TY  - JOUR
A1  - Jacobs, Graeme
A1  - Bock, Stefanie
A1  - Schuch, Anita
A1  - Moschall, Rebecca
A1  - Schrom, Eva-Maria
A1  - Zahn, Juliane
A1  - Reuter, Christian
A1  - Preiser, Wolfgang
A1  - Rethwilm, Axel
A1  - Engelbrecht, Susan
A1  - Krekau, Thomas
A1  - Bodem, Jochen
T1  - Construction of a high titer Infectious HIV-1 subtype C proviral clone from South Africa
N2  - The Human Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) subtype C is currently the predominant subtype worldwide. Cell culture studies of Sub-Saharan African subtype C proviral plasmids are hampered by the low replication capacity of the resulting viruses, although viral loads in subtype C infected patients are as high as those from patients with subtype B. Here, we describe the sequencing and construction of a new HIV-1 subtype C proviral clone (pZAC), replicating more than one order of magnitude better than the previous subtype C plasmids. We identify the env-region for being the determinant for the higher viral titers and the pZAC Env to be M-tropic. This higher replication capacity does not lead to a higher cytotoxicity compared to previously described subtype C viruses. In addition, the pZAC Vpu is also shown to be able to down-regulate CD4, but fails to fully counteract CD317.
KW  - HIV
KW  - HIV-1; subtype C; proviral plasmid; viral replication; resistance assays; Vpu; CD317; CD4
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-76340
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schotte, Katrin
T1  - Korrelation der intraoperativen Nervevaluation zur postoperativen Stimmfunktion bei Schilddrüsenoperationen
T1  - Correlation of intraoperative nerve evaluation of the postoperative vocal cord function after thyroid surgery
N2  - In dieser Studie wurde versucht, durch das intraoperative Monitoring des Nervus vagus bestimmte Parameter zu definieren, welche einen intraoperativ drohenden Schaden des Nervus laryngeus recurrens aufzeigen könnten. Im Rahmen der Gesamtstudie erfolgte hier die Auswertung der im Marienkrankenhaus Kassel erhobenen Parameter Amplitude, Signalbreite und Latenz des Nervus vagus nach intraoperativem Ausdruck. Es erfolgte die Auswertung von 158 nerves at risk bei 113 Patienten. Erfasst wurden Patienten, bei denen eine near-total oder Hemithyreoidektomie, Thyreoidektomie oder subtotale Resektion ein- oder beidseitig erfolgte. In unserem Patientenkollektiv ließ sich eine signifikant längere Latenz des linken Nervus vagus als rechts nachweisen. Bei Männern fand sich eine signifikant längere Latenz des linken Nervus vagus sowohl prä als auch post resectionem gegenüber Frauen. Es zeigten sich keine signifikanten Veränderungen zwischen den prä und post resectionem erhobenen Parametern bezogen auf Alter, Geschlecht, Operationsdauer und Operationsindikation. Insbesondere bei Re- oder Rezidiveingriffen konnte in unserem Patientengut keine signifikante Korrelation der gemessenen Parameter zur postoperativen Stimmbandfunktion nachgewiesen werden. Aus unseren gemessenen Parametern konnten wir keine Rückschlüsse von intraoperativen Veränderungen der gemessenen Parameter auf die postoperative Stimmbandfunktion ziehen. Im Rahmen der Multicenterstudie haben unsere Daten jedoch dazu beigetragen, dass Normwerte für das intraoperative Neuromonitoring bei Schilddrüsenoperationen definiert werden konnten. Diese ermöglichen es vielleicht zukünftigen Studien Muster zu finden, welche zu einer Senkung der Rate an permanenten postoperativen Recurrensparesen führen könnten.
N2  - The possible effect of recurrent laryngeal nerve (RLN) damage on vagal nerve (VN) monitoring during thyroid surgery was evaluated. Parameters were amplitude, duration and latency of signals. 158 nerves at risk in 113 thyroid procedures were taken into evaluation. Significant findings were a delayed latency of the left VN in comparison to the right. Male had a longer latency of left VN compared to female pre and post manipulation. No significant changes pre to post manipulation were found for age, gender, duration of surgery and diagnosis. This includes all recurrent thyroid procedures. Thus, in our investigation, no forecast for vocal cord function can be obtained by the given parameters. Nevertheless, the obtained data contributed to the definition of standard parameters in neuromonitoring during thyroid surgery. These might help further studies to detect patterns of imminent vocal cord dysfunction and thus help to reduce vocal cord palsy.
KW  - Neuromonitoring
KW  - Neuromonitoring
KW  - Recurrensparese
KW  - Schilddrüsenoperation
KW  - Thyroid surgery
KW  - Neuromonitoring
KW  - recurrent nerve palsy
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-79014
ER  - 
TY  - THES
A1  - Haas, Katrin
T1  - Charakterisierung der Versorgungsqualität beim akuten ST-Hebungsmyokardinfarkt im Herzinfarktnetz Mainfranken zu Beginn der Netzwerkbildung
T1  - Characterization of quality of care in patients with acute ST-elevation myocardial infarction treated in the newly formed myocardial infarction network in Mainfranken
N2  - Ziele: Evaluierung der Versorgungslage von Patienten mit akutem ST-Hebungsinfarkt im 2007 neu gegründeten Herzinfarktnetz Mainfranken und Vergleich von Ist-Zustand und Leitlinienempfehlungen. Analyse der Behandlungszeiten und Identifizierung von Verbesserungsmöglichkeiten im Netzwerk. Darüber hinaus sollte untersucht werden, ob Feedbackveranstaltungen als Qualitätsmanagement-Intervention die Behandlungszeiten im Laufe des Untersuchungszeitraumes verbessern. Methoden: Von Oktober 2007 bis Dezember 2008 wurden verschiedene Basisdaten sowie die Daten der Rettungs- und Therapiekette von Patienten mit akutem ST-Hebungsinfarkt (Symptomdauer <12h), die in der Medizinischen Klinik und Poliklinik I des Universitätsklinikums Würzburg mit dem Ziel einer PCI akut-koronarangiographiert wurden, im Rahmen der multizentrischen FiTT-STEMI-Studie prospektiv erfasst. Im Untersuchungszeitraum wurden die analysierten Daten alle drei Monate im Rahmen einer Feedbackveranstaltung allen Beteiligten der Rettungs- und Therapiekette demonstriert. Ergebnisse: Im genannten Zeitraum konnten 188 Patienten in die Studie eingeschlossen werden (19% weiblich, 81% männlich), wovon 85% eine PCI im Anschluss an die Koronarangiographie erhielten. Das mittlere Alter betrug 62±12 Jahre, 15% der Patienten waren über 75 Jahre. Der mittlere TIMI-Risk-Score lag bei 3,7 Punkten. Die intrahospitale Letalität lag bei 6,9%. Die Prähospitalzeit betrug im Median 120min; es ergab sich keine signifikante Veränderung über die Quartale. Ein Sekundärtransport bzw. ein prähospitaler Kontakt zum Hausarzt verlängerten die Prähospitalzeit im Median um 173 bzw. 57min. Die Door-to-balloon(D2B)-Zeit betrug im Gesamtuntersuchungszeitraum im Median 76min, nur 33% der Patienten erreichten eine leitliniengerechte D2B-Zeit von <60min. Die meiste Zeit innerhalb der D2B-Zeit entfiel auf die Zeit vom Erreichen der PCI-Klinik bis zum Herzkatheterlabor (Door-to-cath-Zeit). Die Verkürzung der D2B-Zeit von 80min im ersten auf 70min im fünften Quartal war statistisch nicht signifikant. Die Contact-to-balloon(C2B)-Zeit betrug im Gesamtuntersuchungszeitraum im Median 139min und konnte innerhalb des Untersuchungszeitraums statistisch signifikant von 164min im ersten auf 112min im fünften Quartal gesenkt werden. Dadurch konnte die Anzahl der leitliniengerecht behandelten Patienten (C2B-Zeit<120min) von 15 auf 58% im Gesamtkollektiv bzw. 24 auf 63% bei Patienten mit Primärtransport erhöht werden. Schlussfolgerung: Das Patientenkollektiv des Herzinfarktnetzes Mainfranken entsprach bezüglich der Basischarakteristika dem anderer nationaler und internationaler Register. Da eine PCI innerhalb von 120min nach medizinischem Erstkontakt als bestmögliche Therapie beim ST-Hebungsinfarkt angesehen wird und trotz der Verbesserung im Untersuchungszeitraum im fünften Quartal nur 58% der Patienten eine PCI in diesem Zeitintervall erhielten, sollten alle Anstrengungen unternommen werden die D2B- und C2B-Zeiten im Herzinfarktnetz weiter zu verkürzen. Hierfür sollte eine Direktübergabe im Herzkatheterlabor ermöglicht werden, da die Door-to-cath-Zeit in Würzburg im Median 36 bis 48min in Anspruch nahm. Darüber hinaus sollte durch Aufklärungs- und Informationsarbeit sowie Schulungen für Rettungspersonal und Patienten versucht werden einen Sekundärtransport oder Hausarztkontakt sowie ein verzögertes Alarmieren des Rettungsdienstes zu vermeiden, da sich hierdurch die Prähospitalzeit massiv verlängerte. Inwieweit die im Untersuchungszeitraum gezeigte Verkürzung der Zeiten mit den durchgeführten Feedbackveranstaltungen zusammenhängt bleibt ungewiss, da die Veränderung auch durch die Etablierung des neu gegründeten Netzwerks an sich bedingt sein kann.
N2  - Objectives: The aim was to analyze the quality of care in patients with acute myocardial infarction treated in the newly formed myocardial infarction network Mainfranken, to compare the as-is state with the guideline-recommendations and to identify improvement opportunities to shorten the treatment times. Furthermore the effect of data feedback on treatment times was assessed. Methods: As a part of the FiTT-STEMI-project the data of patients with acute myocardial infarction (symptom onset <12h) undergoing coronary angiography with the intention to perform primary PCI in the Department of Internal Medicine I of the University Hospital Würzburg were collected from October 2007 until December 2008. Quarterly feedback was performed for all participants of the hospital and the rescue services. Results: 188 patients were included (19% female, 81% male). In 85% PCI was performed after coronary angiography. The mean age was 62±12 years, 15% were older than 75 years. The average TIMI-Risk-Score was 3,7 points and the in-hospital mortality 6,9%. Median 120min passed by until a patient reached a PCI-capable hospital and there was no significant decrease in that time during the study period. Secondary transport and a consultation of a general practicioner extended this time for about 173 and 57min respectively. Median door-to-balloon(D2B)-time was 76min for the whole period, only 33% of all patients were treated within the guideline-recommended time of <60min. Within the D2B-time the largest time component was the door-to-cath time (=time interval from arrival in a PCI-capable hospital to arrival at the catheterization laboratory). There was a non-significant decrease in D2B-time from 80min in the first quarter to 70min in the fifth quarter. The median contact-to-balloon(C2B)-time was 139min and decreased signficantly from 164min in the first quarter to 112min in the fifth quarter. Thereby the proportion of patients who were treated within the recommended C2B-Zeit<120min increased from 15 to 58% regarding all patients and from 24 to 63% regarding only patients with primary transport. Conclusions: Primary PCI <120min after first medical contact is the preferred therapy in acute myocardial infarction and despite the improvements during the study period only 58% of our patients were treated within this time interval. So all efforts should be made to continue reducing treatment times in the STEMI-network in Mainfranken. Bypassing the emergency department could save 36 to 48min (median door-to-cath-time). Because secondary transport, consultation of a general practicioner and a delayed information of the emergency medical sevices clearly extended the time from symtpom onset to presentation at the PCI-centre, there should be education and information sessions to reduce these times. To which extend our improvements in treatment times are due to the feedback intervention remains hard to tell. The improvements could be due to the newly formed network itself.
