the efficacy of granulocyte transfusion and functional defence mechanisms of corticosteroid treated granulocytes using mouse models. In this thesis, we show that transfusion of granulocytes from corticosteroid treated mice did not protect cyclophosphamide immunosuppressed mice against lethal A. fumigatus infection in contrast to granulocytes from untreated mice. Upon infection, increased levels of inflammatory cytokines helped to recruit granulocytes to the lungs without any recruitment defects in corticosteroid treated and infected mice or in cyclophosphamide immunosuppressed and infected mice that have received the granulocytes from corticosteroid treated mice. However, corticosteroid treated human or mouse neutrophils failed to form neutrophil extracellular traps (NETs) in in vitro and in vivo conditions. Further, corticosteroid treated granulocytes exhibited impaired ROS production against A. fumigatus. Notably, corticosteroids impaired the β-glucan receptor Dectin-1 (CLEC7A) on mouse and human granulocytes to efficiently recognize and phagocytize A. fumigatus, which markedly impaired fungal killing. We conclude that corticosteroid treatment of granulocyte donors for increasing neutrophil yields or patients with ongoing corticosteroid treatment could result in deleterious effects on granulocyte antifungal functions, thereby limiting the benefit of granulocyte transfusion therapies against invasive fungal infections.}, subject = {Aspergillus fumigatus}, language = {en} } @article{WorkuStichDaugschiesetal.2015, author = {Worku, Netsanet and Stich, August and Daugschies, Arwid and Wenzel, Iris and Kurz, Randy and Thieme, Rene and Kurz, Susanne and Birkenmeier, Gerd}, title = {Ethyl Pyruvate Emerges as a Safe and Fast Acting Agent against Trypanosoma brucei by Targeting Pyruvate Kinase Activity}, series = {PLoS ONE}, volume = {10}, journal = {PLoS ONE}, number = {9}, doi = {10.1371/journal.pone.0137353}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-150002}, pages = {e0137353}, year = {2015}, abstract = {Background Human African Trypanosomiasis (HAT) also called sleeping sickness is an infectious disease in humans caused by an extracellular protozoan parasite. The disease, if left untreated, results in 100\% mortality. Currently available drugs are full of severe drawbacks and fail to escape the fast development of trypanosoma resistance. Due to similarities in cell metabolism between cancerous tumors and trypanosoma cells, some of the current registered drugs against HAT have also been tested in cancer chemotherapy. Here we demonstrate for the first time that the simple ester, ethyl pyruvate, comprises such properties. Results The current study covers the efficacy and corresponding target evaluation of ethyl pyruvate on T. brucei cell lines using a combination of biochemical techniques including cell proliferation assays, enzyme kinetics, phasecontrast microscopic video imaging and ex vivo toxicity tests. We have shown that ethyl pyruvate effectively kills trypanosomes most probably by net ATP depletion through inhibition of pyruvate kinase (Ki = 3.0\(\pm\)0.29 mM). The potential of ethyl pyruvate as a trypanocidal compound is also strengthened by its fast acting property, killing cells within three hours post exposure. This has been demonstrated using video imaging of live cells as well as concentration and time dependency experiments. Most importantly, ethyl pyruvate produces minimal side effects in human red cells and is known to easily cross the blood-brain-barrier. This makes it a promising candidate for effective treatment of the two clinical stages of sleeping sickness. Trypanosome drug-resistance tests indicate irreversible cell death and a low incidence of resistance development under experimental conditions. Conclusion Our results present ethyl pyruvate as a safe and fast acting trypanocidal compound and show that it inhibits the enzyme pyruvate kinase. Competitive inhibition of this enzyme was found to cause ATP depletion and cell death. Due to its ability to easily cross the blood-brain-barrier, ethyl pyruvate could be considered as new candidate agent to treat the hemo-lymphatic as well as neurological stages of sleeping sickness.