TY  - THES
A1  - Kirchner, Juliane
T1  - Die Veränderungen der Tight Junction-Proteine der Blut-Rückenmarkschranke in einem neuropathischen Schmerzmodell bei Ratten
T1  - Tight junction proteins in the blood-spinal cord barrier in neuropathic pain
N2  - Neuropathische Schmerzen treten in der klinischen Praxis häufig auf und
beeinträchtigen in hohem Maße die Lebensqualität der Patienten. Bedingt durch eine
Schädigung somatosensorischer Nervenstrukturen im peripheren oder zentralen
Nervensystem ist der Schmerz meist durch eine Allodynie, Hyperalgesie oder
einschießende Schmerzen charakterisiert. Diese Symptome lassen sich durch
gängige Schmerzmittel kaum lindern. In jüngerer Zeit rückte die Blut-Rückenmarkschranke immer mehr in den Fokus verschiedener Untersuchungen, da auch
einige nicht-schmerzhafte Erkrankungen (z.B. Multiple Sklerose und Amyotrophe
Lateralsklerose) zur Veränderung dieser Barriere mit folgender Permeabilitätserhöhung
durch reduzierte Tight Junction-Protein-Expression führen. Die Blut-
Rückenmarkschranke dichtet Gefäße des Rückenmarks ab und verhindert das
Eindringen toxischer oder proanalgetischer Mediatoren in das zentrale Nervensystem.
Dafür ist die Funktion der Tight Junction-Proteine zur Aufrechterhaltung dieser Barriere
essentiell. Dennoch konnte die Rolle der Blut-Rückenmarkschranke bei Neuropathie
noch nicht vollständig erörtert werden. Die Untersuchungen meiner Arbeitsgruppe
konnten bereits zeigen, dass eine lockere Ligatur des N. ischiadicus bei Ratten (CCI;
chronic constriction injury) zur Entwicklung einer thermischen und mechanischen
Hyperalgesie sowie eingeschränkten motorischen Funktionen führt. Zudem konnte
eine Störung der Blut-Rückenmarkschranke nach einer CCI nachgewiesen werden, da
es Tracern unterschiedlicher molekularer Größe möglich war das Rückenmark zu
penetrieren. Daher sollte im Rahmen dieser Dissertation untersucht werden, inwieweit
es zu einer Veränderung unterschiedlicher Tight Junction-Proteine nach peripherer
Nervenverletzung (CCI) kommt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass eine CCI zu einer
Herabregulation der mRNA-Expression von Claudin-1, Claudin-19, Tricellulin und
Occludin im Rückenmark führt, wobei diese Veränderungen insbesondere 7 und 14 d
nach der CCI auftraten. Die membranäre Expression dieser Proteine im Rückenmark
blieb bis auf Occludin unverändert, das 7 d nach der CCI signifikant reduziert war. Am
deutlichsten waren jedoch Claudin-5 und ZO-1 verändert. Folglich vermindert eine CCI
signifikant die Claudin-5-mRNA sowie die Immunreaktivität in isolierten Kapillaren des
Rückenmarks. Das Ankerprotein ZO-1 war sogar auf allen Ebenen, also in der Genals
auch Proteinexpression, und darüber hinaus in den Rückenmarkskapillaren
signifikant reduziert.

Die Interpretation dieser Ergebnisse legt nahe, dass ZO-1, und zum Teil auch
Claudin-5, für die gestörte Blut-Rückenmarkschranke verantwortlich sind und die
anderen untersuchten Proteine vermutlich nur eine untergeordnete Rolle spielen. Die
Bedeutung der Tight Junction-Proteine in der Blut-Rückenmarkschranke konnte somit
weiter untermauert werden. In zukünftigen Untersuchungen wäre es wichtig den
Signalweg, der zur Veränderung der Tight Junction-Proteine führt sowie die
subzelluläre Lokalisation zu untersuchen, um Möglichkeiten zum Wiederverschluss
der Barriere zu finden. Somit könnten Therapien zur Aufrechterhaltung der Blut-
Rückenmarkhomöostase den neuropathischen Schmerz unter Umständen kausal, und
nicht nur symptomatisch, behandelbar machen.
N2  - Chronic neuropathic pain is common in clinical practice and it greatly impairs the
quality of life of patients. Due to a lesion or disease of the peripheral or central nervous system neuropathic pain is characterized by allodynia, hyperalgesia and spontaneous
pain. The treatment of neuropathic pain remains a challenge since conventional pain
treatment is not effective in alleviating most types of neuropathic pain. Lately a lot of
research has focussed on the function of the blood-spinal cord barrier (BSCB) since
some non-painful diseases (e.g. multiple sclerosis and amyotrophic lateral sclerosis)
compromise the barrier and lead to reduced tight junction protein expression. The
BSCB prevents leakage of molecules such as pronociceptive and toxic mediators into
the spinal cord. Tight junction proteins are essential in maintaining this barrier by
restricting the paracellular diffusion pathway. Nevertheless, the pathophysiology of
neuropathic pain is not completely understood. Recently, this scientific work group
observed that rats with a loose ligation of the sciatic nerve (CCI) developed thermal
and mechanical hypersensitivity and reduced motor performance. The BSCB became
permeable for small and large tracers indicating a breakdown of the barrier. This study
was therefore designed to explore selected tight junction proteins after nerve injury
using CCI. The mRNA expression of claudin-1, claudin-19, tricellulin and occludin was
significantly reduced at 7 and 14 days after CCI. No alteration in protein expression
was observed at any chosen time point except for occludin which was significantly
decreased 7 days after CCI. In addition, CCI leads to a reduction of tight junction
proteins most pronounced for claudin-5 an ZO-1. Claudin-5 mRNA expression and
immunoreactivity in spinal cord capillaries is significantly reduced after CCI. The
anchor protein ZO-1 is even downregulated at mRNA and protein levels in the whole
lumbar spinal cord as well as in the spinal cord capillaries. In conclusion, this research
shows that ZO-1 and in part claudin-5 are necessary for maintaining the BSCB while
other tight junction proteins possibly play a minor role for the tightness of the barrier.
These results further emphasize the importance of tight junction proteins in the BSCB.
In future research the signaling pathway and regulation of these tight junction proteins
should be explored as barrier sealing could be a possibility for pain relief in the future.
KW  - Tight junction
KW  - Neuralgie
KW  - Blut-Rückenmarkschranke
KW  - Neuropathischer Schmerz
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-222634
ER  - 
TY  - THES
A1  - Müller-Scholden, Lara
T1  - Einfluss spezifischer kardiovaskulärer Risikofaktoren und ihrer Kombination auf die Karotis-Intima-Media-Dicke und Erstellung von Normwerten – Ergebnisse der STAAB Kohortenstudie
T1  - Impact of particular Cardiovascular Risk Factors and their combination on Carotid-Intima-Media-Thickness (CIMT) and Development of Reference Values among Healthy Adults – Findings from the STAAB cohort study
N2  - Primary prevention in cardiovascular diseases is becoming more and more important as they are still the number one cause of morbidity and mortality in industrialized countries. Many cardiovascular events may even occur in clinically asymptomatic patients. The atherosclerosis as underlying pathogenesis is increasingly well understood and risk factors with a harmful influence are identified. However, by measuring the carotid-intima-media-thickness (CIMT) via B-mode ultrasound there is a widely accepted, safe, noninvasive, sensitive and reproducible technique to assess subclinical vascular diseases. The CIMT is established as a surrogate marker for atherosclerosis and its increase is associated with the presence of cardiovascular risk factors. The basic prerequisite for further risk stratification, according to the level of arteriosclerosis represented by the CIMT, is to define gender-, age- and region-specific reference values. The latest version of the international guidelines for cardiovascular risk prediction do no longer recommend the use of CIMT for cardiovascular risk prediction in the general population. This may be attributed to the fact, that the experts refer to studies in which only the measurement of a single segment was considered. Thus the aim of the present study was to assess a potential segment-specific impact of particular cardiovascular risk factors on the CIMT. Furthermore the goal was to evaluate the relevance of the existing models for risk prediction and to discuss the current recommendations for the use of CIMT. Additionally, reference values were developed from data of a representative group of the general population of Würzburg and the reproducibility of the data collection was examined.