KW  - Herzinfarkt
KW  - Netzwerk
KW  - Stemi
KW  - FiTT-STEMI
KW  - feedback
KW  - Contact-to-balloon
KW  - FiTT-STEMI
KW  - feedback
KW  - Contact-to-balloon
KW  - myocardial infarction
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-80388
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hampel, Julia
T1  - Vergleich zweier optischer Laryngoskope (Airtraq® und GlideScope®) bei Patienten mit potentiell schwierigen Atemwegen in der Hals-Nasen-Ohrenheilkunde
T1  - Comparison of two optical laryngoscopes (Airtraq® and GlideScope®) in patients with potential difficult airways at the otolaryngology
N2  - Diese Studie geht der Frage nach, ob die optischen Laryngoskope Airtraq® (AT) und GlideScope® (GS) zur Sichtverbesserung gegenüber dem herkömmlichen Macintosh-Spatel führen und ob sich eines im Vergleich als das Bessere herausstellt bei Patienten mit potentiell schwierigem Atemweg. Um diese Fragen zu beantworten, wurden 60 ASA I-III Patienten aus der HNO-Klinik mit vorliegendem Spiegelbefund, ≥18 Jahre, mit Verdacht auf Pathologien im Mundrachenraum randomisiert in eine AT- und GS-Gruppe mit jeweils 30 Patienten aufgeteilt. Blutdruck, Herzfrequenz und Sauerstoffsättigung wurden protokolliert. Vor der Intubation legte ein unabhängiger Untersucher mit dem Macintosh-Spatel die Einsehbarkeit der Glottis nach Cormack und Lehane (CL) fest. Im Anschluss erfolgte die Intubation mit dem jeweiligen optischen Laryngoskop und die erneute Bewertung nach CL. Blutungen und Verletzungen durch die Intubation wurden schriftlich festgehalten. Sowohl 30 Minuten als auch 24 Stunden nach der Operation wurden die Patienten zu Halsschmerzen, Schluckbeschwerden und Heiserkeit durch einen weiteren unabhängigen Untersucher mithilfe einer visuellen Analogskala befragt. In der Auswertung zeigten sich keine Unterschiede hinsichtlich der demographischen Daten und der Atemwegscharakteristika. In beiden Gruppen war ein signifikanter Anstieg der Herzfrequenz während und ein Abfall des Blutdrucks nach der Intubation zu verzeichnen. Es wurde in der AT-Gruppe in 93% der Fälle (93% beim ersten Versuch), in der GS-Gruppe in 100% der Fälle (97% beim ersten Versuch) erfolgreich intubiert. Beim AT kam es in 77% zu einer Sichtverbesserung und beim GS in 82%. Die Intubationsdauer betrug 19,7 (±11,0) sec mit dem AT und 17,3 (±7,0) sec mit dem GS. Ein signifikanter Unterschied zeigte sich bei den Komplikationen. Blutige Tingierungen des Spatels und pharyngeale Traumen zeigten sich beim AT in 53% der Fälle. Beim GS war lediglich bei 17% der Spatel blutig tingiert, Verletzungen gab es in 13%. Postoperative Beschwerden waren in beiden Gruppen etwa gleich häufig. Beide optische Laryngoskope ermöglichen eine deutliche Sichtverbesserung bei Patienten mit schwierigen Atemwegssituationen. Bei Patienten mit vulnerablen Strukturen im Mundrachenbereich scheint das GS vorteilhaft zu sein, da es signifikant weniger Verletzungen verursachte. Insgesamt ergaben sich bei der Einzelfaktorenauswertung leichte Vorteile bei der Intubation mit dem GS.
N2  - This study pursue the question if the optical laryngoscopes Airtraq (AT) and GlideScope (GS) improve the view compared to the conventional Macintosh laryngoscope and if one of the both is better compared with the other one in patients with potential difficult airway. To answer these questions 60 ASA I-III patients from the otolaryngology were randomised to an AT- and GS- group each with 30 patients, all ≥18 years and with a suspicion to have pathologies inside the oropharynx. Blood pressure, heart rate and oxygen saturation were recorded. Visualisation on the basis of the Cormack and Lehane classification was determined with the Macintosh laryngoscope. Afterwards intubation was performed with the respective optical laryngoscope and the view re-assessed. Bleeding and traumata were documented. After 30 minutes and 24 hours patients were interviewed to determine whether they were suffering from sore throat, dysphagia and dysphonia with the aid of a VAS. The analysis showed no differences towards demographic parameters or airway characteristics. In both groups there was a significant increase of the heart rate and a decrease of the blood pressure after intubation. The Intubation was successful in 93% in the AT group (93% at the first attempt), in the GS group in 100% (97% at the first attempt). The view was improved in 77% with the AT, in 82% with the GS. The intubation took 19, 7 sec with the AT, 17, 3 sec with the GS. Significant differences were showed with the complications. Bleeding and pharyngeal traumata were determined in 53% in the AT-group. In the GS-group there were only 17% bleeding and traumata in 13%. Postoperative pain showed the equal number in both groups. Both optical laryngoscopes improved the view in patients with potential difficult airways. The GS seems to be favourably in patients with vulnerable structures in the oropharynx because of significant less traumata and bleeding.
KW  - Vergleich
KW  - Patient
KW  - Medizinische Fakultät
KW  - Anästhesiologie
KW  - optische Laryngoskope
KW  - schwieriger Atemweg
KW  - optical laryngoscopes
KW  - difficult airway
KW  - comparison
KW  - patients
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-79597
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wais, Sebastian
T1  - Die Rolle der Glukosetransporter an der Blut-Hirn-Schranke nach einem Schädel-Hirn-Trauma und deren eventueller Einfluss auf die Entwicklung eines sekundären Hirnödems
T1  - The role of the glucose transporters after traumatic brain injury and their influence on the development of secondary brain edema
N2  - Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) waren in Deutschland 2006 akute ischämische Ereignisse des Zentralen Nervensystems (ZNS) die fünfthäufigste Todesursache. Zu diesen ischämischen Ereignissen zählen Schlaganfall, Kardiopulmonale Reanimation, traumatische Hirnverletzungen, sowie perioperative ischämische Komplikationen. Aufgrund der schwerwiegenden Folgen, die ein Verlust von Nervenzellen für den Patienten bedeutet, muss die weitere medizinische Akutversorgung den sekundären neuronalen Schaden verhindern oder ihn reduzieren. Vor dieser Arbeit konnten Glukosetransporter-1 (GLUT-1) und Natrium-Glukose-Kotransporter-1 (SGLT1) an der Blut-Hirn-Schranke (BHS) identifiziert werden. Ziel dieser Arbeit war es, das Expressionsverhalten der Glukosetransporter nach einem Schädel-Hirn-Trauma (SHT) in vivo und in vitro zu untersuchen, um so den Einfluss und die funktionellen Folgen durch die veränderte Expression der zerebralen Glukosetransporter in der BHS infolge eines SHT zu identifizieren und deren eventuellen Einfluss auf die Entwicklung eines sekundären Hirnödems zu erkennen. Hierfür wurde als in vivo-Modell das Controlled Cortical Impact Injury (CCII) gewählt, da bei diesem Tierversuchsmodell die Aspekte der traumatischen Kontusion und die damit verbundenen intraparenchymalen Blutungen durch ein epidurales oder subdurales Hämatom im Vordergrund stehen. Es wurden Gehirnschnitte zu fest definierten Zeitpunkten angefertigt (kein CCII (Kontrolle), 15 Minuten Überleben nach CCII (Primärschaden), 24 Stunden Überleben nach CCII und 72 Stunden Überleben nach CCII). Die Darstellung des primären Schadens im Mäusehirn erfolgte durch die Immunfluoreszenzmikroskopie. Um einen Gewebeschaden, wie es bei einem Hirntrauma der Fall ist, in vitro zu simulieren, wurde das Modell des Sauerstoff-Glukose-Entzuges (OGD) gewählt, da es bei diesem Modell neben einer Nekrose auch zur Apoptose der Nervenzellen kommt, welche ebenfalls bei einem SHT stattfindet. Als geeignetes Zellkulturmodell wurde die cerebralen Endothelzelllinie (cEND) gewählt. Bei dieser Zelllinie handelte es sich um eine Hirnendothelzelllinie aus der Maus. In den in vivo-Versuchen konnte bei GLUT-1 bereits 15 Minuten nach CCII eine gesteigerte Expression festgestellt werden. Dennoch verminderte GLUT-1 im weiteren Verlauf seine Expression auf ein Minimum, welches unterhalb des Ausgangswertes lag. SGLT1, der auch in der BHS identifiziert wurde, reagierte auf einen Primärschaden erst in den Hirnschnitten, die 24 Stunden nach CCI behandelt wurden. In den Hirnschnitten, die 15 Minuten nach CCII behandelt wurden, veränderte sich die SGLT1-Expression zunächst nicht. Erst 24 Stunden nach CCII konnte eine gesteigerte Expression von SGLT1 erkannt werden, die aber bei 72 Stunden nach CCII wieder abgenommen hatte. Ein weiterer Glukosetransporter konnte erstmals in der BHS identifiziert werden. SGLT2 zeigte erst 72 Stunden nach CCII eine gesteigerte Expression, in den Hirnschnitten ohne CCII, 15 Minuten nach CCII und 24 Stunden nach CCII konnte keine Veränderung der SGLT2-Expression festgestellt werden. Diese Expressionsreaktion, besonders der Expressions-Höhepunkt der einzelnen Glukosetransporter, konnte auch in vitro gezeigt werden. Besonders die Identifizierung von SGLT2 in der BHS und die generelle Steigerung der Expressionsrate von GLUT-1, SGLT1 und SGLT2 könnte neue Ansatzpunkte in der Pathophysiologie des diffusen Hirnödems nach einem SHT ergeben. Die genaue Rolle der Natriumgekoppelten Glukosetransporter in der BHS muss noch weiter erforscht werden. Bestätigen weitere Versuche eine zentrale Rolle der SGLTs bei der Entstehung des sekundären Hirnschadens, speziell SGLT2, als hochpotenter Glukosetransporter, so könnte über neue Therapien nachgedacht werden, durch welche spezifisch die Expression der SGLTs, besonders SGLT2, wie es bei Dapagliflozin, Canagliflozin oder Ipragliflozin der Fall wäre, unterdrücken würden.
N2  - According to the World Health Organization (WHO) the acute ischemic events of the central nervous system (CNS) were the fifth most common mortality in Germany in 2006. To this belong stroke, cardiopulmonary resuscitation, traumatic brain injuries, as well as perioperative ischemic complications. Because of the fatal consequences for a patient which means a death of nerve the medical acute care must be prevent the secondary neuronal damage. Before this work the glucose transporter 1 (GLUT-1) and sodium-glucose cotransporter-1 (SGLT1) are identified at the blood-brain barrier (BBB). The aim of this study was to analyze the expression characteristics of the glucose transporters after a traumatic brain injury (TBI) in vivo and in vitro. These results may show the influence and the functional consequences of the altered expression of cerebral glucose transporters in the BBB as a result of TBI. This allows to recognize a potential impact on the development of cerebral edema. We use for this the model of the controlled cortical impact injury (CCII) as an in vivo model. Brain trauma was induced and animals were randomly assigned to three survival groups: 15 min, 24 h and 72 h, which were compared to native – no CCII – animals. The depiction of the primary damage in mouse brain was performed by immunofluorescence microscopy. To simulate the tissue damage in vitro we use the model of oxygen-glucose deprivation (OGD). As a suitable cell culture model of the cerebral endothelial cell line (cEND) was chosen. In this cell line, there was a cerebrum endothelium cells of the capillary endothelium from the mouse brain. In summary, immunofluorescence images revealed presence of sglt1 and sglt2 in the blood-brain barrier which was inducible by CCII. Strongest expression of sglt1 in the brain endothelium was found after 24 hours and of sglt2 after 72 hours after CCII suggesting different and time dependent roles of these two transporters during edema formation. This expression, especially the expression peak of the individual glucose transporter could be also demonstrated in vitro model. In particular, the identification of SGLT2 in the BBB and the general increase of the expression of GLUT-1, SGLT1 and SGLT2 might be a new starting point in the pathophysiology of diffuse cerebral edema. Indicate further experiments a central role of SGLTs in the development of secondary brain damage, particularly SGLT2, as an highly potent glucose transporter, it could be given to new therapies through which suppress specific the expression of SGLT2.