}, language = {en} } @article{MouraoMirandaHardoonHahnetal.2011, author = {Mour{\~a}o-Miranda, Janaina and Hardoon, David R. and Hahn, Tim and Marquand, Andre F. and Williams, Steve C.R. and Shawe-Taylor, John and Brammer, Michael}, title = {Patient classification as an outlier detection problem: An application of the One-Class Support Vector Machine}, series = {NeuroImage}, volume = {58}, journal = {NeuroImage}, number = {3}, doi = {10.1016/j.neuroimage.2011.06.042}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141412}, pages = {793-804}, year = {2011}, abstract = {Pattern recognition approaches, such as the Support Vector Machine (SVM), have been successfully used to classify groups of individuals based on their patterns of brain activity or structure. However these approaches focus on finding group differences and are not applicable to situations where one is interested in accessing deviations from a specific class or population. In the present work we propose an application of the one-class SVM (OC-SVM) to investigate if patterns of fMRI response to sad facial expressions in depressed patients would be classified as outliers in relation to patterns of healthy control subjects. We defined features based on whole brain voxels and anatomical regions. In both cases we found a significant correlation between the OC-SVM predictions and the patients' Hamilton Rating Scale for Depression (HRSD), i.e. the more depressed the patients were the more of an outlier they were. In addition the OC-SVM split the patient groups into two subgroups whose membership was associated with future response to treatment. When applied to region-based features the OC-SVM classified 52\% of patients as outliers. However among the patients classified as outliers 70\% did not respond to treatment and among those classified as non-outliers 89\% responded to treatment. In addition 89\% of the healthy controls were classified as non-outliers.}, language = {en} } @phdthesis{Juergens2016, author = {J{\"u}rgens, Constantin Johannes Sebastian}, title = {Untersuchungen zum antiproliferativen Potential von Stoffwechselinhibitoren bei tumorphysiologischen Sauerstoffkonzentrationen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-140061}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2016}, abstract = {Das Ziel der Arbeit war zu untersuchen, ob der Stoffwechsel kolorektaler Karzi-nomzellen geeignete Targetstrukturen f{\"u}r m{\"o}gliche therapeutische Ans{\"a}tze aufweist. In Krebszellen induziert sowohl der Warburg-Effekt bei Normoxie als auch die anaerobe Glykolyse bei Hypoxie eine massive Bildung von Laktat. Wird die Krebszelle dauerhaft daran gehindert, die f{\"u}r die Glykolyse notwendi-gen Reduktions{\"a}quivalente NADH+H+ mit Hilfe der Laktatdehydrogenase zu reoxidieren und/oder Laktat {\"u}ber die Transporter MCT1 und MCT4 nach außen zu schleusen, dann l{\"o}st diese Kombination aus Mangelsituation und intrazellul{\"a}rer Ans{\"a}uerung den apoptotischen Zelltod aus. F{\"u}r die Situation in vivo ist entscheidend, dass auch Zellen von Normalgeweben zwar Laktat in Hypoxie bilden, dies jedoch keine vorherrschende physiologische Situation darstellt. Die Hemmstoffe Natriumoxamat (NaOx) f{\"u}r die Laktatdehydrogenase und α-Cyano-4-Hydroxycinnamat (αCHC) f{\"u}r MCT1 und MCT4 wurden an den sechs humanen kolorektalen Karzinomzelllinien Colo741, HCT116, HT29, LS174T, SW620 und WiDr untersucht. Zus{\"a}tzlich wurde der Glukoseverbrauch und die Laktatbildung bestimmt und die Funktion der Atmungskette {\"u}berpr{\"u}ft. Die IC50-Werte f{\"u}r 5-FU, NaOx und αCHC wurden bestimmt und danach NaOx in einer Konzentration von 40x10-3 mol/L, αCHC in einer Konzentration von 2x10-3 mol/L und 5-FU in einer Konzentration von 5x10-6 mol/L eingesetzt. Die Zellen wurden bei tumorphysiologischen Sauerstoffkonzentrationen von 5 \% und 1 \% Sauerstoff f{\"u}r bis zu 120 Stunden inkubiert. Die Funktion der Atmungskette in den Mitochondrien der kolorektalen Karzi-nomzellen wurde u. a. durch Bestimmung wichtiger Kenngr{\"o}ßen wie dem P:O Quotienten und des respiratorischen Kontrollindex (RKI) nachgewiesen. F{\"u}nf der sechs Karzinomzelllinien wiesen im Vergleich zur Kontrollzelllinie J774 einen verringerten P:O-Quotienten und respiratorischen Kontrollindex (RKI) auf, was darauf hindeutet, dass die Funktion der Mitochondrien dieser Zellen im Vergleich zu Kontrollzellen zwar verringert war, aber nicht vollst{\"a}ndig aufgehoben. Dieses Ergebnis st{\"u}tzt die allgemein akzeptierte Auffassung, dass die meisten Tumore {\"u}ber funktionelle Mitochondrien verf{\"u}gen. Durch die Analyse des Glukosestoffwechsels wurden die sechs kolorektalen Zelllinien, die einen unterschiedlich stark ausgepr{\"a}gten glykolytischen Ph{\"a}notyp aufwiesen, nach der St{\"a}rke der Laktatbildung bei 5 \% Sauerstoff in drei Kategorien eingeordnet. Zudem wurde f{\"u}r jede der sechs Zelllinien die Expression von LDH-A, LDH-B sowie MCT-1 und MCT-4 auf Proteinebene