Subjects derived from the population-based STAAB (Characteristics and Course of Heart Failure Stages A-B and Determinants of Progression) cohort study, that included people of the general population of Würzburg aged 30 to 79 years [12]. CIMT was measured on the far wall of both sides in three different predefined locations: common carotid artery (CCA), bulb, and internal carotid artery (ICA). Diabetes, dyslipidemia, hypertension, smoking and obesity were considered as risk factors. In multivariable logistic regression analysis, odds ratios of risk factors per location were estimated for the endpoint of individual age- and sex-adjusted 75th percentile of CIMT. These thresholds were derived from the standard values of the general population. An apparently healthy subpopulation was formed to generate these reference values, which consists only of people that did not exhibit any of the above mentioned risk factors or manifest cardiovascular diseases. 2492 subjects were included in the analysis. Segment-specific CIMT was highest in the bulb, followed by CCA, and lowest in the ICA. The reproducibility between the investigators was overall weaker than in comparable studies, therefore a potential improvement of the training protocol for inexperienced persons was assumed. Moreover, the results of the reproducibility analysis illustrate the need for a standardized, internationally recognized protocol for the training of CIMT investigators and an exact measurement protocol. The reference values of the apparently healthy population were consistent with values from other authors collected in a comparable way and formed the basis for further investigations. CIMT increases with age and independently with the number of risk factors. Dyslipidemia, hypertension, and smoking were associated with higher CIMT, but diabetes and obesity were not (OR (95% CI) between 1.28 (0.98 - 1.65), ACC, and 1.86 (1.53 - 2.27), bulb). We observed no segment-specific association between the three different locations and risk factors, except for a possible interaction between smoking and ICA. As no segment-specific association between cardiovascular risk factors and CIMT became evident, one simple measurement of one location may suffice to assess the cardiovascular risk of an individual. In addition, the identified risk factors are reflected in the current models for risk prediction and prevention, so that the added value of the use of CIMT in the general population loses importance.
N2  - Kardiovaskuläre Erkrankungen sind unverändert die häufigste Ursache für Morbidität und Mortalität in den Industrienationen [1]. Die Risikoprädiktion und -prävention dieser Erkrankungen ist von großer Bedeutung, unter anderem deswegen weil primäre Ereignisse bei bis dato asymptomatischen Personen auftreten können [2]. Die zugrundeliegende Pathogenese, die Arteriosklerose, ist immer besser erforscht und zugleich sind Risikofaktoren identifiziert, die einen schädlichen Einfluss haben [3, 4]. Durch die Messung der Karotis-Intima-Media-Dicke (Carotid-Intima-Media-Thickness, CIMT) mittels B-Mode Ultraschall steht eine weit verbreitete, sichere und anerkannte Methode zur Verfügung, mit der bereits subklinische Formen der Arteriosklerose erfasst werden können [5]. Die CIMT ist als Surrogatparameter für eine generalisierte Arteriosklerose im gesamten Gefäßsystem etabliert und ihre Zunahme wird mit dem Vorliegen von kardiovaskulären Risikofaktoren assoziiert [6-8]. In der Risikoprädiktion mit Hilfe der CIMT bilden  geschlechts-, alters- und regionalspezifische Normwerte die Basis [5]. Die aktuellen internationalen Leitlinien empfehlen in ihren neusten Fassungen, nicht mehr die CIMT zur kardiovaskulären Risikoprädiktion in der Allgemeinbevölkerung einzusetzen [1, 9]. Die Experten berufen sich auf Studien, in denen lediglich ein singuläres Messsegment betrachtet wurde [1, 9-11]. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es den Einfluss spezifischer kardiovaskulärer Risikofaktoren auf die verschiedenen Segmente der A. carotis zu erfassen und – davon ausgehend – den Stellenwert der vorhandenen Modelle zur Risikoprädiktion zu evaluieren. Des Weiteren wurden Normwerte aus einer repräsentativen Gruppe der Würzburger Allgemeinbevölkerung gebildet und die Reproduzierbarkeit der Ultraschalluntersuchung im Bereich der Halsschlagader überprüft. 
Den Berechnungen liegen Daten der STAAB-Kohortenstudie (Häufigkeit und Einflussfaktoren auf frühe STAdien A und B der Herzinsuffizienz in der Bevölkerung) zugrunde, einer große Bevölkerungsstudie, die seit 2015 Daten der Würzburger Bevölkerung erhebt [12]. Es wurden Probanden zwischen mit einem Alter zwischen 30 und 79 Jahren eingeschlossen. Die CIMT wurde auf beiden Seiten des Halses auf der schallkopffernen Seite an drei vorab definierten Lokalisationen des Gefäßes, der A. carotis communis (ACC), dem Bulbus und der A. carotis interna (ACI), vermessen. Es wurden die fünf Risikofaktoren Diabetes mellitus, Dyslipidämie, Hypertonie, Rauchen und Übergewicht berücksichtigt. Mittels einer logistischen Regression wurde der spezifische Einfluss dieser Faktoren auf die individuelle, alters- und geschlechtsbasierte 75. Perzentile der CIMT in den einzelnen Lokalisationen betrachtet. Diese Grenzwerte stammten aus den eigens erstellten Normwerten für die Allgemeinbevölkerung. Es wurde eine „gesunde“ Subpopulation zur Erstellung dieser Normwerte gebildet, die keine der oben genannten Risikofaktoren sowie keine manifesten kardiovaskulären Erkrankungen aufwiesen.
Die Auswertung umfasste die Daten von insgesamt 2492 Probanden. Die segmentspezifische CIMT war am größten im Bereich Bulbus, gefolgt von der ACC und der ACI. Männer hatten höhere Wanddickenwerte und mehr Risikofaktoren als Frauen. Die Reproduzierbarkeit zwischen den einzelnen Untersuchern war insgesamt moderat bis stark. Im Vergleich zu anderen Studien zeigte sich jedoch insgesamt eine schwächere Übereinstimmung, so dass von einer potentiellen Verbesserung des Schulungsprotokolls für unerfahrene Personen ausgegangen wird. Die Ergebnisse der Reproduzierbarkeitsanalyse verdeutlichen den Bedarf eines standardisierten, international anerkannten Protokolls zur Schulung von Untersuchern der CIMT und eines exakten Messprotokolls [5, 13]. Die erhobenen Normwerte der „Gesunden“ zeigten eine Konsistenz mit verschiedenen, auf vergleichbare Weise erhobenen Werten und bildeten die Basis für die weiteren Untersuchungen. Die CIMT nahm mit dem Alter und – unabhängig davon – ebenfalls mit der Anzahl an Risikofaktoren zu. Die Faktoren Dyslipidämie, Rauchen und Hypertonie hatten einen statistisch signifikanten Einfluss für das Überschreiten des Grenzwertes der 75. Perzentile (OR (95 % KI) zwischen 1,28 (0,98 – 1,65), ACC, und 1,86 (1,53 – 2,27), Bulbus) [14]. Die Faktoren Diabetes mellitus und Übergewicht zeigten im verwendeten Modell keinen Effekt auf die CIMT. Insgesamt konnte, bis auf eine mögliche Interaktion zwischen dem Risikofaktor Rauchen und der ACI, kein segmentspezifischer Effekt beobachtet werden [14]. Daraus resultierend wurde die Hypothese aufgestellt, dass zur Erfassung des kardiovaskulären Risikos einer Person die Messung eines singulären Segments möglicherweise ausreicht [14]. Dies stärkt die neusten Empfehlungen der Leitlinien, die sich auf Studien berufen, welche eben nur ein Segment betrachteten. Die identifizierten Risikofaktoren spiegeln sich darüber hinaus in den gängigen Modellen zur Risikoprädiktion und -prävention wider. Demnach gerät der Einsatz der CIMT zur Bestimmung des individuellen Risikos von Personen der Allgemeinbevölkerung in den Hintergrund [15].
KW  - Arteriosklerose
KW  - Karotis-Intima-Media-Dicke
KW  - Risikofaktoren
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-220292
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weiß, Neele
T1  - Bedeutung des MEK5/ERK5-Signalwegs in der zielgerichteten Melanomtherapie
T1  - Function of the MEK5/ERK5-Pathway in the targeted Therapy of Melanoma
N2  - In dieser Dissertation wird der MEK5/ERK5- Signalweg als möglicher Angriffspunkt in der zielgerichteten Melanomtherapie identifiziert. Die Adressierung von ERK5 bietet eine Alternative, um einer Resistenzentwicklung gegenüber Inhibitoren des MAPK- Signalwegs entgegenzuwirken. Das maligne Melanom ist ein hochaggressiver Tumor mit steigender Inzidenz. Zunehmende Sonnenstunden im Rahmen des Klimawandels mit erhöhter Belastung der Haut durch UV-Strahlung werden die Problematik des malignen Melanoms für den Menschen in den nächsten Jahren weiter zunehmen lassen.
Die Aktivierung des MEK5/ERK5- Signalwegs scheint eine Reaktion von Tumorzellen auf Therapiestress zu sein. Diese Aktivierung liefert den Melanomzellen einen Überlebensvorteil und verhindert ein langfristiges Therapieansprechen. ERK5 beeinflusst den Zellzyklus von Melanomzellen und ist somit möglicherweise von wichtiger Bedeutung in der Tumorgenese des malignen Melanoms.