KW  - Hirnödem
KW  - Carrier-Proteine
KW  - Membranproteine
KW  - Glucosetransport
KW  - Schädel-Hirn-Trauma
KW  - Blut-Hirn-Schranke
KW  - SGLT
KW  - Natrium/Glucose-Cotransporter
KW  - Sodium/glucose cotransporter
KW  - Cerebral edema
KW  - carrier proteins
KW  - traumatic brain injury
KW  - blood-brain barrier
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78998
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weiß, Matthias
T1  - Die Bedeutung nosokomialer Infektionen bei der Therapie von chirurgischen und anästhesiologischen Intensivpatienten
T1  - The significance of hospital acquired infections in the therapy of surgical and medical ICU-patients
N2  - Beobachtung nosokomialer Infektionen bei intensivhospitalisierten Patienten im Rahmen einer einjährigen prospektiven, multizentrischen Kohortenstudie. Besondere Beachtung von Komplikationen wie Sepsis und Peritonitis sowie des Auftretens multiresistenter Keime bei der Infektentstehung.
N2  - Surveillance of nosocomial ICU-acquired infections in intensive care unit patients in a 1-year prospective multicenter cohort study. Monitoring of complications like sepsis and peritonitis and acquisition of multi-resistant infectious agents.
KW  - Sepsis
KW  - MRSA
KW  - Bauchfellentzündung
KW  - Hygiene
KW  - Allgemeine Entzündungsreaktion
KW  - Lungenentzündung
KW  - Sekundärkrankheit
KW  - Multimorbidität
KW  - Antibiose
KW  - Peritonitis
KW  - nosokomial
KW  - SIRS
KW  - Intensivstation
KW  - Komorbidität
KW  - ICU
KW  - HAI
KW  - mortality
KW  - SIRS
KW  - comorbidities
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-80565
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kettner, Robin Jeroen
T1  - Myokardialer Strain und Mitralklappenringbewegung als echokardiographische Verlaufs- und Prognoseparameter bei Patienten mit Aortenklappenstenose
T1  - Myocardial strain und mitral annular displacement as parameters of process and prognosis in patients with aortic stenosis
N2  - Einleitung: Ursprung dieser Studie ist die oftmals ungewisse Einschätzung des Krankheitsstadiums bei Patienten mit Aortenklappenstenose. Bisherige Strategien bedienen sich vor allem dreier Parameter: Geschwindigkeit des aortalen Blutflusses, Fläche der Aortenklappe (AÖF) und mittlerer Druckgradient über der Aortenklappe (MG). Dabei gilt: je kleiner die Aortenöffnungsfläche, und je höher der Gradient, desto schwerwiegender die Stenose. Es ist jedoch bekannt, dass diese Logik Inkonsistenzen birgt. Beobachtungen legen nahe, dass der Gradient in bestimmten Fällen entweder nicht zunimmt, oder nach einer Phase der Zunahme im Verlauf der Erkrankung mit abnehmender Auswurfleistung des Herzens einhergehend ebenfalls wieder abnimmt. Dies erschwert die Interpretation des Parameters, da Früh- und Spätstadium der Erkrankung bei isolierter Betrachtung nicht voneinander zu unterscheiden wären. Fragestellung: Ziel dieser Studie ist die Untersuchung des niedrigen Gradienten bezüglich Prognose und myokardialer Funktion anhand der Gewebedoppler-Parameter Strain und Strain Rate, sowie die Beleuchtung der Mitralklappenringbewegung als Parameter zur Einschätzung des Krankheitsstadiums. Methoden: 140 Patienten mit hoch- und mittelgradiger Aortenklappenstenose wurden untersucht. Dabei wurde eine konventionelle Echokardiographie durchgeführt und mittels Gewebedoppler die myokardiale Funktion quantifiziert. Zusätzlich wurde die longitudinale Bewegung des Mitralklappenringes gemessen. Nach einer Follow-Up-Zeit von 2 Jahren wurde der Zustand der Patienten bezüglich Symptomatik und den primären Endpunkten „kardial bedingter Tod“ und „Aortenklappenersatz“ (AKE) kontrolliert. Ergebnisse: Alle Patienten wurden in sechs Gruppen aufgeteilt und dabei auf Basis der AÖF grundsätzlich nach mittelgradigen (Gruppe 1, n=36) und hochgradigen (Gruppe 2 bis 5) Stenosen unterschieden. Die hochgradigen Gruppen wurden ferner nach MG (≥40 mm Hg) und Ejektionsfraktion (EF; ≥50%) differenziert: Gruppe 2: hoher MG (n=25); Gruppe 3: niedriger MG, hohe EF (n=23); Gruppe 4: niedriger MG, niedrige EF (n=26). Gruppe 5 erhielt alle Patienten mit extrem kleiner AÖF (≤6 cm²; n=9), Gruppe 6 erhielt alle Patienten mit ischämisch bedingter Wandbewegungsstörung. Zum Untersuchungszeitpunkt waren Patienten mit zunehmender Gruppenzahl häufiger symptomatisch und wiesen höhere NYHA-Klassen auf. Echokardiographisch imponierten alle Gruppen mit kardialer Hypertrophie. Die Gewebedoppler-Parameter Strain und Strain Rate zeigten eine kontinuierliche Abnahme der longitudinalen Funktion für die ersten vier Gruppen. Unabhängig von der EF lagen bei niedrigem MG signifikant niedrigere Werte vor als bei mittelgradigen Stenosen und hochgradigen Stenosen mit hohem MG. Die Mitralklappenringbewegung präsentierte sich als Maß der longitudinalen Funktion und nahm ebenfalls über die Gruppen kontinuierlich ab. Sie stand in starker Korrelation zum myokardialen Strain (τ = 0,77; p<0,0001). Die Gruppen mit niedrigem MG hatten signifikant niedrigere Werte als die mit hohem MG oder mittelgradiger Stenose. Die Mitralklappenringbewegung kann folglich behilflich sein, diese Gruppen voneinander zu differenzieren. Eine Ringbewegung ≥10 mm wirkte prognostisch günstig. Das Risiko, nach aktueller Behandlungsroutine während der Studiendauer kardial bedingt zu versterben, war für Patienten mit maximal stenosierter AÖF am höchsten und für mittelgradige sowie hochgradige Patienten mit hohem MG am geringsten. Ein niedriger Gradient verdoppelte das Risiko gegenüber einem hohen Gradienten. Allerdings wurden Patienten mit hohem MG auch doppelt so häufig einer AKE-OP zugeführt (80%). Diese seltenere Indikationsstellung bei niedrigem Gradienten erscheint vor dem Hintergrund des großen Benefits (relative Risikoreduktion für den kardial bedingten Tod durch AKE: 39% (Gruppe 3) bzw. 82% (Gruppe 4)) fragwürdig. Die Betrachtung des natürlichen Verlaufs (kein AKE) offenbart, dass hochgradige Stenose-Patienten mit niedrigem aortalen Druckgradienten eine schlechte Prognose haben. Die Betrachtung aller Patienten mit niedrigem MG über der Aortenklappe zeigte, dass dieser sowohl mit einer besonders guten als auch einer besonders schlechten Prognose einhergehen kann, und dass die Mitralklappenringbewegung in beiden Fällen unterschiedlich ausfällt. Sie kann daher die Interpretation eines niedrigen MG erleichtern. Fazit: Die herkömmliche Bestimmung des Schweregrads von Aortenklappenstenosen wird der Komplexität der möglichen Verläufe nicht gerecht: Nach dieser geht der Schweregrad der Erkrankung grundsätzlich mit einer Zunahme des aortalen Druckgradienten einher. Eine Beurteilung auf Basis dieser Annahme übergeht jedoch offenbar eine gewichtige Gruppe von Patienten. Diese ist durch ein fortgeschrittenes Krankheitsstadium mit schlechter myokardialer Funktion, starker Symptomatik und ungünstiger Prognose trotz eines niedrigen Gradienten charakterisiert. Diese Diversität eines niedrigen Gradienten gewinnt durch die Schwierigkeiten bei der genauen Bestimmung der Aortenöffnungsfläche noch an Bedeutung. Besonders in Fällen mit niedrigem kardialem Auswurf läuft der Untersucher Gefahr, eine zu niedrig bemessene Aortenöffnungsfläche anzunehmen. In diesen Fällen besteht die Chance auf die Existenz einer kontraktilen Reserve, die bei adäquater Therapie einen positiven Einfluss auf die Prognose haben könnte. Eine Fokussierung auf den aortalen Druckgradienten zur Klärung einer Indikation zum Aortenklappenersatz birgt darüber hinaus die Gefahr, einer Fehleinschätzung zu unterliegen. Ein niedriger Gradient muss dann sehr differenziert betrachtet werden, da durchaus Patienten existieren, die trotz eines niedrigen Gradienten von einem Klappenersatz profitieren können. Die Mitralklappenringbewegung ist ein klinisch leicht zu messender Parameter zur Einschätzung der longitudinalen Funktion und erleichtert durch seine prognostische Aussagekraft die Interpretation eines niedrigen aortalen Druckgradienten.
N2  - The conventional estimation of the severity of aortic valve stenosis fails to cope with the complexity of diverse types of progression: so far, the severity of the disease is generally associated with an increase in aortic valve pressure gradient. But an assessment based solely on this assumption obviously disregards an important group of patients. This group is characterized by an advanced stage of disease with poor myocardial function, severe symptoms and poor prognosis despite a low gradient. This diversity of a low gradient yet gains importance by the difficulty in accurately determining the aortic valve area. Especially in cases with low cardiac output, the examiner may assume a too low dimensioned aortic valve area. In these cases there might be a myocardial contractile reserve, which could have a positive impact on prognosis if recognized and handled accordingly. Focussing on aortic valve pressure gradient in order to clarify indication for aortic valve replacement entails risk of misjudgement. In these cases a low gradient particularly must be interpreted carefully, since there are certain patients who may benefit from valve replacement despite a low gradient. The mitral ring displacement is an easily measured parameter to assess longitudinal function and facilitates by its prognostic significance the interpretation of a low aortic valve pressure gradient.