nachgewiesen. Wesentliches Ziel der Untersuchungen war die {\"U}berpr{\"u}fung des antiprolife-rativen Potentials der beiden Inhibitoren NaOx und αCHC einzeln oder in Kombination mit 5-FU bei den tumorspezifischen Sauerstoffkonzentrationen von 5 \% und 1 \%. Die Kombination aus NaOx und αCHC induzierte bei 1 \% Sauerstoff nach 9 Tagen in Kultur zytotoxische Effekte und war damit so wirksam wie 5x10-6 mol/L 5-FU. Die Zugabe von 5-FU zur Kombination aus NaOx und αCHC f{\"u}hrte zu keiner Steigerung des zelltoxischen Effektes. Die beiden Inhibitoren NaOx und αCHC waren f{\"u}r SW620 Zellen weniger wirksam als f{\"u}r Zellen der anderen f{\"u}nf Zelllinien. Das mehr „oxidative" Profil von SW620 Zellen (bester P:O-Quotient, geringste Laktatbildung bei 5 \% und 1 \% Sauerstoff; zudem die h{\"o}chsten IC50-Werte f{\"u}r NaOx und αCHC) k{\"o}nnte erkl{\"a}ren, warum die beiden Stoffwechselinhibitoren, die einen glykolytischen Ph{\"a}notyp (starke Bildung von Laktat) erfordern, f{\"u}r SW620 Zellen von geringerer Wirksamkeit waren. F{\"u}r die Hemmstoffe NaOx und αCHC wurden zytostatische bzw. zytotoxische Effekte in kolorektalen Karzinomzellen gezeigt. Dies deutet darauf hin, dass Krebszellen auf einen ungehinderten glykolytischen Stoffwechsel angewiesen sind. F{\"u}r beide Hemmstoffe wurde ebenfalls gezeigt, dass sie auch bei tumorre-levanten Sauerstoffkonzentrationen von 5 \% und 1 \% wirksam sind.}, subject = {Tumorzelle}, language = {de} } @phdthesis{Hellwig2019, author = {Hellwig, Nico}, title = {Implementierung eines Herzinfarktnetzes im l{\"a}ndlichen Raum mit Hilfe der FITT-STEMI-Studie}, doi = {10.25972/OPUS-18441}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-184414}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2019}, abstract = {Ziel der Doktorarbeit war die Implementierung eines Herzinfarktnetzes im l{\"a}ndlichen Raum mit Hilfe der FITT-STEMI-Studie und damit die Optimierung der Abl{\"a}ufe der Behandlungen und Verbesserung der Prognose der Patienten. Die Ergebnisse wurden quartalsweise mit den beteiligten Berufsgruppen wie Not{\"a}rzten, Sanit{\"a}tern, Personal der Intensivstation, den einweisenden Kliniken etc. besprochen und so ein Netzwerk aufgebaut. Dadurch konnte das Einzugsgebiet erweitert werden, die Prim{\"a}rtransporte nahmen von 54 auf 65 \% und die telefonischen Infarktank{\"u}ndigungen von 43 auf 80 \% zu, zudem konnte die door-to-catheter-Zeit bei Prim{\"a}rtransporten von 40 auf 23 min. gesenkt werden.}, subject = {STEMI}, language = {de} } @article{PlauthGeikowskiCichonetal.2016, author = {Plauth, Annabell and Geikowski, Anne and Cichon, Susanne and Wowro, Sylvia J. and Liedgens, Linda and Rousseau, Morten and Weidner, Christopher and Fuhr, Luise and Kliem, Magdalena and Jenkins, Gail and Lotito, Silvina and Wainwright, Linda J. and Sauer, Sascha}, title = {Hormetic shifting of redox environment by pro-oxidative resveratrol protects cells against stress}, series = {Free Radical Biology and Medicine}, volume = {99}, journal = {Free Radical Biology and Medicine}, doi = {10.1016/j.freeradbiomed.2016.08.006}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-187186}, pages = {608-622}, year = {2016}, abstract = {Resveratrol has gained tremendous interest owing to multiple reported health-beneficial effects. However, the underlying key mechanism of action of this natural product remained largely controversial. Here, we demonstrate that under physiologically relevant conditions major biological effects of resveratrol can be attributed to its generation of oxidation products such as reactive oxygen species (ROS). At low nontoxic concentrations (in general < 50 mu M), treatment with resveratrol increased viability in a set of representative cell models, whereas application of quenchers of ROS completely truncated these beneficial effects. Notably, resveratrol treatment led to mild, Nrf2-specific gene expression reprogramming. For example, in primary epidermal keratinocytes derived from human skin this coordinated process resulted in a 1.3-fold increase of endogenously generated glutathione (GSH) and subsequently in a quantitative reduction of the cellular redox environment by 2.61 mV mmol GSH per g protein. After induction of oxidative stress by using 0.78\% (v/v) ethanol, endogenous generation of ROS was consequently reduced by 24\% in resveratrol pre-treated cells. In contrast to the common perception that resveratrol acts mainly as a chemical antioxidant or as a target protein-specific ligand, we propose that the cellular response to resveratrol treatment is essentially based on oxidative triggering. In physiological microenvironments this molecular training can lead to hormetic shifting of cellular defense towards a more reductive state to improve physiological resilience to oxidative stress.