Patienten mit NRAS- Mutation profitieren auffallend weniger von einer gezielten MEKi-Therapie als solche mit BRAF Mutation. Für ersteres Patientenkollektiv steht aktuell lediglich die Immuntherapie zur Verfügung, wodurch oft nur ein kurzes, progressionsfreies Intervall erreicht werden kann und die Patienten häufig unter schweren Nebenwirkungen leiden. Grund für die problematische Behandlung könnte das häufige Auftreten einer basalen ERK5- Aktivierung in NRAS- mutierten Melanomen sein. Diese Arbeit liefert eine positive Prognose über den Nutzen einer ERK5- Inhibition als Erweiterung des Therapieschemas. Diese These gilt auch für Melanompatienten mit einer BRAF- Mutation. Patienten, die an einem malignen Melanom erkrankt sind, weisen zu 80% eine Mutation in einem dieser beschriebenen Onkogene auf. Die Arbeit lässt darauf schließen, dass eine ERK5- Inhibition in der Therapie von beiden Gruppen erfolgreich sein könnte und somit das Leben nahezu aller Melanompatienten betrifft.
N2  - In this thesis, targeting the MEK5/ERK5- pathway is identified as a possible treatment option for maligant melanoma in order to prevent the development of resistances against inhibitors of the MAPK- pathway. 
The malignant melanoma is a highly aggressive tumor with an increasing incidence.  A rising amount of sun exposure due to climate change will lead to increasing skin damage among the population and thus the malignant melanoma may emerge as an important medical problem throughout the following decade.
The activation of the MEK5/ERK5 pathway seems to be a cellular response to therapeutic stress. It therefore results in sustained proliferation and survival in melanoma cells and prevents an efficiant therapy in the longterm. ERK5 has influence on the cell cycle progression of melanoma cells and could be of utmost importance for the tumorigenesis in malignant melanoma.
Patients suffering from NRAS- mutant melanoma benefit remarkably less from MAPK-pathway targeting regimens than those with BRAF- mutation. In these cases immunotharpy remains as the only valuable treatment option yet barely achieving a short progression free survival with severe side effects. The obstacle of effective therapy could be the frequently found occurrence of a basal ERK5- activity especially observed in NRAS- mutant melanoma cells.
Our data imply that MEKi/ERK5i co-treatment could provide a new therapeutic approach as an adjunct to targeted therapy of malignant melanoma improving its overall effectiveness. This discovery does not only apply for NRAS- mutant melanoma but also for patients with BRAF- mutation. In 80% of malignant melanoma the driver mutation can be found in one of these two oncogenes suggesting the majoryty of melanoma patients might benefit from MEK5/ERK5- Inhibition.
KW  - Melanom
KW  - MAP-Kinase
KW  - MEK5/ERK5
KW  - Therapieresistenz
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-219073
ER  - 
TY  - THES
A1  - Yurdadogan, Tino
T1  - Endorganschaden und Gefäßalter bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit
T1  - End organ damage and vascular age in patients with coronary artery disease
N2  - Die nicht-invasive Gefäßdiagnostik stellt einen wichtigen Pfeiler in der Prävention von Herz-Kreislauferkrankungen dar. Während lange Zeit die sonographische Messung der cIMT, als morphologisches Korrelat der Gefäßalterung, als Goldstandard galt, ist in den letzten Jahren in Gestalt der Pulswellenanalyse/PWV-Messung eine Technik weiterentwickelt worden, die, als funktionelles Korrelat der Gefäßalterung, aufgrund der leichteren Durchführbarkeit und geringerer Untersucherabhängigkeit und Kosten vielversprechend ist. So erlaubt die Messung der Pulswelle mittels gewöhnlicher Blutdruckmanschetten, genau wie die cIMT, die Berechnung des individuellen Gefäßalters und die Diagnostik für das Vorliegen eines Endorganschadens der Blutgefäße. 
Um die Messergebnisse der beiden Untersuchungen miteinander zu vergleichen, wurden beide in der EUROASPIRE-IV Studie an Patienten mit koronarer Herzkrankheit durchgeführt. Die Auswertung der Messergebnisse der mit dem Vascular Explorer durchgeführten Pulswellenanalyse/PWV-Messung ergab überraschenderweise, dass die Mehrheit der herzkranken Patienten weder eine vaskuläre Voralterung noch einen Endorganschaden der Blutgefäße aufweisen. Im Falle der cIMT-Messung war Gegenteiliges der Fall, was trotz der medikamentösen Therapie der Patienten so zu erwarten war. Weiterhin zeigte sich lediglich eine geringe Korrelation zwischen den Messergebnissen beider Untersuchungen. Die Determinanten der einzelnen Messwerte aus cIMT und Pulswellenanalyse/PWV-Messung waren deckungsgleich mit den in der Literatur beschriebenen Faktoren, wenn auch viele der sonst signifikanten Regressoren das Signifikanzniveau in unserer Auswertung nicht unterschritten.
Eine Limitation der funktionellen Gefäßdiagnostik liegt derzeit darin, dass die Messergebnisse stark von dem verwendeten Messgerät abhängen. Es liegen noch zu wenig Vergleichsstudien vor, um die Messergebnisse, speziell von neueren Geräten wie dem Vascular Explorer, auf andere zu übertragen. Bei der Berechnung des Gefäßalters sollten daher optimalerweise gerätespezifische Normwerte vorliegen, was beim Vascular Explorer nicht der Fall ist. Gleiches gilt für die Verwendung des PWVcf-Grenzwerts für die Diagnose eines Endorganschadens der Blutgefäße.
Analog hat auch die Messung der cIMT gewisse Einschränkungen. So wäre eine weitere Standardisierung der Messorte (A. carotis communis vs Bulbus vs A. carotis interna), zwischen denen sich die durchschnittliche cIMT erheblich unterscheidet, sowie der Messparameter (Minimal- vs Maximal- vs Mittelwert) wünschenswert. Die universelle Anwendung eines cIMT-Grenzwerts zur Diagnose eines Endorganschadens der Blutgefäße ist daher kritisch zu sehen. Dies zeigt sich auch darin, dass in den neuesten Leitlinien der bislang geltende Grenzwert angezweifelt und kein aktuell gültiger Grenzwert mehr genannt wird. 
Wir interpretieren unsere Ergebnisse dahingehend, dass unsere Messung der cIMT die zu erwartende pathologische Gefäßalterung bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit besser widerspiegelt als die Messung der Pulswelle mit dem Vascular Explorer. Welche der beiden Untersuchungen hinsichtlich der prognostischen Wertigkeit überlegen ist, muss im Rahmen von Längsschnittstudien geklärt werden.
N2  - Non-invasive vascular diagnostics play an important role in the prevention of cardiovascular diseases. For a long time, sonographic measurement of the cIMT was considered the gold standard. Yet, by continually developing the PWA/PWV measurement, a promising technique is available, that is easy to handle and has better inter-examiner reproducibility at lower costs. Just like the cIMT examination, recording and analysing the pulse wave via blood pressure cuffs allows the determination of the individual vascular age and to diagnose end organ damage of the arteries.
In order to compare the results of both examinations, they were performed during the EUROASPIRE IV-study in patients with coronary artery disease. Despite being under medication, we expected to find early vascular aging in most patients. Surprisingly, according to the results of the PWA/PWV measurement with the Vascular Explorer device, most of the study population neither showed early vascular aging nor met the criteria for end organ damage of the arteries. cIMT measurements delivered the opposite results. Moreover, we found only poor correlation between the measured values of both examinations. Regression analysis yielded determinants of cIMT and PWA/PWV measurement, which were largely congruent with those described in literature. 
The most apparent weakness of evaluating the vascular status by means of PWA/PWV measurement lies in the poor inter-device comparability. Due to a lack of comparative studies with large sample sizes, measured values of different devices are currently not transferable. Nonetheless, reference values used for vascular age determination with the Vascular Explorer are available in a study using a different device. Furthermore, the PWV threshold for diagnosing end organ damage is applied regardless of the technique/device used for measurement, although an adjustment is urgently needed.
Similarly, the cIMT measurement has certain limitations as efforts can still be made to better standardise examination protocols (e.g. sites of measurement (Common Carotid Artery vs Bulb vs Internal Carotid artery), obtained values (minimum vs maximum vs mean)). The formerly valid cIMT threshold is currently being called into question by the latest guidelines, as there is evidence of its underestimation. 
Ultimately, cIMT measurement better reflects the expected early vascular aging in patients with coronary artery disease than PWA/PWV measurement with the Vascular Explorer. However, longitudinal studies are necessary to further evaluate the prognostic value of both examinations.