KW  - Aortenstenose
KW  - Herzinsuffizienz
KW  - Mitralklappe
KW  - Aortenklappe
KW  - Aortenklappenstenose
KW  - Mitralklappenringbewegung
KW  - strain
KW  - strain rate
KW  - Echokardiographie
KW  - congestive heart failure
KW  - mitral ring motion
KW  - aortic stenosis
KW  - mitral ring displacement
KW  - longitudinal function
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-80443
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kraski, Boris
T1  - Zytokompatibilität von Bruschit. Ein im 3D-Pulverdruckverfahren hergestelltes Zellkulturträgermaterial
T1  - Cytocompatibility of brushite cell culture scaffolds made by three-dimensional powder printing
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurde die Eignung einer im 3D-Pulverdruckverfahren fabrizierten Trägerstruktur auf Calciumphosphat-Basis (Bruschit) als Zellkultur-Scaffold untersucht. Dazu wurden die Konstrukte in vitro mit osteoblastären Zellen besiedelt und deren Proliferations- und Differenzierungsverhalten über eine Kultivierungsdauer von 12 Tagen analysiert. Als Parameter dienten hierbei die Zellviabilität, die Aktivität des osteoblastären Enzyms Alkalische Phosphatase sowie die Mediumkonzentration von Osteocalcin. Des Weiteren wurde der pH-Wert des Kulturmediums sowie die Konzentrationen der freien Elektrolyte Calcium und Phosphat untersucht. Die Ergebnisse belegen eine gute Zytokompatibilität des Trägermaterials. Diese äußerte sich in einer progredienten Proliferation phänotypisch osteoblastärer Zellen (gemäß Rasterelektronenmikroskopie). Die Zellen exprimierten das ostoblastentypische Enzym Alkalische Phosphatase, welches als früher Differenzierungsmarker gilt. Die Analyse der Osteocalcinproduktion führte aufgrund methodischer Probleme nicht zu verwertbaren Ergebnissen. Die Untersuchung des verbrauchten Zellkulturmediums ergab keine unphysiologischen Schwankungen des pH-Wertes. Jedoch konnten signifikante Veränderungen der Konzentration an freien Calcium und Phosphat-Ionen im Medium festgestellt werden. Diese sind auf die Löslichkeit des Trägermaterials im physiologischen Milieu zurückzuführen. Zusammenfassend konnte mittels vorliegender in vitro Versuche eine geeignete Zytokompatibilität des untersuchten Materials herausgearbeitet werden. Für mögliche klinische Anwendungen zum Knochenersatz sind weitergehende Untersuchungen, insbesondere osteokonduktiver Eigenschaften im orthotopen Implantatlager im Rahmen von in vivo Untersuchungen, erforderlich.
N2  - This study investigated the cytocompatibility of low-temperature direct 3-D printed calcium phosphate scaffolds in vitro. The fabrication of the scaffolds was performed with a commercial 3-D powder printing system. Diluted phosphoric acid was printed into tricalcium phosphate powder, leading to the formation of dicalcium phosphate dihydrate (brushite). The biocompatibility was investigated using the osteoblastic cell line MC3T3-E1. Cell viability and the expression of alkaline phosphatase served as parameters. The culture medium was analyzed for pH value, concentration of free calcium and phosphate ions and osteocalcin. The brushite scaffolds showed a considerable increase of cell proliferation and viability. The activity of alkaline phosphatase showed a similar pattern. Optical and electron microscopy revealed an obvious cell growth on the surface of the brushite scaffolds. Analysis of the culture medium showed minor alterations of pH value within the physiological range. The content of osteocalcin of the culture medium was reduced by the printed scaffolds due to adsorption. We conclude that the powder printed brushite matrices have a suitable biocompatibility for their use as cell culture scaffolds. The material enables osteoblastic cells in vitro to proliferate and differentiate due to the expression of typical osteoblastic markers.
KW  - Rapid Prototyping
KW  - Biomaterial
KW  - 3D-Pulverdruck
KW  - Calciumphosphat
KW  - Bruschit
KW  - Knochenersatzwerkstoff
KW  - Biokompatibel
KW  - 3D - rapid prototyping
KW  - bone substitute
KW  - brushite
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78615
ER  - 
TY  - THES
A1  - Shuvaev, Alexey
T1  - Spectroscopic study of manganites with magnetoelectric coupling
T1  - Spektroskopische Untersuchungen an Manganoxyd-verbindungen mit magnetoelektrischer Kopplung
N2  - The present thesis is devoted to the spectroscopic study of rare earth manganites RMnO3 (R = Gd, Dy, Tb, Eu(1 - x)Y(x)) in the submillimeter frequency range. A dynamic manifestation of a strong magnetoelectric coupling in these systems is the existence of electromagnons - spin waves excited by the electric component of the electromagnetic wave. The exact analytical solution of the Landau-Lifshitz equations obtained for cycloidal antiferromagnets builds the bridge between the inelastic neutron scattering and the optical experiments. A semi-quantitative agreement is achieved between the theory and the results by these two experimental techniques. Two suggested mechanisms of the magnetoelectric coupling, the inverse Dzyaloshinskii-Moriya (IDM) interaction and the symmetric Heisenberg exchange (HE) striction, are introduced in a perturbative manner. The qualitative conclusions regarding both static and dynamic electric properties are also in agreement with the experiment. GdMnO3 is the system in which the electromagnons were first detected at low frequencies. Far infrared measurements in GdMnO3 presented here have confirmed the existence of a second high frequency electromagnon at 75 reciprocal centimeter. The detection of an additional mode suggests the existence of at least short range ferroelectric order. Such order has not been observed in static experiments so far. The electromagnons in Eu(1 - x)Y(x)MnO3 helped to clarify the role of the rare earth magnetism. As the Y(3+) ions are diamagnetic and Eu(3+) ions possess Van Vleck paramagnetism only, it is the Mn subsystem that is primarily responsible for the magnetoelectric properties of rare earth manganites. The electromagnons in DyMnO3 and TbMnO3 do not change their excitation conditions upon the flop of the spin cycloid in external magnetic fields. This fact still lacks consistent theoretical explanation. Detailed measurements on TbMnO3 of different orientations have allowed to prove the existence of the IDM electromagnon. The study of DyMnO3 in external magnetic fields has shown that, depending on the Dy ordering, the electromagnons and static electric polarization can be either enhanced or suppressed. Thus, the magnetic order of rare earth moments still plays an important role. As a general result of the present work, the IDM interaction is capable to describe the static electric polarization and the weak electro-active excitation in the high-field phase of TbMnO3. The HE model is successful in explaining the high frequency electromagnon, including its excitation conditions and the spectral weight. However, both models are still unable to describe the energy and the spectral weight of the low frequency electromagnon. Further theoretical and experimental efforts are required in this direction.
N2  - Die vorliegende Dissertation befasst sich mit den spektroskopischen Untersuchungen von Manganaten der Seltenen Erden im Bereich der Submillimeterwellen. Spektroskopisches Merkmal der starken elektromagnetischen Kopplung ist die Existenz der Elektromagnonen - Spinwellen, die durch das elektrische Feld des Lichtes angeregt werden. Die Lösung der Landau-Lifshitz Gleichungen für die zykloidale magnetische Ordnung verbindet die inelastische Neutronstreuung mit den optischen Experimenten. Eine halbquantitative Übereinstimmung wurde zwischen der Theorie und diesen zwei experimentellen Techniken erreicht. Zwei Mechanismen der magnetoelektrischen Kopplung, die inverse Dzyaloshinskii-Moriya (IDM) Wechselwirkung und das auf den symmetrischen Heisenberg Austausch basierte Modell, werden in einer perturbativen Art eingefürt. Die Ferninfrarotmessungen an GdMnO3 zeigen die Existenz eines zweiten Elektromagnons bei 75 Reziprokzentimeter. Diese Beobachtung deutet auf die Existenz von zumindest kurzweitigen ferroelektrischen Ordnungsparameter in GdMnO3. Die Untersuchung der Elektromagnonen in Eu(1 - x)Y(x)MnO3 Mischsystemen hat die Rolle des Magnetismus der Seltenen Erden geklärt. Nachdem Y(3+) Ionen diamagnetisch sind und Eu(3+) Ionen nur Van Vleck Paramagnetismus aufweisen, ist das Mn Untersystem vorrangig für die magnetoelektrischen Eigenschaften der Selten-Erd-Manganaten verantwortlich. Die Untersuchung von DyMnO3 in äußeren Magnetfeldern hat gezeigt, dass, je nach magnetischer Ordnung von Dy, die Elektromagnonen und die statische elektrische Polarization entweder erhöht oder unterdrückt werden können. Daher spielt die magnetische Ordnung der Seltenen Erde eine wichtige Rolle. Nach der Rotation der Spinzykloide in äußeren Magnetfeldern ändern die Elektromagnonen in DyMnO3 und TbMnO3 ihre Auswahlregeln nicht. Für diese Beobachtung fehlt jedoch noch eine übereinstimmende theoretische Erklärung. Die genauen Messungen von unterschiedlich orientierten TbMnO3 Proben ermöglichten einen schwachen elektrischen Beitrag bei 21 Reziprokzentimeter zu detektieren. Das ist die erste direkte Beobachtung einer dynamischen Anregung der IDM Wechselwirkung. Zusammenfassend, kann die IDM Wechselwirkung die statische elektrische Polarization und die schwache elektrische Anregung in der Hochfeldphase von TbMnO3 gut beschreiben. Das HE Modell wird erfolgreich bei der Erklärung des Hochfrequenzelektromagnons, dessen Auswahlregeln und des Spektralgewichts angewandt. Beide Modelle sind jedoch noch nicht in der Lage die Energie und das Spektralgewicht des Niederfrequenzelektromagnons zu beschreiben. Weitere theoretische Anstrengungen sind nötig um die noch verbleibenden offenen Fragen zu klären.
KW  - Manganverbindungen
KW  - Seltenerdverbindungen
KW  - FIR-Spektroskopie
KW  - Terahertz
KW  - Elektromagnon
KW  - Seltene Erden
KW  - Inkommensurable Zykloide
KW  - Magnetoelektrischer Effekt
KW  - Terahertz spectroscopy
KW  - Rare earth manganites
KW  - Electromagnon
KW  - Magnetoelectric effect
KW  - Incommensurate spin structure
KW  - Spektroskopie
KW  - Multiferroikum
KW  - Manganate
KW  - Dielektrikum
KW  - Magnon
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78719
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TY  - THES
A1  - Meyer, Jochen
T1  - Muon performance aspects and measurement of the inclusive ZZ production cross section through the four lepton final state with the ATLAS experiment at the LHC
T1  - Aspekte der Leistungsfähigkeit des Myonnachweises und Messung des inklusiven ZZ Wirkungsquerschnitts mittels des Vier-Lepton-Endzustands mit dem ATLAS Experiment am LHC
N2  - The "Large Hadron Collider" (LHC) is currently the most powerful particle accelerator. It provides particle collisions at a center of mass energy in the Tera-electronvolt range, which had never been reached in a laboratory before. Thereby a new era in high energy particle physics has began. Now it is possible to test one of the most precise theories in physics, the Standard Model of particle physics, at these high energies. The purpose is particularly served by four large experiments installed at the LHC, namely "A Toroidal LHC ApparatuS" (ATLAS), the "Compact-Muon-Solenoid" (CMS), the "Large Hadron Collider beauty" (LHCb) and "A Large Ion Collider Experiment" (ALICE). Besides exploring the high energy behavior of the well-established portions of the Standard Model, one of the main objectives is to find the Higgs boson included in the model, but not discovered by any preceding effort. It is of tremendous importance since fermions and heavy electroweak gauge bosons acquire mass because of this boson. Although the success of the Standard Model in describing nature is already undisputed, there are some flaws due to observations inexplicable within this theory only. Therefore searches for physics beyond the Standard Model are promoted at the LHC experiments as well. In order to achieve the defined goals, crucial aspects are firstly precise measurements, to verify Standard Model predictions in detail, and secondly an evaluation of as much information as accessible by the detectors, to recognize new phenomena as soon as possible for subsequent optimizations. Both challenges are only possible with a superior understanding of the detectors. An inevitable contribution to attain this knowledge is a realistic simulation, partially requiring new implementation techniques to describe the very complex instrumentation. The research presented here is performed under the patronage of the ATLAS collaboration with a special focus on measurements done with muon spectrometer. Thus a first central issue is the performance of the spectrometer in terms of physics objects that are recognized by the device, the compatibility of data and the existing simulation as well as its improvement and finally the extension of the acceptance region. Once the excellent behavior and comprehension of the muon spectrometer is demonstrated, a second part addresses one physics use case of reconstructed muons. The electroweak force is part of the Standard Model and causes the interaction of heavy electroweak gauge bosons with fermions as well as their self-interaction. In proton-proton collisions such gauge bosons are produced. However, they decay immediately into a pair of fermions. In case of the Z boson, which is one of the gauge bosons, oppositely charged fermions of the same generation, including muons, emerge. The various decay modes are determined precisely at particle accelerators other than the LHC. However, the associated production of two Z bosons is measured less exactly at those facilities because of a very low cross section. The corresponding results acquired with the ATLAS experiment exceed all previous measurements in terms of statistics and accuracy. They are reported in this thesis as obtained from the observation of events with four charged leptons. The enhancement of the signal yield based on the extension of the muon spectrometer acceptance is especially emphasized as well as alternative methods to estimate background events. Furthermore, the impact on the probing of couplings of three Z bosons and intersection with the search for the Standard Model Higgs boson are pointed out.