}, language = {en} } @phdthesis{MuellerHuebner2020, author = {M{\"u}ller-H{\"u}bner, Laura}, title = {The role of nuclear architecture in the context of antigenic variation in Trypanosoma brucei}, doi = {10.25972/OPUS-18707}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-187074}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Antigenic variation of surface proteins is a commonly used strategy among pathogens to evade the host immune response [63]. The mechanism underlying antigenic variation relies on monoallelic exclusion of a single gene from a hypervariable multigene family combined with repeated, systematic changes in antigen expression. In many systems, these gene families are arranged in subtelomeric contingency loci that are subject to both transcriptional repression and enhanced mutagenesis and recombination [16]. Eviction of a selected gene from a repressed antigen repertoire can be achieved e.g. by recombination into a dedicated, transcriptionally permissive site or by local epigenetic alterations in chromatin composition of the selected gene. Both processes are ultimately affected by genome architecture. Architectural proteins controlling antigenic variation have, however, remained elusive in any pathogen. The unicellular protozoan parasite Trypanosoma brucei evades the host immune response by periodically changing expression of a single variant surface glycoprotein (VSG) from a repertoire of ~3000 VSG genes - the largest mutually exclusively expressed gene family described today. To activate a selected VSG gene, it needs to be located in a dedicated expression site that becomes subject to relocation into a distinct, transcriptionally active subnuclear compartment, the expression site body (ESB). Whereas this emphasizes the importance of nuclear architecture in regulating antigen expression in T. brucei, the mechanisms underlying spatial positioning of DNA in T. brucei are not well understood. In this study I applied genome-wide chromosome conformation capture (Hi-C) to obtain a comprehensive picture of the T. brucei genome in three dimensions, both in procyclic and bloodstream form parasites. Hi-C revealed a highly structured nucleus with megabase chromosomes occupying distinct chromosome territories. Further, specific trans interactions between chromosomes, among which are clusters of centromeres, rRNA genes and procyclins became apparent. With respect to antigenic variation, Hi-C revealed a striking compaction of the subtelomeric VSG gene repertoire and a strong clustering of transcriptionally repressed VSG-containing expression sites. Further, Hi-C analyses confirmed the spatial separation of the actively transcribed from the silenced expression sites in three dimensions. I further sought to characterize architectural proteins mediating nuclear architecture in T. brucei. Whereas CTCF is absent in non-metazoans, we found cohesin to be expressed throughout the cell cycle, emphasizing a function beyond sister chromatid cohesion in S-phase. By Chromatin-Immunoprecipitation with sequencing (ChIPseq), I found cohesin enrichment to coincide with the presence of histone H3 vari- ant (H3.V) and H4 variant (H4.V). Most importantly, cohesin and the histone variants were enriched towards the VSG gene at silent and active expression sites. While the deletion of H3.V led to increased clustering of expression sites in three dimensions and increased chromatin accessibility at expression site promoters, the additional deletion of H4.V increased chromatin accessibility at expression sits even further. RNAseq showed that mutually exclusive VSG expression was lost in H3.V and H4.V single and double deletion mutants. Immunofluorescence imaging of surface VSGs, flow cytometry and single-cell RNAseq revealed a progressive loss of VSG-2 expression, indicative of an increase in VSG switching rate in the H3.V/H4.V double deletion mutants. Using long-read sequencing technology, we found that VSG switching occurred via recombination and concluded, that the concomitant increase in spatial proximity and accessibility among expression sites facilitated the recombination event. I therefore identified the histone variants H3.V and H4.V to act at the interface of global nuclear architecture and chromatin accessibility and to represent a link between genome architecture and antigenic variation.}, subject = {Trypanosoma brucei brucei}, language = {en} }