KW  - Arteriosklerose
KW  - Pulswelle
KW  - Koronare Herzkrankheit
KW  - Endorganschaden
KW  - Gefäßalter
KW  - Carotis Intima Media Dicke
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-218469
ER  - 
TY  - THES
A1  - Frömbling, Greta Eliza
T1  - Verstärkung der Wirkung von TTFields auf Glioblastomzellen durch Inhibition des mitotischen Spindelkontrollpunktes
T1  - Augmentation of the effects of TTFields on glioblastoma cells by mitotic checkpoint inhibition
N2  - TTFields sind eine Therapieoption des GBM, welche als alternierende elektrische Felder den Aufbau des mitotischen Spindelapparates stören. Gleichzeitig überwacht der SAC, mit seiner Schlüsselkomponente der Kinase MPS1, eine korrekte Anheftung der Spindelfasern an die Kinetochore der Chromosomen. Eine Inhibition des SAC durch den Inhibitor MPS1-IN-3 in Kombination mit Vincristin führt zu einem synergistischen Effekt auf das Tumorwachstum in vitro und in vivo. Aus diesen Erkenntnissen folgerten wir die Hypothese, dass eine SAC-Inhibition die Wirkung von TTFields verstärken könnte. Um dies zu testen, wurden Zellen der Zelllinien U87 und GaMG über 72h mit TTFields, MPS1-IN-3 oder einer Kombination aus den beiden behandelt. Anschließend wurden die Zellen gezählt, es wurde eine Analyse des Zellzyklus vorgenommen und apoptotische Zellen wurden via TUNEL-Assay detektiert. Die Kombinationsbehandlung aus TTFields und MPS1-IN-3 führte zu einer Reduktion der Zellzahl (U87: -54,3% vs. TTFields, p=0,0046; -52,9% vs. MPS1-IN-3, p=0,0026; GaMG: -74,3% vs. TTFields, p=0,0373; -84% vs. MPS1-IN-3, p<0,00001). Nur 28,1% mehr Zellen als ausgesät waren bei der Zelllinie U87 zu finden (TTFields: 179,1%; MPS1-IN-3: 168,3%), während es bei GaMG-Zellen sogar 62% weniger Zellen als ausgesät waren. Im Zellzyklus zeigte sich eine Abnahme der Zellen von der G1-Phase (U87: -59,9% vs. TTFields, p=0,0007; -42,1% vs. IN-3, p=0,0426; GaMG: -45,1% vs. TTFields, p=0,0276; -51,6% vs. IN-3, p=0,0020), während es zu einem massiven Anstieg von toten Zellen kam (U87: 2,9fach vs. TTFields, p=0,0022; 2,2fach vs. IN-3, p=0,0046; GaMG: 5,6fach vs. TTFields, p=0,0078; 7,8fach vs. IN-3, p=0,0005). Diese Zellen ließen sich im TUNEL-Assay als durch Apoptose zu Grunde gegangene Zellen weiter identifizieren (U87: 5,4fach vs. TTFields, p=0,0489; 6,2fach vs. IN-3, p=0,0278; GaMG: 8,9fach vs. IN-3, p=0,0110). Diese Ergebnisse sind erste und wichtige Hinweise für eine Verstärkung der Wirkung von TTFields durch eine Inhibition des SAC und liefern eine gute Grundlage für weitere Forschung zur Verbesserung der Therapie des GBM.
N2  - TTFields are -in addition to the standard therapy- approved for GBM therapy. TTFields are alternating electric fields at a low intensity, which cause disruption of the mitotic spindle fibers. Whether spindle fibers are properly attached to the kinetochores is surveilled by the SAC. An inhibition of the kinase MPS1, a key component of the SAC, in combination with Vincristine treatment, results in a synergistic effect on GBM growth in vitro an in vivo (Tannous, Kerami et al. 2013). We hypothesized that a combination of inhibition of SAC in combination with TTFields increases TTFields efficacy. Cells of the cell lines U87 and GaMG were treated either with TTFields alone, the inhibitor MPS1-IN-3 alone or in combination of both. After 72h cells were counted, an analysis of the cell cycle was performed and apoptotic cells were detected by using a TUNEL-Assay. The combined treatment of TTFields and inhibition of SAC led to a significant decrease of cells (U87: -54.3% vs. TTFields, p=0.0046; -52.9% vs. MPS1- IN-3, p=0.0026; GaMG: -74.3% vs. TTFields, p=0.0373; -84% vs. MPS1-IN-3, p<0.00001). U87 cells proliferated only by 28.1% compared to the cells seeded at the beginning, while cells of the GaMG cell line diminished by 62% compared to the number of cells seeded (TTFields: 179.1%; MPS1-IN-3: 168.3%). The cell cycle analysis showed -among other effects- a reduction of the cells in phase G1 (U87: - 59.9% vs. TTFields, p=0.0007; -42.1% vs. IN-3, p=0.0426; GaMG: -45.1% vs. TTFields, p=0.0276; -51.6% vs. IN-3, p=0.0020), and an increase of dead cells (U87: 2.9x vs. TTFields, p=0.0022; 2.2x vs. IN-3, p=0.0046; GaMG: 5.6x vs. TTFields, p=0.0078; 7.8x vs. IN-3, p=0.0005). Those dead cells were identified by the TUNEL- Assay as cells, which had undergone apoptosis (U87: 5.4x vs. TTFields, p=0.0489; 6.2x vs. IN-3, p=0.0278; GaMG: 8.9x vs. IN-3, p=0.0110). These results strengthen the hypothesis that TTFields’ efficacy is increased by a combined treatment with an inhibition of the SAC and provide a basis for further research to improve GBM therapy.
KW  - Tumortherapiefeld
KW  - TTF
KW  - Tumor Treating Fields
KW  - TT-Fields
KW  - Glioblastomtherapie
KW  - therapy of glioblastoma
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-216863
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wallstabe, Julia
T1  - Induktion von GvHD-artigen Gewebeschäden an humanen artifiziellen Hautmodellen
T1  - Induction of GvHD-like tissue damage in human artificial skin models
N2  - Graft-versus-Host Disease (GvHD) stellt einen häufigen, den Gesamterfolg einer allogenen hämatopoetischen Stammzelltransplantation limitierenden Faktor dar. Bei dieser Komplikation attackieren vor allem alloreaktive T-Lymphozyten des Stammzellspenders gesunde Körperzellen des Patienten. Infolgedessen kommt es zu Gewebeschäden in den Zielorganen Haut, Leber und Darm. Die Behandlung der GvHD erfordert eine effektive Immunsuppression, was wiederum Graft-versusTumor-Effekte kompromittiert und den Rückfall der malignen Grunderkrankung bedingen kann. Viele Patienten sprechen aus bisher ungeklärten Gründen nicht auf die klassische immunsuppressive Therapie mit Steroiden oder second-line Therapien an. Neue zelluläre Therapien zur Behandlung der refraktären GvHD sind auf dem Vormarsch, bedürfen aber einer weiterführenden klinischen Testung, auch um die exakten Wirkungsmechanismen zu verstehen. Idealerweise könnten neue Testsysteme das GvHD-Potential von allogenen Stammzellpräparaten oder aber das immunsuppressive Potential von neuen GvHD-Therapien vorhersagen, bevor diese in klinischen Studien eingesetzt werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein erstes, in multiplen Replikaten einsetzbares, humanes organotypisches Gewebemodell zur Simulation einer GvHD-Reaktion am Beispiel der Haut zu etablieren. 
 
Zu diesem Zweck wurden artifizielle humane Hautmodelle unter statischen (KollagenHautmodelle) und dynamischen Kulturbedingungen (vaskularisierte Hautmodelle) generiert. Die Injektion unstimulierter PBMCs (engl. peripheral blood mononuclear cells) führte zu keinen histomorphologischen Veränderungen in den KollagenHautmodellen. Im Gegensatz dazu hatte die Injektion vorstimulierter allogener PBMCs eine Zerstörung der epidermalen Strukturen der Kollagen-Hautmodelle zur Folge, welche vergleichbar waren mit Gewebeschäden bei einer akuten GvHD der Haut. Dieselben Schädigungen der Epidermis wurden durch die Injektion von Mediumüberständen vorstimulierter PBMCs in die Kollagen-Hautmodelle erreicht. Im Kulturmedium der Kollagen-Hautmodelle wurden hohe Konzentrationen von Interleukin 2 und 17, Interferon gamma sowie Tumornekrosefaktor alpha gemessen, wodurch auf die Beteiligung von Zytokinen an der inflammatorischen Reaktion geschlossen werden konnte. Auch im komplexeren vaskularisierten Hautmodell verursachte die Injektion vorstimulierter PBMCs histomorphologische Veränderungen entsprechend einer akuten Haut-GvHD sowie einen zeitabhängigen Anstieg proinflammatorischer Zytokine. 
 
Zusammenfassend zeigen die Resultate dieser Arbeit, dass die Induktion einer starken Inflammations- und Immunreaktion in artifiziellen humanen Hautmodellen, welche histomorphologisch eine GvHD imitiert, möglich ist. Dieses Modell könnte als Grundlage für die Entwicklung eines klinisch relevanten Testsystems zur Bestimmung des GvHD-Restpotentials oder zur Festlegung der immunsuppressiven Kapazität innovativer Zellpräparate dienen. Somit könnten humane artifizielle GvHDModelle in klinischen Studien eingesetzt werden und die Erfahrungen aus Tiermodellen ergänzen sowie erste in vitro Ergebnisse im humanen System liefern, welche dann mit dem tatsächlichen klinischen Resultat verglichen werden könnten.