N2  - Der "Large Hadron Collider" (LHC) ist der leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger unserer Tage. Der Ringbeschleuniger erzeugt Teilchenkollisionen bei einer nie zuvor in einem Labor erreichten Schwerpunktenergie im Bereich von Teraelektronenvolt. Damit hat eine neue Ära in der Hochenergie-Teilchenphysik begonnen, in der eine der präzisesten Theorien der Physik, das Standardmodell der Teilchenphysik, bei diesen hohen Energien überprüft werden kann. Diesem Zweck dienen insbesondere die vier großen Experimente, "A Toroidal LHC ApparatuS" (ATLAS), "Compact-Muon-Solenoid" (CMS), "Large Hadron Collider beauty" (LHCb) und "A Large Ion Collider Experiment" (ALICE), welche am LHC aufgebaut sind. Neben der Erkundung des Hochenergieverhaltens der etablierten Bestandteile des Standardmodells, ist es ein Hauptanliegen das in dem Modell enthaltene Higgs Boson zu finden, welches bei allen bisherigen Bemühungen nicht nachgewiesen werden konnte. Dem Boson kommt eine wichtige Rolle zu, denn es erlaubt eine Erklärung der Massen von Fermionen und von schweren, elektroschwachen Eichbosonen. Obgleich der Erfolg des Standardmodells in seiner Beschreibung der Natur unumstritten ist, gibt es Schwachpunkte aufgrund von Beobachtungen, die die Existenz bislang unentdeckter Teilchen und Wechselwirkungen andeuten. Aus diesem Grund werden zudem Suchen nach Physik jenseits des Standardmodells von den LHC Experimenten betrieben. Um die ausgewiesenen Ziele zu erreichen, sind wesentliche Aspekte zum einen Präzisionsmessungen, um die Vorhersagen des Standardmodells eingehend zu testen, und zum anderen eine Auswertung aller mit den Detektoren zugänglichen Informationen, um Phänomene neuer Physik früh zu erkennen und Analysen daraufhin zu optimieren. Beide Herausforderungen gehen einher mit einem ausgezeichneten Verständnis der Detektoren. Einen unumgänglichen Beitrag dieses Wissen zu erlangen leistet eine realitätsgetreue Simulation, die teilweise neuer Techniken der Implementierung bedarf, um die komplexen Messanlagen zu beschreiben. Die hier präsentierte Forschungsarbeit wurde im Rahmen der ATLAS Kollaboration durchgeführt, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf Messungen des Myon-Spektrometers liegt. Daher ist ein erstes zentrales Thema die Leistungsfähigkeit des Spektrometers hinsichtlich der von ihm identifizierten physikalischen Objekte, die Verträglichkeit aufgenommener Daten mit der existierenden Simulation sowie deren Verbesserung und schließlich die Erweiterung des Akzeptanzbereichs. Nachdem das exzellente Verhalten und Verständnis des Myon-Spektrometers demonstriert ist, befasst sich ein zweiter Teil mit einem physikalischen Anwendungsbereich gefundener Myonen. Die elektroschwache Kraft ist Teil des Standardmodells und verursacht die Wechselwirkung der schweren, elektroschwachen Eichbosonen mit Fermionen sowie ihre Selbstwechselwirkung. In Proton-Proton Kollisionen werden solche Bosonen produziert, die jedoch sofort wieder in ein Fermionen-Paar zerfallen. Im Falle des Z Bosons, welches solch ein Eichboson ist, entstehen entgegengesetzt geladene oder neutrale Fermionen der selben Generation, darunter auch Myonen. Die verschiedenen Zerfallsmodi sind bereits an anderen Beschleunigern als dem LHC bestimmt worden. Die gleichzeitige Produktion zweier Z Bosonen wurde jedoch aufgrund des sehr kleinen Wirkungsquerschnittes weniger exakt an diesen Einrichtungen gemessen. Die entsprechenden, mit dem ATLAS Experiment gewonnenen Resultate, übersteigen alle vorherigen Messungen hinsichtlich ihrer Statistik und Genauigkeit. Wie sie aus beobachteten Ereignissen mit vier geladenen Leptonen gewonnen werden, ist in dieser Arbeit ausgeführt. Besonders betont wird die gesteigerte Signalaufnahme durch die Erweiterung des Akzeptanzbereichs des Myon-Spektrometers sowie alternative Methoden zur Abschätzung von Untergrundereignissen. Außerdem werden Auswirkungen auf die Erforschung von Kopplungen dreier Z Bosonen sowie Überschneidungen mit der Suche nach dem Higgs Boson des Standardmodells erläutert.
KW  - ATLAS <Teilchendetektor>
KW  - LHC
KW  - Myon
KW  - Standardmodell
KW  - Higgs
KW  - Myon
KW  - Z Boson
KW  - ATLAS
KW  - standard model
KW  - muon
KW  - Z boson
KW  - Higgs
KW  - inclusive cross section
KW  - Elementarteilchenphysik
KW  - Vektorboson
KW  - Wirkungsquerschnitt
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78793
ER  - 
TY  - THES
A1  - Platt, Christian
T1  - A Common Thread in Unconventional Superconductivity: The Functional Renormalization Group in Multi-Band Systems
T1  - Unkonventionelle Supraleitung in Multi-Band Systemen
N2  - Die supraleitenden Eigenschaften von komplexen Materialsystemen, wie den erst kürzlich entdeckten Eisen-Pniktiden oder den Strontium-Ruthenaten, sind oftmals durch das Zusammenspiel vieler elektronischer Orbitale bestimmt. Um die Supraleitung in derartigen Systemen besser zu verstehen, entwickeln wir in dieser Arbeit eine Multi-Orbital-Implementierung der funktionalen Renormierungsgruppe und untersuchen die Elektronenpaarung in verschiedenen charakteristischen Materialverbindungen. In den Eisen-Pniktiden finden wir hierbei mehrere Spinfluktuationskanäle, die eine Elektronenpaarung hervorrufen, sofern die Paarwellenfunktion einen Vorzeichenwechsel zwischen den verschiedenen genesteten Bereichen der Fermifläche aufweist. Abhängig von den spezifischen Materialeigenschaften, wie der Dotierung oder der Position des Pniktogenatoms, führen diese Spinfluktuationen dann zu $s_{\pm}$-wellenartiger Paarung mit durchgängiger Energielücke oder mit Knoten auf der Fermifläche. In manchen Fällen wird zudem auch $d$-wellenartige Paarung induziert, die in der Nähe des Übergangs zur $s_{\pm}$-Symmetrie einen gemischten $(s+id)$-Zustand mit gebrochener Zeitinversionssymmetrie aufweist. Diese neuartige Phase zeigt faszinierende Eigenschaften, wie zum Beispiel das spontane Entstehen von Supraströmen am Probenrand und um nichtmagnetische Störstellen. Auf Grund der durchgängigen Energielücke ist dieser $(s+id)$-Zustand energetisch begünstigt. Im Folgenden untersuchen wir zudem auch die elektronischen Instabilitäten eines weiteren außergewöhnlichen Materials -- dotiertes Graphen. Diese rein zweidimensionale Kohlenstoffverbindung ist schon seit mehreren Jahren im Fokus der Festkörperforschung und wurde mittlerweile auch durch neuartige experimentelle Verfahren dotiert, ohne die zugrundeliegende hexagonale Gittersturktur merklich zu stören. Eine theoretische Beschreibung dieses Systems erfordert die Berücksichtigung zweier nicht-equivalenter Gitterplätze, was wiederum effektiv als Zwei-Orbital-System aufgefasst werden kann. Durch die besondere Symmetrie der hexagonalen Gitterstruktur sind beide $d$-wellenartigen Paarungskanäle entartet und ahnlich der $(s+id)$-Paarung in den Pniktiden finden wir hier eine chirale $(d+id)$-Paarung in einem weiten Dotierungsbereich um van-Hove Füllung. Des Weiteren identifizieren wir Spin-Triplet-Paarung und eine exotische Form der Spindichtewelle, welche beide durch leichte Veränderung der langreichweitigen Hüpfamplituden und Wechselwirkungensparameter realisiert werden können. Als drittes Beispiel betrachten wir die Supraleitung in dem Strontium-Ruthenat Sr$_2$RuO$_4$. Die Besonderheit dieser Materialverbindung liegt in der möglichen Realisierung einer chiralen Spin-Triplet Paarung, die wiederum faszinierende Eigenschaften wie die Existenz von halbganzzahligen Flussvortizes mit nicht-Abelscher Vertauschungsstatistik aufweisen würde. Mittels eines mikroskopischen Drei-Orbital-Modells und der Berücksichtigung von Spin-Bahn-Kopplung finden wir hierbei, dass moderate ferromagnetische Spinfluktuationen immer noch ausreichen, um diesen speziellen Paarungszustand anzutreiben. Die berechnete Energielücke zeigt im Weiteren sehr starke Anisotropien auf dem $d_{xy}$-Orbital-dominierten Bereich der Fermifläche und verschwindet nahezu vollständig auf den anderen beiden Fermiflächen.
N2  - The superconducting properties of complex materials like the recently discovered iron-pnictides or strontium-ruthenate are often governed by multi-orbital effects. In order to unravel the superconductivity of those materials, we develop a multi-orbital implementation of the functional renormalization group and study the pairing states of several characteristic material systems. Starting with the iron-pnictides, we find competing spin-fluctuation channels that become attractive if the superconducting gap changes sign between the nested portions of the Fermi surface. Depending on material details like doping or pnictogen height, these spin fluctuations then give rise to $s_{\pm}$-wave pairing with or without gap nodes and, in some cases, also change the symmetry to $d$-wave. Near the transition from nodal $s_{\pm}$-wave to $d$-wave pairing, we predict the occurrence of a time-reversal symmetry-broken $(s+id)$-pairing state which avoids gap nodes and is therefore energetically favored. We further study the electronic instabilities of doped graphene, another fascinating material which has recently become accessible and which can effectively be regarded as multi-orbital system. Here, the hexagonal lattice structure assures the degeneracy of two $d$-wave pairing channels, and the system then realizes a chiral $(d+id)$-pairing state in a wide doping range around van-Hove filling. In addition, we also find spin-triplet pairing as well as an exotic spin-density wave phase which both become leading if the long-ranged hopping or interaction parameters are slightly modified, for example, by choosing different substrate materials. Finally, we consider the superconducting state of strontium-ruthenate, a possible candidate for chiral spin-triplet pairing with fascinating properties like the existence of half-quantum vortices obeying non-Abelian statistics. Using a microscopic three orbital description including spin-orbit coupling, we demonstrate that ferromagnetic fluctuations are still sufficient to induce this $\bs{\hat{z}}(p_x\pm ip_y)$-pairing state. The resulting superconducting gap reveals strong anisotropies on the $d_{xy}$-dominated Fermi-surface pocket and nearly vanishes on the other remaining two pockets.
KW  - Supraleitung
KW  - Renormierungsgruppe
KW  - Eisen-basierte Supraleiter
KW  - iron-pnictides
KW  - ruthenates
KW  - graphene
KW  - multi-band superconductivity
KW  - functional renormalization group
KW  - Hochtemperatursupraleitung
KW  - Ruthenate
KW  - Pnictide
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78824
ER  - 
TY  - THES
A1  - Pfisterer, Dana
T1  - Kognitive Beeinträchtigung nach koronaren Bypass-Operationen: Ein Vergleich zwischen konventionellen neuropsychologischen Tests und der Testbatterie zur Aufmerksamkeitsprüfung
T1  - Cognitive decline after CABG: A comparison between conventional paper and pencil tests and the Testbattery of Attentional Performance
N2  - Ziel der Studie ist die Optimierung der Messinstrumente zur Ermittlung neurokognitiver Defizite vor und nach Herzbypassoperationen, um einen Beitrag zur Etablierung eines einheitlichen Standards zu leisten. Hierfür findet die TAP als computergestütztes Verfahren im Vergleich zu konventionellen Papier-Bleistift-Tests Einsatz. Dass Patienten nach einer ACVB-Operation neurokognitive Defizite aufweisen, hat sich in dieser Studie bewahrheitet. Aufgrund der in dieser Studie erhobenen Daten setzt sich eine suffiziente Testbatterie zur Überprüfung neurokognitiver Leistungseinschränkungen nach Herzbypassoperationen aus dem Benton-Test und dem Test „Zahlennachsprechen“ zur Überprüfung der Gedächtnisfunktion sowie den TAP-Tests „Alertness“ mit Warnton, „Alertness“ ohne Warnton und „Geteilte Aufmerksamkeit“, zusammen.
N2  - Aim of this study is the optimization of the measuring instruments in order to establish a standard set of tests to detect neurocognitive decline before and after CABG. Therefore the TAP is used as a computerized Test battery in comparison to conventional paper and pencil tests. It could be proved, that patients after CABG show neurocognitive decline. Based in the data collected in this study, a sufficient test battery to examine cognitive limitations after CABG is consisting of the Benton-test, the Digit-Span-Test, as well as the TAP-Tests.
KW  - Bypass
KW  - Aufmerksamkeitstest
KW  - Testbatterie
KW  - Neurokognitive Defizite
KW  - Herz-Bypass-Operation
KW  - TAP
KW  - Papier-Bleistift-Tests
KW  - Neurocognitive decline
KW  - CABG
KW  - TAP
KW  - Paper and pencil test
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78492
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Aeschlimann, Martin
A1  - Bauer, Michael
A1  - Bayer, Daniela
A1  - Brixner, Tobias
A1  - Cunovic, Stefan
A1  - Fischer, Alexander
A1  - Melchior, Pascal
A1  - Pfeiffer, Walter
A1  - Rohmer, Martin
A1  - Schneider, Christian
A1  - Strüber, Christian
A1  - Tuchscherer, Philip
A1  - Voronine, Dimitri V.
T1  - Optimal open-loop near-field control of plasmonic nanostructures
N2  - Optimal open-loop control, i.e. the application of an analytically derived control rule, is demonstrated for nanooptical excitations using polarization-shaped laser pulses. Optimal spatial near-field localization in gold nanoprisms and excitation switching is realized by applying a shift to the relative phase of the two polarization components. The achieved near-field switching confirms theoretical predictions, proves the applicability of predefined control rules in nanooptical light–matter interaction and reveals local mode interference to be an important control mechanism.
KW  - Chemie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75256
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Atienza, Nieves
A1  - de Castro, Natalia
A1  - Cortés, Carmen
A1  - Garrido, M. Ángeles
A1  - Grima, Clara I.
A1  - Hernández, Gregorio
A1  - Márquez, Alberto
A1  - Moreno-González, Auxiliadora
A1  - Nöllenburg, Martin
A1  - Portillo, José Ramón
A1  - Reyes, Pedro
A1  - Valenzuela, Jesús
A1  - Trinidad Villar, Maria
A1  - Wolff, Alexander
T1  - Cover contact graphs
N2  - We study problems that arise in the context of covering certain geometric objects called seeds (e.g., points or disks) by a set of other geometric objects called cover (e.g., a set of disks or homothetic triangles). We insist that the interiors of the seeds and the cover elements are pairwise disjoint, respectively, but they can touch. We call the contact graph of a cover a cover contact graph (CCG). We are interested in three types of tasks, both in the general case and in the special case of seeds on a line: (a) deciding whether a given seed set has a connected CCG, (b) deciding whether a given graph has a realization as a CCG on a given seed set, and (c) bounding the sizes of certain classes of CCG’s. Concerning (a) we give efficient algorithms for the case that seeds are points and show that the problem becomes hard if seeds and covers are disks. Concerning (b) we show that this problem is hard even for point seeds and disk covers (given a fixed correspondence between graph vertices and seeds). Concerning (c) we obtain upper and lower bounds on the number of CCG’s for point seeds.
KW  - Informatik
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78845
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Drechsler, Johannes
A1  - Grötzinger, Joachim
A1  - Hermanns, Heike M.
T1  - Characterization of the Rat Oncostatin M Receptor Complex Which Resembles the Human, but Differs from the Murine Cytokine Receptor
N2  - Evaluation of a pathophysiological role of the interleukin-6-type cytokine oncostatin M (OSM) for human diseases has been complicated by the fact that mouse models of diseases targeting either OSM or the OSM receptor (OSMR) complex cannot fully reflect the human situation. This is due to earlier findings that human OSM utilizes two receptor complexes, glycoprotein 130 (gp130)/leukemia inhibitory factor receptor (LIFR) (type I) and gp130/OSMR (type II), both with wide expression profiles. Murine OSM on the other hand only binds to the gp130/OSMR (type II) receptor complex with high affinity. Here, we characterize the receptor usage for rat OSM. Using different experimental approaches (knock-down of the OSMR expression by RNA interference, blocking of the LIFR by LIF-05, an antagonistic LIF variant and stably transfected Ba/F3 cells) we can clearly show that rat OSM surprisingly utilizes both, the type I and type II receptor complex, therefore mimicking the human situation. Furthermore, it displays cross-species activities and stimulates cells of human as well as murine origin. Its signaling capacities closely mimic those of human OSM in cell types of different origin in the way that strong activation of the Jak/STAT, the MAP kinase as well as the PI3K/Akt pathways can be observed. Therefore, rat disease models would allow evaluation of the relevance of OSM for human biology.
KW  - Biologie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78856
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kunkel, Sabine
T1  - Veränderungen innerhalb der Schnittentbindung, ein Vergleich der Jahre 1995 und 2005. Eine retrospektive Analyse geburtshilflicher Parameter
T1  - Developments in caesarean section, a comparison of the years 1995 and 2005. A retrospective analysis of obstetric parameters
N2  - In der Abteilung für Gynäkologie und Geburtshilfe der Missionsärztlichen Klinik Würzburg wurden 1995 120 und 2005 312 Schnittentbindungen durchgeführt. In der vorliegenden retrospektiven Arbeit interessierte, ob sich zwischen 1995 und 2005 ein signifikanter Wandel der geburtshilflichen Parameter innerhalb dieser Schnittentbindungen abgezeichnet hat. Die Sectio-Frequenz stieg im untersuchten Zeitraum höchst signifikant von 11,4 % auf 24,7 %. Es wurden pro Schnittentbindung ein bis maximal fünf Indikationen, die zu einer Sectio führten, angegeben. 1995 gab es 31 und 2005 34 verschiedene Indikationen. Bezüglich der sieben häufigsten Indikationsangaben hat sich in diesen 10 Jahren nichts verändert. Statistisch signifikant waren nur zwei Veränderungen. Die Indikation Missverhältnis erfuhr eine signifikante Steigerung von 21,6 % auf 33,4 % und war damit 2005 die meistgenannte Indikation. Die Indikation frustrane Geburtseinleitung ging von 9,9 % auf 3,3 % zurück. Die häufigste Indikationsangabe 1995 war der Geburtsstillstand/protrahierte Eröffnungsperiode (33,3%). Höchst signifikante Unterschiede gab es bei den Anästhesieverfahren. 1995 wurde zu 67,7 % eine Intubationsnarkose durchgeführt, 2005 waren es nur noch 12,1 %. Im Gegensatz dazu stieg der Anteil an der Spinalanästhesie von 27 % auf 75,7 %. Das durchschnittliche Geburtsgewicht der Sectio-Geborenen lag 1995 bei 3235,6 Gramm gegenüber 3387,9 Gramm 2005. Dieser Unterschied war statistisch signifikant. Das niedrigere Geburtsgewicht 1995 liegt sicherlich auch daran, dass in diesem Jahr mehr Frühgeborene durch Kaiserschnitt zur Welt kamen. Bei der Betrachtung des Fetal Outcome der Sectiokinder zeigten sich folgende Ergebnisse. Der 1-Minuten-APGAR-Mittelwert war 2005 mit 8,9 statistisch höchst signifikant besser als 1995 mit 8,4. Der 5-Minuten- und 10 Minuten-APGAR-Mittelwert zeigte keine signifikanten Unterschiede. 1995 hatten weniger Neugeborene einen 1-Minuten-APGAR-Wert > 8 als 2005 und dafür mehr Kinder Werte < 7 (10,2 % 1995 zu 2,9 % 2005). Dies ist ebenfalls auf die höhere Frühgeburtenrate 1995 zurückzuführen. Beim Nabelarterien-pH-Mittelwert gab es keinen signifikanten Unterschied. 1995 gab es sechs Kinder mit einem pH-Wert kleiner 7,1 (dies entspricht 5,7 %) und 2005 fünf Kinder (1,7 %). Es wurde die Abhängigkeit der Indikationsstellung Missverhältnis/Geburtsstillstand von Geburtsgewicht, BMI und der untersuchten Jahre 1995 und 2005 untersucht. Hierbei zeigte sich, dass das Geburtsgewicht ein höchst signifikanter Risikofaktor für die Indikationsstellung Missverhältnis oder Geburtsstillstand darstellt. Ein Effekt des BMI oder der untersuchten Jahre konnte nicht nachgewiesen werden. Keine signifikanten Unterschiede gab es bei der Untersuchung der primären Sectiones, Re-Sectiones, Erstgebärenden, Alter der Mütter, BMI-Werte oder Komplikationen im Wochenbett.
N2  - In the Department of Obstetrics and Gynecology at Medical Missionary Clinic in Würzburg (Missionsärztliche Klinik Würzburg) 120 caesarean sections took place in 1995 compared to 312 in 2005. Aim of this retrospective study is to find if there is a significant change in obstetric parameters of these caesarean sections in the years from 1995 to 2005. The sectio frequency increased highly significantly from 11.4% to 24.7% in the investigation period. Per caesarean section up to a maximum of five indications that led to a section have been specified. There were 31 different indications in 1995, in 2005 there were 34. No changes occurred regarding the seven most frequent indications in those ten years. Statistically significant were only two changes. The indication cephalopelvic disproportion rose significantly from 21.6% to 33.4% and as the most stated indication in 2005. The indication failure to induce labour fell from 9.9% to 3.3%. In 1995 the most common indication was failure to progress in labour (33.3%). Highly significant differences became apparent in the anaesthetic procedures. In 1995 an general anesthesia had been carried out in 67.7% of cases, in 2005 the number fell to only 12.1%. By contrast, the rate of spinal anesthesia rose from 27% to 75.7%. The average birth weight of the children born by caesarean section lay by 3235.6 gram in 1995 and 3387.9 gram in 2005. This difference is statistically significant. The lower 1995 birth weight is certainly down to the fact that more premature babies were delivered by caesarean section that year. The results of a consideration of the Fetal Outcome of the children born by caesarean section were as follows: the 1 minute APGAR score was 8.9 in 2005 and therefore statistically highly significantly better than in 1995 when the score was 8.4. The 5 and 10 minute APGAR score shows no significant difference. In 1995 fewer newborns had a 1 minute APGAR score of >8 than in 2005 and more children had scores <7 (10.2% in 1995 compared to 2.9% in 2005). This is also due to the higher preterm birth rate of 1995. There was no significant difference regarding the umbilical arteries pH score. In 1995 there were six children with a pH score below 7.1 (representing 5.7%) and five children (representing 1.7%) in 2005. The dependence of the indication cephalopelvic disproportion/failure to progress in labour on birth weight, BMI and the investigation years 1995 and 2005 was analysed. It showed that the birth weight is a highly significant risk factor for the indication cephalopelvic disproportion or failure to progress in labour. There has been no evidence for an effect of the BMI or the year in question. The study of primary sections, previous sections, nulliparous women, maternal age, BMI scores or complications in childbed resulted in no significant difference.