N2  - Graft-versus-Host Disease (GvHD) remains the most important limiting factor for the success of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. This major complication is caused by alloreactive donor T-lymphocytes that attack healthy tissues of the recipient leading to severe tissue damage within the target organs skin, liver and gut. Treatment of GvHD requires effective immunosuppression, which in turn impairs Graft-versus-Tumor activity and enhances the risk for relapse of the malignant disease. However, for still unknown reasons many patients do not respond to standard immunosuppressive therapy with steroids or to second-line therapies. Development of novel cellular therapies that gain more and more clinical relevance due to their high anti-tumor potency lead to a strong demand for advanced test platforms to further investigate their underlying functional mechanisms and exclude off-tumor effects against healthy tissues. Ideally, new test systems could be used for the prediction of the GvHD potential of allogeneic stem cell products or for prediction of an immunosuppressive potential of novel GvHD therapies before entering clinical studies. The aim of this study was to establish a GvHD test system based on human organotypic skin models allowing the simulation of GvHD reactions in the skin in multiple replicates. 
 
To this end, artificial human skin models were generated under static (collagen skin model) and dynamic culture conditions (vascularized skin model). Injection of unstimulated peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) did not cause histomorphological changes in collagen skin models. In contrast, injection of prestimulated PBMCs resulted in disruption of the epidermis of collagen skin models mimicking acute skin GvHD. The same disruption of the epidermal layer was observed using cell culture supernatants of prestimulated PBMCs, suggesting the involvement of proinflammatory cytokines. Indeed, measurement of cytokine levels in culture supernatants revealed an increase of interleukin 2 and 17, interferon gamma and tumor necrosis factor alpha. In addition, injection of prestimulated PBMCs into more complex vascularized skin models also caused disruption of the epidermal layer and an increase of proinflammatory cytokine levels in a time dependent manner. 
 
Taken together, these findings demonstrate that it is possible to induce a strong immune reaction and inflammatory tissue damage in artificial human skin models mimicking histomorphological patterns of acute skin GvHD. Therefore, this model could contribute to the development of a clinically relevant GvHD test platform for prediction of the GvHD potential or immunosuppressive capacity of innovative cell products. Thus, artificial human GvHD models may be employed in clinical studies in order to gain first in vitro results in a human system and to extend information from animal models, which can then be compared to the actual clinical outcome.
KW  - Graft-versus-host-disease
KW  - Tissue Engineering
KW  - inflammatorische Gewebeschäden
KW  - artifizielle Hautmodelle
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-153966
ER  - 
TY  - THES
A1  - Stonawski, Saskia
T1  - Emotionale Informationsverarbeitungsprozesse als Prädiktoren und Korrelate des Therapieoutcomes bei Patienten mit Depression
T1  - Emotional information processing as a predictor and correlate of therapy outcome in depression
N2  - Depressionen gehören zu den häufigsten psychischen Erkrankungen. Neben Symptomen wie Niedergeschlagenheit, Interessenlosigkeit oder Schlafstörungen sind Depressionen auch durch Defizite in kognitiven Funktionen, wie z.B. Aufmerksamkeitsprozessen oder der Wahrnehmung, und eine negativ verzerrte Informationsverarbeitung gekennzeichnet.
Aufgrund der hohen Prävalenz, der starken psychosozialen Funktionseinschränkungen durch depressive Erkrankungen und deren rezidivierenden Charakter besteht die Notwendigkeit, die therapeutischen Interventionen zur Behandlung affektiver Störungen zu verbessern, dadurch die Krankheitsphase der Patienten zu verkürzen und letztendlich auch die Kosten für das Gesundheitssystem zu reduzieren. In diesem Zusammenhang werden in den letzten Jahren verstärkt mögliche Prädiktoren und Korrelate des Therapieerfolgs untersucht. Hierfür könnten negativ verzerrte Informationsverarbeitungsprozesse und Defizite in kognitiven Funktionen objektive Marker darstellen.
Im ersten Teil dieser Arbeit wurde der Covariation Bias, der als Überschätzung des Zusammenhangs zwischen einem krankheitsrelevanten Stimulus und einer aversiven Konsequenz definiert wird, in einem Querschnittsdesign bei schwer depressiven Patienten zu Behandlungsbeginn im Vergleich zu einer Gruppe von Patienten nach einer sechswöchigen Behandlung sowie einer gesunden Kontrollgruppe untersucht. Diese kognitive Verzerrung war bei Patienten mit schwererer Symptomatik unabhängig vom Behandlungszeitpunkt stärker ausgeprägt. Zudem prädizierte der Covariation Bias zu Behandlungsbeginn das Therapieoutcome nach sechs Behandlungswochen dahingehend, dass Patienten mit einer stärkeren kognitiven Verzerrung ein schlechteres Ansprechen auf die Therapie zeigten.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde das Emotional Processing Paradigma, das aus Aufgaben zur Emotionserkennung und zur Aufmerksamkeitslenkung besteht, zum ersten Mal bei schwer depressiven Patienten im intraindividuellen Verlauf der Behandlung eingesetzt und in Zusammenhang mit dem Therapieerfolg gestellt. Neben Hinweisen darauf, dass Patienten, bei denen sich in den ersten Behandlungswochen unter anderem die Salienz negativer Emotionen verringerte, mit höherer Wahrscheinlichkeit remittierten, zeigten sich vor allem zeitlich stabile Unterschiede im Sinne einer Trait-Variablen zwischen Patienten, die auf die initiale Therapie ansprachen, und Patienten, die keine bedeutsame Verbesserung erfuhren, in den globalen kognitiven Funktionen: Patienten, bei denen es zu keiner klinisch relevanten Verbesserung durch die Therapie kam, wiesen stärkere Defizite auf.
Zusammengenommen weisen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit auf ein stabiles Muster von Defiziten in globalen kognitiven Funktionen bei Patienten mit Depressionen hin. Diese Abweichungen liegen jedoch nicht bei allen schwer depressiven Patienten gleichermaßen vor. Bei Patienten mit Defiziten scheint das Therapieoutcome schlechter zu sein. Somit könnten diese Prozesse der Informationsverarbeitung und kognitive Defizite auf neuropsychologischer Ebene Prädiktoren und Korrelate des Therapieoutcomes darstellen. Im Sinne der personalisierten Medizin könnte in Zukunft die Diagnostik um die Parameter der Informationsverarbeitungsprozesse ergänzt werden und so die Prognose des Therapieerfolgs verbessert und die Behandlung der Patienten individualisiert werden.
N2  - Depressive disorders are among the most frequent mental disorders. In addition to symptoms such as depressed mood, diminished interest or insomnia, depression is characterized by deficits in cognitive functions, e.g. attention or perception, and a negative biased information processing.
Due to the high prevalence, severe impairments in social and occupational functioning and the recurring character of the disorder, there is a growing necessity of improving therapeutic interventions of affective disorders, in order to shorten time of suffering and to reduce costs in the health care system. In this context, potential predictors and correlates of therapy outcome were studied in recent years. Negative biases in information processing and cognitive deficits might represent objective markers.
In the first part of this thesis, the covariation bias, defined as an overestimation of the relationship between disease-relevant stimulus and an aversive consequence, was investigated in patients with a severe depressive episode at admission, patients after a six-weeks antidepressant treatment and healthy controls in a between-group design. This type of cognitive bias was more pronounced in patients with a more severe symptomatic independent of course of treatment. Moreover, covariation bias at admission predicted therapy outcome after six weeks of treatment: Patients with a stronger bias showed an impaired treatment response.
In the second part of this thesis, the emotional processing paradigm, which consists of emotion recognition and attentional vigilance tasks, was studied in severe depressive patients, and their intraindividual course of treatment and parameters were linked to therapy outcome. In addition to evidence that patients with a reduced salience of negative emotions after the first weeks of treatment remit with a higher probability, there were temporally stable differences in global cognitive functions between patients who responded to initial treatment and patients who did not improve: Patients without a clinically relevant improvement showed more severe deficits.
In summary, the present findings suggest a stable pattern of global cognitive deficits in patients with depression. However, these deviations are not equally present in all patients with a severe depressive episode. In patients with deficits, therapy outcome seems to be impaired. Thus, information processing and cognitive deficits might constitute predictors and correlates of therapy outcome on neuropsychological level. In terms of personalized medicine, information processing parameters might thus complement the diagnostic process and individualize therapeutic interventions.