KW  - Medizin
KW  - Gynäkologie
KW  - Geburtshilfe
KW  - Schnittentbindung
KW  - Sectio caesarea
KW  - Kaiserschnitt
KW  - Indikationen
KW  - retrospektive Analyse
KW  - geburtshilflicher Parameter
KW  - caesarean section
KW  - retrospective analysis
KW  - obstetric parameters
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-82342
ER  - 
TY  - THES
A1  - Panidou, Ermioni
T1  - „Vergleich zweier Methoden zur intraoperativen Mitomycin C Applikation im Rahmen der Trabekulektomie“
T1  - "Comparison of two methods of intraoperative application of mitomycin C during trabeculectomy"
N2  - Das Ziel dieser Studie war der Vergleich zweier intraoperativer Applikationsmethoden von Mitomycin C (MMC) im Rahmen der Trabekulektomie. Zu diesem Zweck wurde eine retrospektive Analyse vorgenommen. 100 Patienten hatten intraoperativ eine MMC-Applikation mittels Schwämmchen und 100 Patienten mittels Streifen erhalten. Vor dem Beginn der Studie wurden Labormessungen durchgeführt, um die standartisierte Applikationsdosis von MMC zu bestimmen, die sich jeweils in einem Schwämmchen beziehungsweise in 4 Streifen befand. Die Laborergebnissen zeigten eine wirkliche MMC-Dosis von 17,59±3,15µg für die Schwämmchen und von 12,38 ±1,75µg für die Streifen. Überprüft wurde sowohl die absolute (= complete success, ohne lokale Medikation) als auch die relative Erfolgsrate (= qualified success, mit lokaler Medikation). Beide Methoden zeigten eine zufriedenstellende IOD-senkende Wirkung. Für die Erfolgskriterien ≤21+20%, <16, <12 mmHg gab es keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den zwei Gruppen weder für die absolute noch für die relative Erfolgsrate 1 Jahr nach der Operation. Für das Erfolgskriterium <18 mmHg gab es einen statistisch signifikanten Unterschied bezüglich der relativen Erfolgsrate zugunsten der Streifen-Gruppe. Zwei Erklärungen dafür sind möglich: Zum einen könnte dies mit der höheren Anzahl von Interventionen (Faden-LKs) in der frühen postoperativen Phase zu tun haben. Zum anderen könnte sich die Behandlung eines größeren Areals mit MMC günstiger auf die Vernarbungsreaktion auswirken und damit auch auf die Erfolgsrate. Die Streifen-Gruppe hatte zudem – trotz weniger MMC – eine statistisch signifikant günstigere Sickerkissen-Morphologie 12 Monate nach der Operation. Auch dies ließe sich durch die größere Applikationsfläche von MMC bei den Streifen erklären. Die Schwämmchen-Gruppe hatte statistisch signifikant mehr Hornhaut-Erosiones in der frühen postoperativen Phase. Auf der anderen Seite hatte die Streifen-Gruppe zu dem Zeitpunkt eine bessere relative Erfolgsrate für die Erfolgskriterien <18 und <12 mmHg. Eine mögliche Erklärung wäre, dass die 8x8-mm-Schwämmchen mehr MMC aufnehmen und näher zur Hornhaut appliziert werden. Im Gegensatz zu den Streifen, die über eine breitere Applikationsfläche in der Peripherie weniger MMC abgeben. Möglich wäre aber auch, dass die Erosiones durch die in der Schwämmchen-Gruppe statistisch signifikant vermehrt vorhandenen Voroperationen erklärbar sind. Diese präoperativen Eingriffe können zu Augentrockenheit führen, welche eine Epitheliopathie der Hornhaut begünstigt. Im Bezug auf die Sickerkissen-Needlings und 5-FU-Injektionen hatten die Schwämmchen-Patienten statistisch signifikant mehr Interventionen als die Streifen-Patienten. Dass die Schwämmchen-Gruppe einen statistisch signifikanten höheren Bedarf an 5-FU-Injektionen zeigte, könnte durch die schlechtere Sickerkissen-Morphologie dieser Patienten erklärt werden. Abschließend sei erwähnt, dass die Schwämmchen-Gruppe statistisch signifikant mehr drucksenkende Augentropfen ein Jahr nach der Operation benötigten, damit der erwünschte IOD postoperativ erreicht werden könnte. Zusammenfassend zeigt die Streifen-Gruppe eine tendenziell etwas günstigere Erfolgsrate als die Schwämmchen-Gruppe und benötigte dafür eine geringere Anzahl von postoperativen Interventionen und weniger MMC. Diese Befunde sprechen für die These, dass die Streifen das MMC effektiver applizieren, indem sie eine größere Fläche behandeln. Aufgrund dieser positiven Tendenz hat die Würzburger Klinik den Einsatz der Schwämmchenapplikation eingestellt.
N2  - The aim of this study was to compare two methods of intraoperative application of mitomycin C (MMC ) during trabeculectomy . For this purpose, a retrospective analysis was performed. 100 patients received intraoperative MMC application through a sponge and 100 patients through stripes. Before the start of the study laboratory measurements were made to determine the standardized application dose of MMC which was in the sponge or in the 4 stripes. The laboratory results showed a real MMC dose of 17.59 ± 3.15 mcg for the sponge and of 12.38 ± 1.75 mcg for the stripes . The study tested both the absolute ( = complete success , without local medication) and the relative success rate ( = qualified success , with local medication) . Both methods showed a satisfactory IOP lowering effect. For the success criteria ≤ 21 +20 %, < 16, <12 mmHg , there was no statistically significant difference between the two groups for either the absolute or the relative success rate 1 year after surgery. For the success criterion <18 mmHg , there was a statistically significant difference in the relative success rate in favor of the strip Group. Two explanations are possible : At first, this might have to do in the early postoperative period with the higher number of interventions ( suturelysis). Secondly, the treatment of a larger area with MMC could be more beneficial in case of scaring and thus on the success rate . The stripes group - despite less MMC - had a statistically significant favorable bleb morphology 12 months after surgery. Again, this could be explained by the larger application area of MMC through the stripes. The sponge group had statistically significantly more corneal erosions in the early postoperative period . On the other hand, the stripes group had at that point a better success rate for the success criteria had < 18 and <12 mmHg at the time. A possible explanation could be that the 8x8-mm sponge apply more amount of MMC and nearer to the cornea . In contrast to the stripes, that apply less MMC in a wider area in the periphery. The sponge group had statistically significant more prior surgery and this could explain the number of corneal erosions. These preoperative interventions can lead to eye dryness and superficial punctate keratitis. The sponge group had statistically significant more interventions(needlings of the bleb and the subkonjunctival 5-FU injections) than the stripes group. The sponge group showed a statistically significant higher demand for 5-FU injections, which could be explained by the worse bleb morphology. Finally, it should be mentioned that the sponge group needed statistically significant more eye pressure lowering eye drops one year after trabeculectomy in order to reach the desired IOP postoperatively. In summary, the stripes group showed a better success rate than the sponge group and required a smaller number of post-surgical interventions and less MMC. These findings support the theory that the stripes applied MMC effectively over a larger area. Because of this positive trend, the Würzburg university eye hospital uses the application of MMC with stripes.
KW  - Mitomycin C
KW  - Trabekulektomie
KW  - kleines Applikationsareal
KW  - grosses Applikationsareal
KW  - Erfolgsrate
KW  - Mitomycin C
KW  - Trabekulektomie
KW  - kleines Applikationsareal
KW  - grosses Applikationsareal
KW  - Erfolgsrate
KW  - Mitomycin C
KW  - trabeculectomy
KW  - small application area
KW  - big application area
KW  - success rate
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-82301
ER  - 
TY  - THES
A1  - Emami-Nemini, Alexander Darius
T1  - Differential parathyroid hormone receptor signaling directed by adaptor proteins
T1  - Steuerung differenzieller Signalgebung des Parathormon Rezeptors durch Adapterproteine
N2  - The superfamily of G protein-coupled receptors (GPCR) regulates numerous physiological and pathophysiological processes. Hence GPCRs are of significant interest for pharmacological therapy. Embedded into cytoplasmic membranes, GPCRs represent the core of large signaling complexes, which are critical for transduction of exogenous stimuli towards activation of downstream signaling pathways. As a member of the GPCR family B, the parathyroid hormone receptor (PTHR) activates adenylyl cyclases, phospholipases C β as well as mitogen-activated protein kinase-dependent signaling pathways, thereby mediating endocrine and paracrine effects of parathyroid hormone (PTH) and parathyroid hormone-related peptide (PTHrP), respectively. This regulates, calcium homeostasis, bone metabolism and bone development. Paradoxically, PTH is able to induce both catabolic and anabolic bone metabolism. The anabolic effect of PTH is successfully applied in the therapy of severe osteoporosis. Domination of anabolic or catabolic bone-metabolism is entailed by temporal and cell-type specific determinants. The molecular bases are presumably differential arrangements of adaptor proteins within large signaling complexes that may lead to differential activation of signaling pathways, thereby regulating physiological effects. The molecular mechanisms are largely unclear; thus, there is significant interest in revealing a better understanding of PTHR-related adaptor proteins. To identify novel adaptor proteins which direct PTHR signaling pathways, a proteomic screening approach was developed. In this screening, vav2, a guanine-nucleotide exchange factor (GEF) for small GTPases which regulates cytoskeleton reorganization, was found to interact with intracellular domains of PTHR. Evidence is provided that vav2 impairs PTH-mediated phospholipase C β (PLCβ) signaling pathways by competitive interactions with G protein αq subunits. Vice versa, PTH was shown to regulate phosphorylation and subsequent GEF activity of vav2. These findings may thus shed new light on the molecular mechanisms underlying the effects of PTH on bone metabolism by PLC-signaling, cell migration and cytoskeleton organization. In addition to the understanding of intracellular molecular signaling processes, screening for ligands is a fundamental and demanding prerequisite for modern drug development. To this end, ligand binding assays represent a fundamental technique. As a substitution for expensive and potentially harmful radioligand binding, fluorescence-based ligand-binding assays for PTHR were developed in this work. Based on time-resolved fluorescence, several assay variants were established to facilitate drug development for the PTHR.