KW  - Depression
KW  - Informationsverarbeitung
KW  - Emotionale Informationsverarbeitung
KW  - Prädiktoren und Korrelate
KW  - Therapieoutcome
KW  - emotional information processing
KW  - predictors and correlates
KW  - therapy outcome
KW  - Prognose
KW  - Remission
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-188691
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dittert, Natalie Christine
T1  - Modulation der Furchtextinktion durch transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS)
T1  - Modulation of Fear Extinction by Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS)
N2  - Angsterkrankungen sowie die posttraumatische Belastungsstörung sind weit verbreitete psychische Erkrankungen. Trotz gut evaluierter Therapiemethoden gibt es immer noch therapierefraktäre oder rezidivierend erkrankende Patienten, für die nicht-invasive Hirnstimulationsverfahren wie die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) eine zusätzliche Option darstellen können. Diese Studie untersuchte daher die förderliche Wirkung der tDCS auf das Extinktionslernen, dem neuronalen Hintergrundmechanismus der Expositionstherapie. Für die Untersuchung der Extinktionsprozesse wurde ein Ein-Tages-Furchtkonditionierungsparadigma mit weiblichen Gesichtern als konditionierte Stimuli (CS) und einem 95 dB lauten weiblichen Schrei als unkonditionierten Stimulus verwendet. Die tDCS zielte darauf ab den ventromedialen präfrontalen Kortex (vmPFC), ein wichtiges Kontrollareal der Extinktion, zu aktivieren, wohingegen furchtgenerierende dorsomediale Hirnareale von der Stimulation ausgespart bleiben sollten. Hierfür wurden zwei ca. 4 x 4 cm große Elektroden in bitemporaler Anordnung etwas unterhalb der EEG 10-20-Positionen F7 und F8 appliziert und ein Gleichstrom mit einer Stärke von 1.5 mA verwendet. Die 20- minütige Stimulation startete während einer 10-minütigen Pause zwischen Akquisition und Extinktion und lief bis zum Ende der Extinktion durch. Die gesunden Probanden wurden randomisiert und doppelt verblindet zwei sham- und zwei real-Stimulationsgruppen mit jeweils entgegengesetzten Stromflussrichtungen zugeordnet. Zur Messung der Furchtreaktion dienten die elektrodermale Reaktion sowie subjektive Arousal- und Valenzbewertungen. Zusätzlich wurde die Kontingenzerwartung sowie verschiedene Fragebögen zu Depressivität, Affekt, State- und Trait-Angst, Angstsensitivität und Händigkeit erhoben. Die Untersuchung der Effekte von tDCS und Stromflussrichtung erfolgte bei allen erfolgreich konditionierten Probanden (N = 84) mittels generalisierten Schätzgleichungen. Erwartet wurde insbesondere eine Verbesserung des frühen Extinktionslernens in den real-Stimulationsgruppen, wobei vermutetet wurde, dass rechts und links anodaler Stromfluss nicht zu identischen Resultaten führen würde. Die Ergebnisse wiesen auf eine Verbesserung der frühen Extinktion unter tDCS hin. Der Effekt spiegelte sich in den Maßen der elektrodermalen Aktivität in einer stärkeren Reduktion der CS+/CS- Diskrimination und einem beschleunigten Reaktionsverlust auf CS+ wider. Der vermittelnde Mechanismus kann im intendierten Aktivitätsanstieg des vmPFC liegen, eine Steigerung der dopaminergen Neurotransmission ist jedoch ebenso denkbar. Zusätzlich ist auch die Verbesserung der Prozessierung von prediction errors durch die Veränderung der Dopaminsekretion bzw. Aktivitätssteigerung im vmPFC, Orbitofrontalkortex und mittleren temporalen Gyrus möglich. Die subjektiven Valenz- und Arousalbewertungen zeigten sich während des gesamten Experiments unbeeinflusst von der tDCS. Neben diesem Haupteffekt kam es zu weiteren nicht erwarteten Effekten. Einer dieser bedeutsamen Nebeneffekte war ein kurzer initialer Reaktionsanstieg auf den CS- zu Beginn des ersten und zweiten Extinktionsblocks in beiden real-Stimulationsgruppen, der u. a. mitverantwortlich für deren stärkeren Verlust der CS+/CS- Diskrimination war. Auch negative Auswirkungen auf die stimulierten Personen – insbesondere in Kombination mit Angsterkrankungen – können eine denkbare Folge hiervon sein. Daher stellt dieser Nebeneffekt eine wichtige Limitation des Hauptergebnisses dar, dessen Ursachen dringend in weiteren Studien evaluiert werden sollten. Als mögliche Gründe werden ein Verlust der Sicherheitsinformation des CS-, Angstgeneralisierungseffekte sowie ein erhöhtes Maß an sustained fear vermutet. Darüber hinaus wurden unerwarteterweise auch keinerlei Unterschiede der Stromflussrichtung während der frühen Extinktion manifest, in der späten bzw. gesamten Extinktion zeigten sich jedoch verschiedene Vor- und Nachteile. Vorteilhaft an der rechts anodalen im Vergleich zur links anodalen Stimulation war ein geringerer gemittelter Reaktionsanstieg auf CS+ und CS- zu Beginn des zweiten Extinktionsblocks. Dieser Effekt beruhte vermutlich auf einer Steigerung der Emotionsregulation durch Stimulation des rechten inferioren frontalen Gyrus. Als nachteilig erwies sich jedoch, dass die Reduktion der State-Angst während der Extinktion unter rechts anodaler tDCS geringer ausfiel. Bei Angstpatienten gibt es Hinweise auf eine Unteraktivierung des linken Frontalkortex, sodass angstreduzierende Effekte durch linksfrontale Aktivierung denkbar sind. Die Wahl der Stromflussrichtung sollte demnach je nach gewünschten Effekten und Angstausmaß der stimulierten Probanden abgewogen werden. Aufgrund der experimentellen Anordnung ergeben sich einige Limitationen dieser Studie. Der gesamte Extinktionsvorgang war in allen Gruppen nur von sehr kurzer Dauer, dadurch hielten auch die positiven Effekte in den real-Stimulationsgruppen nicht lange an. Zudem fand keine Testung des Extinktionsrecalls statt, sodass keine Aussage über die langfristige Wirkung der tDCS gemacht werden kann. Da die Stimulation direkt nach der Akquisition gestartet wurde, kann es neben bzw. anstelle einer Verbesserung des Extinktionslernens auch zu einer Störung der Furchtkonsolidierung und dadurch zu einer geringeren Furchtexpression gekommen sein. Zudem ist der vmPFC, das Hauptstimulationsziel dieser Studie, ebenso an der Suppression von Furchtreaktionen beteiligt, somit könnte auch dieser Mechanismus für die gefundenen Effekte verantwortlich sein. Eine Replikation der Studienergebnisse in einem mehrtägigem Konditionierungsparadigma wäre damit sinnvoll, um die Dauer und Hintergründe der gefundenen Effekte besser zu verstehen. Insgesamt bilden die Ergebnisse dieser Studie eine gute Basis zur Anwendung der tDCS des vmPFC zur Verbesserung des Extinktionslernens. Die Schwächen des hier getesteten Stimulationsprotokolls sollten jedoch in künftigen Studien weiter evaluiert und reduziert werden. Falls Testungen an Angstpatienten schließlich zu Erfolgen führen, könnte die tDCS des vmPFC als günstige und leicht anwendbare Ergänzung zu Expositionstherapien bei Patienten mit bisher therapieresistenten oder rezidivierenden Angsterkrankungen eingesetzt werden.
N2  - Anxiety disorders as well as the posttraumatic stress disorder are widely spread mental disorders. Despite well evaluated therapy methods there are still patients with recurrent or therapy-refractory anxiety diseases, for which non-invasive brain-stimulation techniques like transcranial direct current stimulation (tDCS) might be an additional option. Thus, this study examined the favorable effects of tDCS on extinction learning, the main functional factor of exposure-based anxiety therapies. For testing extinction processes, a one-day fear conditioning paradigm with female faces as conditioned stimuli (CS) and a 95-dB female scream as unconditioned stimulus (US) was implemented. The tDCS targeted to stimulate the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC), one of the main controlling brain regions for extinction processes, whereas fear generating dorsomedial brain areas should be omitted. Therefore, two approximately 4 x 4 cm electrodes were applied bitemporally around at the EEG 10-20-positions F7 and F8. The 20-minute stimulation with a direct current of 1.5 mA started during a ten-minute break between acquisition and extinction and went on over all extinction trials. The healthy participants were randomly assigned in a double-blinded process into two sham stimulation groups and two real stimulation groups with opposite current flow directions. To measure fear reactions skin conductance responses (SCR) and subjective ratings of valence and arousal were recorded. Additionally, contingency expectations and questionnaires about depression, affect, state- and trait-anxiety, anxiety sensitivity and handedness were conducted. The assessment of tDCS and current flow direction effects was performed with generalized estimating equation models for all subjects that showed a successful conditioning (N = 84). An improvement of extinction most notably during early extinction learning was expected and differential outcomes of right and left anodal current flow were assumed. The results showed an improvement of early extinction learning in real stimulated subjects with a stronger CS+/CS- discrimination loss and a faster reaction decrease on CS+ in the SCR. On the one hand these effects could have been caused by the intended increase of activity in the vmPFC, on the other hand changes in the dopamine secretion could be responsible as well. Additionally, tDCS may have improved extinction learning by enhancing the processing of prediction errors, initiated by changes of the dopamine secretion or the activity in the vmPFC, orbitofrontal cortex and middle temporal gyrus. According to the subjective ratings of valence and arousal no tDCS effects could be found. Apart from the above described main effects some unexpected side effects occurred. One crucial negative side effect, which also jointly drove the CS+/CS- discrimination loss, was an initial SCR increase on CS- in the beginning of the first and second extinction learning block in both real stimulation groups. Additionally, it can have negative consequences for the stimulated persons, especially for patients with anxiety disorders. Thus, this aspect limits the results of this study crucially and should be investigated further to avoid it in future studies. Feasible reasons for the SCR increase on CS- might be an interference with safety learning, fear generalization effects and the elevation of sustained fear. Further, the current flow direction had no effect during early extinction, but distinct advantages and disadvantages during the whole course of extinction. In the beginning of the second extinction block right anodal stimulated subjects showed a lower SCR increase on CS+ and CS- than left anodal stimulated subjects. Thus, right anodal stimulation seems to enhance emotion regulation, maybe mediated by activation of the right inferior frontal gyrus, an important brain area regarding to emotion regulation processes. On the contrary, right anodal stimulation led to a lower loss of subjectively rated state anxiety during extinction learning. There is some evidence that anxiety patients show a lower left frontal brain activation than healthy persons, thus, the stimulation of left frontal areas with left anodal tDCS may possibly reduce anxiety. The intended stimulation effects and the anxiety extent of the stimulated subjects should thereby influence the decision which current flow direction to prefer. Additionally, some limitations of this study must be considered. The whole extinction learning process was of short duration in all groups, thus, the positive effects in the real stimulation groups faded quickly as well. Besides, longterm consequences of the stimulation remain unkown as no extinction recall test was conducted. The stimulation took place directly after the acquisition of fear conditioning, thereby, instead of improved extinction learning a disruption of fear consolidation could have reduced the fear expression as well. Furthermore, the vmPFC, the main stimulation target of this study, is also involved in the suppression of fear reactions, which could have interfered with the effects as well. A replication of this study’s results with a more-day conditioning paradigm and a extinction recall test could help to clarify the background of the effects. Overall, the results of this study provide an important basis for the improvement of extinction learning with tDCS of the vmPFC. Nevertheless, the negative aspects of the tested stimulation protocoll should be evaluated further in future research. If tests with anxiety patients finally lead to successful results, tDCS may be used as a simple and easy applicable add-on to exposure therapies for patients with therapy-refractory or recurrent anxiety disorders in the future.
KW  - Hirnstimulation
KW  - Extinktion
KW  - Furchtextinktion
KW  - fear extinction
KW  - vmPFC
KW  - tDCS
KW  - transkranielle Gleichstromstimulation
KW  - transcranial direct current stimulation
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-210954
ER  - 
TY  - THES
A1  - Balk, Stefanie Margarete
T1  - Der Einfluss des Kalziumkanalagonisten R-Roscovitine auf die zelluläre Differenzierung von Motoneuronen eines Mausmodells für Spinale Muskelatrophie Typ 1 (SMA)
T1  - The effect of the calcium channel agonist R-Roscovitine on cellular differentiation of motoneurons from a mouse model for spinal muscular atrophy type 1 (SMA)
N2  - Die spinale Muskelatrophie (SMA) ist eine monogenetische Erkrankung, bei der es durch den Verlust des SMN Proteins zur Degeneration der α-Motoneurone im Rückenmark kommt. Abhängig vom Schweregrad zeigen die Patienten bereits innerhalb der ersten Lebensmonate ausgeprägte Lähmungen der Skelettmuskulatur und eine Zwerchfellparese einhergehend mit einer reduzierten Lebenserwartung. Mithilfe von Mausmodellen für die SMA konnte gezeigt werden, dass der Motoneuronenverlust bei Smn-defizienten Mäusen mit Störungen der Neurotransmission an der motorischen Endplatte und mit Differenzierungsstörungen der Motoneurone einhergeht. Die Differenzierungs-störungen primärer Smn-defizienter Motoneurone sind eng gekoppelt mit einer verminderten Clusterbildung spannungsabhängiger Kalziumkanäle im distalen axonalen Bereich. Dies wiederum führt zu einer verminderten Frequenz spontaner Kalziumeinströme am Axonterminus und hat eine veränderte axonale Elongation zur Folge.
Es wurden folgende Aspekte in Bezug auf die Verstärkung und die Induktion spontaner Kalziumeinströme in Mausmodellen für spinale Muskelatrophien in dieser Arbeit adressiert:
1) Lassen sich spontane Kalziumeinströme in Smn-defizienten Motoneuronen durch die externe Applikation von Kalziumkanalagonisten verstärken?
2) Sind spontane Kalziumeinströme in primären Motoneuronen durch den Brain-derived-neurotrophic-factor (BDNF) induzierbar?
3) Zeigen primäre Motoneurone eines Mausmodells für spinale Muskelatrophie mit Ateminsuffizienz Typ 1 (SMARD1) ebenfalls veränderte Kalziumtransienten?
Die Ergebnisse meiner Arbeit zeigen, dass durch den Kalziumkanalagonisten R-Roscovitine die Frequenz der spontanen Kalziumeinströme im distalen Axon von Smn-defizienten Motoneuronen signifikant erhöht wird. Dies hat wiederum einen regulierenden Effekt auf die Differenzierung der SMA Motoneurone zur Folge. Smn-defiziente Motoneurone zeigen somit keine Unterschiede mehr in Bezug auf Axonlängen und Wachstumskegelflächen im Vergleich zu Kontrollzellen. Für R-
10
Roscovitine ist neben der agonistischen Wirkung am Kalziumkanal auch ein inhibitorischer Effekt auf die Cyclin-abhängige Kinase 5 beschrieben. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass die erhöhten Kalziumtransienten unter der Behandlung mit R-Roscovitine durch eine direkte Bindung an die Cav2 Kalziumkanäle verursacht werden und nicht durch eine Cdk5 Blockade. Dafür spricht die schnelle und reversible Wirkung von R-Roscovitine, sowie die Aufhebung des R-Roscovitines Effekts bei gleichzeitiger Gabe des Cav2.2 Antagonisten ω-Conotoxin MVIIC.
Der zweite Aspekt dieser Arbeit behandelt den Einfluss der neurotrophen Faktoren BDNF, CNTF und GDNF auf die Kalziumtransienten am Wachstumskegel wildtypischer Motoneurone. Der Vergleich der neurotrophen Faktoren zeigt, dass nur BDNF eine induzierende Wirkung auf spontane Kalziumtransienten am Wachstumskegel hat.
Der letzte Abschnitt dieser Arbeit beschäftigt sich mit den Kalziumtransienten bei Motoneuronen aus dem Nmd2J (SMARD1) Mausmodell. Die SMARD1 gilt als eigenständige Form der spinalen Muskelatrophien mit unterschiedlicher Genetik und unterschiedlichen klinischen Merkmalen. Die Motoneurone weisen in Bezug auf die Kalziumtransienten keine Unterschiede zwischen Wildtyp und Nmd2J Mutante auf. Es ergibt sich somit kein Hinweis darauf, dass die Degeneration der Motoneurone bei der SMARD1 von einer Störung der Kalziumhomöostase im distalen axonalen Bereich ausgeht.
N2  - Spinal muscular atrophy (SMA) is a monogenetic disorder which is caused by the loss of the SMN Protein and leads to the degeneration of α-motoneurons. Within the first few months of life most patients are clinically affected with severe motor deficits of skeletal muscles and a diaphragm paralysis, going along with a reduced life expectancy depening on the degree of severity. With the aid of SMA mouse models it was shown that the loss of motoneurons with Smn deficiancy lies in an impaired neurotransmission of the motoneuron endplat leading to a differentiation disorder of the motoneurons. This differentiation disorder is strongly connected to a reduced cluster formation of voltage-dependent calcium channels in the distal axonal area. The impaired cluster formation in turn leads to a reduced frequency of spontanous calcium transients at the axon terminus, followed by an altered axonal elongation.
In this work the following aspects concerning the enhancement and induction of spontanous calcium transients in mouse models of spinal muscular atrophy were adressed:
1) Does the external application of calcium channel agonists increase spontanous calcium transients in Smn-deficient motoneurons?
2) Is the neurotrophic factor Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) able to induce spontanous calcium transients in primary motoneurons?
3) Do primary motoneurons of a mouse model for spinal muscular atrophy with respiratory distress (SMARD1) show altered calcium transients as well?
The results of my work show that the calcium channel agonist R-Roscovitine significantly increases the frequency of spontanous calcium transients in growth cones of Smn-deficient motoneurons which in turn has a regulatory effect on the differentiation of SMA motoneurons. Smn-deficient motoneurons treated with R-Roscovitine do not show any differences concerning axon length and growth cone size compared to control cells. Apart from the agonist effect on the calcium channels, R-Roscovitine also has an inhibitory impact on the cyclin-dependant kinase 5. The results of this work show that the positive effect on the calcium
12
transients under R-Roscovitine treatment is because R-Roscovitine binds directly to the calcium channel rather than due to an inhibition of cdk5. Arguments supporting this idea are the rapid and reversible channel kinetics of R-Roscovitine. Plus, the effect of R-Roscovitine can be repealed when the Cav2 channal antagonist ω-conotoxin is given simultaneously.
In the second part of this work the influence of the neurotrophic factors BDNF, CNTF and GDNF on the calcium transients of wildtype motoneurons is investigated. Comparing these neurotrophic factors show that only BDNF has an impact on local calcium channel kinetics in growth cones of motoneurons.
The last part of this work deals with the investigation of calcium transients in motoneurons from the Nmd2J (SMARD1) mouse model. SMARD1 is an independent form of spinal muscular atrophies with different genetical and clinical aspects compared to proximal SMA. The results of this work show that Nmd2J motoneurons do not show any difference in growth cone calcium influx between wildtype and mutant. Thus, there is no indication that the degeneration of SMARD1 motoneurons has any pathophysiological similarities with motoneurons from the proximal SMA mouse model. Hence, there are also no indications that the reason for motoneuron degeneration in SMARD1 lies in an impaired calcium homeostasis in the distal axonal area.
KW  - Spinal muscular atrophy (DLC)
KW  - Spinale Muskelatrophie
KW  - Motoneuronenerkrankung
KW  - Roscovitine
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-189861
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bandleon, Sandra
T1  - Der Einfluss von FKBP52 auf die Funktion von TRPC3 Kanälen im Herzen
T1  - Role of FKBP52 in the regulation of TRPC3 channels in the heart
N2  - Transient Receptor Potential (TRP; C-classical; TRPC) Kanäle sind Ionenkanäle in der Plasmamembran und erlauben einen nicht selektiven Ca2+-Einstrom in die Zelle. Durch die Stimulation von Gq-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GqPCRs) wird dieser Ca2+-Einstrom erhöht, wodurch über Calmodulin, die Phosphatase Calcineurin aktiviert wird. Der Transkriptionsfaktor nuclear factor of activated T-cells (NFAT) wird durch Calcineurin dephosphoryliert und wandert in den Nucleus, wo er mit anderen Transkriptionsfaktoren interagiert und Hypertrophie-induzierende Gene aktiviert. TRPC3 ist hierbei eine der relevantesten Isoformen für die Entwicklung einer Myokardhypertrophie, wie sie im Rahmen zahlreicher kardiovaskulärer Erkrankungen zu finden ist. Eine kardiale Hypertrophie ist an der Pathogenese der Herzinsuffizienz beteiligt und stellt somit einen wichtigen Risikofaktor für den plötzlichen Herztod dar. Aus diesem Grund ist es von besonderer Bedeutung die Regulation von TRPC3 Kanälen und deren Einfluss auf hypertrophe Prozesse genauer zu untersuchen. 
In Vorversuchen wurde FK506 bindendes Protein 52 (FKBP52) als neuer Interaktionspartner von TRPC3 im Herzen gefunden. Die dabei gefundene FKBP52-Bindestelle von TRPC3 lag erstaunlicherweise außerhalb der zu erwartenden Bindestelle mit den vermeintlichen FKBP Bindemotiven. 
FKBP52 ist ein Immunophilin, das als cis/trans Isomerase fungiert und dadurch an der Regulation von verschiedenen Ionenkanälen beteiligt ist, darunter auch TRPC-Kanäle. Es zeigte sich, dass alle Domänen von FKBP52, bis auf die TPR3-Domäne und der C Terminus, in der Lage waren, mit TRPC3 zu interagieren. Aufgrund der Funktion der FKBPs und der Tatsache, dass TRPC3 eine Rolle in der Entwicklung einer kardialen Hypertrophie spielt, sollte in dieser Arbeit untersucht werden, ob FKBP52 die Aktivität und die nachgeschalteten hypertrophen Signalwege von TRPC3 beeinflusst. 
Die Downregulation von FKBP52 führte zu einer verstärkten TRPC3-abhängigen hypertrophen Antwort in neonatalen Rattenkardiomyozyten (engl. neonatal rat cardiomyocytes, NRCs). Der gleiche Effekt war sowohl in NRCs und in adulten Rattenkardiomyozyten (engl. adult rat cardiomyocytes, ARCs) zu sehen, wenn Peptidyl-Prolyl-cis-trans-Isomerase (PPIase) defiziente Mutanten von FKBP52 überexprimiert wurde. Verkürzte FKBP52 Mutanten erhöhten ebenfalls die TRPC3-abhängige Aktivität von Calcineurin, was durch eine verstärkte Translokation von NFAT in den Nucleus von NRCs zu sehen war. Außerdem konnte in NRCs und in menschlichen embryonalen Nierenzellen (engl. human embryonic kidney cells, HEK 293 Zellen), die die PPIase defizienten Mutanten exprimierten, ein erhöhter Ca2+-Einstrom in die Zelle beobachtet werden. Das gleiche war nach Downregulation von FKBP52 in HEK 293 Zellen, die TRPC3 überexprimieren (T3.9 Zellen), zu sehen. Eine funktionelle Interaktion von FKBP52 und TRPC3 konnte auch in elektrophysiologischen Messungen bestätigt werden. Nach der Interaktion von TRPC3 mit den FKBP52 Mutanten zeigte sich eine erhöhte TRPC3-Aktivität. 
Die Daten zeigen somit, dass TRPC3-Kanäle durch FKBP52 reguliert werden und diese Regulation abhängig von der PPIase Funktion ist. Eine Interaktion von TRPC3 mit vollfunktionsfähigem FKBP52 könnte vor einer Ca2+-Überlastung und einer damit einhergehenden pathologischen Hypertrophie des Herzens schützen.
N2  - Transient Receptor Potential (TRP; C-classical; TRPC) channels are ion channels in the plasma membrane which allow a non-selective Ca2+ influx into the cell. Stimulation of Gq-protein-coupled receptors (GqPCRs) increases the Ca2+ influx and activates the phosphatase calcineurin via calmodulin. Afterwards the transcription factor nuclear factor of activated T-cells (NFAT) is dephosphorylated by calcineurin and translocates to the nucleus, where it interacts with other transcription factors and activates hypertrophy-associated genes. TRPC3 is one of the most relevant isoforms of TRPC channels in the maladaptive hypertrophic program during chronic cardiac diseases. Hypertrophy can lead to the development of heart failure and is therefore an important risk factor for cardiac death. For this reason it is important to understand the regulation of TRPC3 channels in the heart and the influence of TRPC3 in hypertrophy. 
Preliminary experiments revealed FK506 binding protein 52 (FKBP52) as a novel interaction partner of TRPC3 in the heart. Surprisingly, the FKBP52 binding domain of TRPC3 was beyond the expected binding domain with the putative FKBP binding motifs. FKBP52 is an immunophilin which functions as cis/trans isomerase and is involved in the regulation of various ion channels, including TRPC channels. We demonstrated that all domains of FKBP52, except the TPR3 domain and the C-terminal region, interact with TRPC3. Due to the function of FKBPs and the fact that TRPC3 is important in development of cardiac hypertrophy, the aim of this work was to examine whether FKBP52 influences the activity and downstream hypertrophic signalling pathways of TRPC3.
Downregulation of FKBP52 promoted an enhanced TRPC3-dependent hypertrophic response in neonatal rat cardiomyocytes (NRCs). The same effect could be seen by overexpression of peptidyl-prolyl-cis-trans-isomerase (PPIase) mutants of FKBP52 in NRCs and adult rat cardiomyocytes (ARCs). Additionally, the PPIase-deficient FKBP52 mutants increased the TRPC3-dependent activity of calcineurin, which was observed by enhanced translocation of NFAT into the nucleus of NRCs. We detected that the expression of the PPIase-deficient FKBP52 mutants in NRCs and human embryonic kidney cells (HEK 293 cells) increased the Ca2+ influx to the cells. A similar effect could be seen after downregulation of FKBP52 in HEK 293 cells overexpressing TRPC3 (T3.9 cells). A functional interaction of FKBP52 and TRPC3 was also confirmed in electrophysiological measurements. The interaction of TRPC3 with the FKBP52 mutants promoted an increased TRPC3 activity. 
The data demonstrate that TRPC3 channels are regulated by FKBP52 and that this regulation depends on the PPIase function. An interaction of TRPC3 with functional FKBP52 could protect against Ca2+ overload and Ca2+-associated pathological hypertrophy of the heart.
KW  - Hypertrophie
KW  - Calciumkanal
KW  - TRPC3
KW  - FKBP52
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-210083
ER  -