N2  - Die Superfamilie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) reguliert eine Vielzahl von physiologischen und pathophysiologischen Prozessen, was sie bedeutend für die Pharmakotherapie macht. Eingebettet in die Zytoplasmamembran sind GPCRs das Zentrum von Signalkomplexen, die eine Transduktion äußerer Stimuli zur Aktivierung von nachgeschalteten Signalwegen ermöglichen. Der zur Familie B der GPCRs gehörige Parathormon-Rezeptor (PTHR) aktiviert Adenylyl-Zyklasen-, Phospholipasen Cβ- und Mitogen-aktivierte Proteinkinase (MAPK)-abhängige Signalwege, wodurch endokrine und parakrine Wirkungen des Parathormons (PTH) und des Parathormon-ähnlichen Peptides (PTHrP) vermittelt werden. Dies ermöglicht die Regulation der Calcium-Homöostase, des Knochenmetabolismus und der Knochenentwicklung. Paradoxerweise kann PTH sowohl katabole als auch anabole Effekte auf den Knochenstoffwechsel induzieren. Den anabolen Effekt von PTH nutzt man erfolgreich in der Therapie der schweren Osteoporose. Ob ein anaboler oder kataboler Knochenmetabolismus überwiegt, wird durch zeitliche und Zelltyp-spezifische Faktoren bestimmt. Dem zugrunde liegt vermutlich unter anderem eine differenzielle Anordnung verschiedener Adapterproteine innerhalb der Signalkomplexe, die zur differenziellen Aktivierung von Signalwegen führen und so eine Steuerung bestimmter physiologischer Effekte ermöglichen. Die molekularen Mechanismen sind jedoch noch weitgehend unklar, weshalb großes Interesse besteht, ein besseres Verständnis über die PTHR-assoziierten Adapterproteine zu entwickeln. Zur Identifizierung neuer Adapterproteine, die PTHR-Signalwege beeinflussen, wurde in dieser Arbeit ein auf dem Proteom-basierender Screening-Ansatz entwickelt. Dieser führte zur Entdeckung einer Interaktion von intrazellulären Domänen des PTHR mit vav2, einem Guanin-Nukleotid Austauschfaktor (GEF) für kleine GTPasen, der die Zytoskelett-Reorganisation steuert. Des Weiteren wurde nachgewiesen, dass vav2 über kompetitive Interaktionen mit G Protein αq Untereinheiten PTH-vermittelte Phospholipase Cβ (PLCβ)-abhängige Signalwege beeinflusst. Umgekehrt wurde gezeigt, dass PTH die Phosphorylierung und damit die GEF Aktivität von vav2 reguliert. Diese Befunde können Aufschluss über molekulare Mechanismen geben, die den Wirkungen von PTH auf den Knochenstoffwechsel durch PLC-Signalwege, Zellmigration und Zytoskelett-Reorganisation zugrunde liegen. Neben dem Verständnis über molekulare Prozesse der intrazellulären Signalgebung ist die Suche nach Liganden eine herausfordernde Grundvoraussetzung für die aktuelle Arzneistoffentwicklung. Liganden-Bindungs-Experimente stellen dafür elementare Techniken dar. Zur Substitution kostenintensiver und potentiell gesundheitsschädlicher Radioliganden-Bindungen, wurden in dieser Arbeit Fluoreszenz-basierte Liganden-Bindungs-Experimente für den PTHR entwickelt. Basierend auf Zeit-aufgelöster Fluoreszenz wurden mehrere Varianten dieser Experimente etabliert, um die Arzneistoffentwicklung am PTHR zu unterstützen.
KW  - G-Protein gekoppelte Rezeptoren
KW  - Parathormon
KW  - G-Protein gekoppelte Rezeptoren
KW  - Parathormon
KW  - vav2
KW  - Guanin Nukleotid Austauschfaktor
KW  - G protein coupled receptor
KW  - parathyroid hormone
KW  - vav2
KW  - guanine nucleotide exchange factor
KW  - Guaninnucleotid-Austauschfaktoren
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72369
ER  - 
TY  - THES
A1  - Alb, Miriam
T1  - Tumorstroma-Immuntherapie und spontane Immunsuppression im Grm1-transgenen Melanom-Modell
T1  - Tumor stroma immunotherapy and spontaneous immunosuppression in Grm1 transgenic murine melanoma
N2  - 5.1 Immuntherapie mit vom Tumorstroma abgeleiteten Peptiden Tumore bestehen nicht nur aus Tumorzellen, sondern auch aus der sie umgebenden extrazellulären Matrix (EZM), und Stromazellen wie Fibroblasten (cancer-associated fibroblast; CAF) und Endothelzellen (tumor endothelial cell; TEC). Diese Stromazellen haben durch die Ausschüttung von Zytokinen, proteolytischen Enzymen, Wachstums- und Angiogenesefaktoren einen entscheidenden Einfluss auf die Tumorprogression. Sie unterscheiden sich von den Stromazellen der normalen Gewebe durch die Expression von sogenannten Tumorstroma-assoziierten Antigenen (TSAA). Damit sollten Therapien, die auf TSAA abzielen, universell einsetzbar und weniger anfällig gegenüber Resistenzentwicklungen (immune escape Mechanismen) sein, da Stromazellen im Gegensatz zu neoplastischen Zellen genetisch relativ stabil sind. Für eine Immuntherapie mit vom Tumorstroma abgeleiteten Peptiden wählten wir die TSAA Endoglin und Fap, welche während der Wundheilung und im Tumorstroma induziert werden. Dabei sollte überprüft werden, ob prophylaktische Vakzinierungen in C57Bl/6j Mäusen Peptid-reaktive T-Zellen induzieren können, und das Wachstum von transplantieren Grm1-transgenen Tumoren reduziert werden kann. In der Tat konnten wir sowohl bei Endoglin- als auch bei Fap Peptid vakzinierten Tieren in vivo Peptid-reaktive Lymphozyten im Blut und zu einem geringeren Anteil auch in der Milz nachweisen, welche Peptid-gepulste syngene Milzzellen lysieren konnten. Allerdings konnte in beiden Fällen keine Reduktion des Tumorwachstums gegenüber der Kontrollgruppe beobachtet werden. Bei der Fap-Peptid-vakzinierten Gruppe war das Tumorwachstum gegenüber der Kontrollgruppe sogar gesteigert. Dies könnte darauf hindeuten, dass die Induktion Fap-Peptid-reaktiver T-Zellen tumorpromovierend wirkt. Möglicherweise könnte aber durch eine Modifikation des Vakzinierungsprotokolls bzw. durch eine Kombination mit anderen Immuntherapeutika ein verbessertes Ansprechen auf eine Endoglin bzw. Fap basierte Immuntherapie erzielt werden. 5.2 Immunsuppressive Mechanismen im Grm1-transgenen Melanom-Modell Grm1-transgene Mäuse entwickeln spontan kutane Melanome. Dieses Modell erlaubte es uns in der vorliegenden Arbeit spontane Immunantworten im Laufe der Melanomentstehung zu untersuchen. Hierfür analysierten wir sowohl ex vivo als auch in vitro aus Milz und Lymphknoten gewonnene Lymphozyten von Mäusen, welche keine Tumorläsionen bzw. eine niedrige oder hohe Tumorlast aufwiesen. Dabei konnten wir ex vivo einen Anstieg der Frequenz aktivierter CD4+ und CD8+ Lymphozyten mit zunehmender Tumorlast zeigen. Bei tumortragenden Tieren exprimierten jedoch hauptsächlich CD4+ T-Zellen Aktivierungsmarker nach in vitro Stimulation. Interessanterweise waren diese Zellen tumortragender Tiere auch funktionell beeinträchtigt, was sich in einer verminderten Proliferationskapazität nach in vitro Stimulation zeigte. Weitere Analysen ergaben, dass die erhöhte Frequenz regulatorischer T Zellen bei tumortragenden Tieren ein frühes Ereignis im Laufe der Tumorentstehung ist. Gleichzeitig konnte auch ein starker Anstieg der immunsupprimierenden Zytokine Tgf-β1 und Il-10 sowohl in den Lymphknoten als auch im Tumorgewebe beobachtet werden. Dabei war die Tgf-β1-Expression sowohl im Tumor als auch im tumor-drainierenden Lymphknoten erhöht, während Il-10 im Tumor nur moderat exprimiert wurde, was eine komplexere Regulation der Il-10-Expression nahe legt. Dies bedeutet, dass in Grm1-transgenen Mäusen ähnlich wie auch bei Melanompatienten zelluläre und zytokinabhängige Mechanismen zur Tumorentstehung beitragen und dieses Modell daher geeignet ist, um präklinisch immunmodulierende Therapieansätze zu testen.
N2  - 6.1 Immunotherapy with peptides derived from tumor stroma-associated antigens Tumors do not only comprise tumor cells but also stromal cells like fibroblasts (cancer associated fibroblast; CAF) and endothelial cells (tumor endothelial cell; TEC) and the surrounding extracellular matrix (ECM). These stromal cells impact on progression and invasion of tumors through release of cytokines, ECM-degrading enzymes, growth factors, and angiogenic factors. They differ from their normal counterparts through expression of so called tumor stroma-associated antigens (TSAA). Therefore, therapies targeting the tumor stroma should be universally applicable. Furthermore, such therapies should be less prone to resistance mechanisms as stromal cells are genetically more stable than neoplastic cells. We selected the TSAA Endoglin and Fap, which are both specifically induced during wound healing and in the tumor stroma, to test if vaccination with peptides derived from these TSAA induced peptide-reactive T cells, and could reduce the growth of transplanted Grm1 transgenic tumors in C57Bl/6j mice in a prophylactic setting. In mice vaccinated with Endoglin- and Fap-peptides, respectively, peptide-reactive lymphocytes from peripheral blood and spleen were able to lyse peptide-loaded syngeneic splenocytes in vivo. However, vaccination with Endoglin- and Fap-peptides, respectively, did not affect the growth of transplanted Grm1-transgenic tumors. In fact, tumor growth was enhanced in Fap peptide vaccinated mice compared to the control group. This suggests that Fap peptide reactive T cells promote tumor progression. Modification of the vaccination protocol or a combination with an immune-modulatory therapy could, however, increase the efficacy of an anti-Endoglin or anti-Fap therapy, respectively. 6.2 Immunosuppressive mechanisms of Grm1-transgenic murine melanoma Grm1-transgenic mice spontaneously develop cutaneous melanoma. This model allowed us to scrutinize the generic immune responses over the course of melanoma development. To this end, lymphocytes obtained from spleens, unrelated lymph nodes and tumor-draining lymph nodes of mice with no evidence of disease, low or high tumor burden were analyzed ex vivo and in vitro. Thereby, we could demonstrate an increased frequency of activated CD4+ and CD8+ T lymphocytes in the respective organs with increasing tumor burden. However, mainly CD4+ T cells, which could constitute both T helper as well as immune suppressive regulatory T cells, but not CD8+ T cells expressed activation markers upon in vitro stimulation when obtained from tumor-bearing mice. Interestingly, these cells from tumor-burdened animals were also functionally hampered in their proliferative response when subjected to strong in vitro stimulation. Further analyses revealed that the increased frequency of regulatory T cells in tumor-bearing mice is an early event present in all lymphoid organs. Additionally, expression of the immunosuppressive cytokines Tgf-β1 and Il-10 became more evident with increased tumor burden. Notably, Tgf-β1 is strongly expressed in both the tumor and the tumor-draining lymph node, whereas Il-10 expression is more pronounced in the lymph node, suggesting a more complex regulation of Il-10. Thus, similar to the situation in melanoma patients both cytokines as well as cellular immune escape mechanisms seem to contribute to the observed immune suppressed state of tumor-bearing Grm1-transgenic mice, suggesting that this model is suitable for preclinical testing of immune-modulatory therapies.
KW  - Stroma
KW  - Melanom
KW  - Immunsuppression
KW  - tumor
KW  - stroma
KW  - melanoma
KW  - immunosuppression
KW  - Tumorstroma
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78890
ER  - 
TY  - THES
A1  - Curtef, Oana
T1  - Rayleigh–quotient optimization on tensor products of Grassmannians
T1  - Rayleigh–Quotient Optimierung auf Tensorprodukte von Graßmann-Mannigfaltigkeiten
N2  - Applications in various research areas such as signal processing, quantum computing, and computer vision, can be described as constrained optimization tasks on certain subsets of tensor products of vector spaces. In this work, we make use of techniques from Riemannian geometry and analyze optimization tasks on subsets of so-called simple tensors which can be equipped with a differentiable structure. In particular, we introduce a generalized Rayleigh-quotient function on the tensor product of Grassmannians and on the tensor product of Lagrange- Grassmannians. Its optimization enables a unified approach to well-known tasks from different areas of numerical linear algebra, such as: best low-rank approximations of tensors (data compression), computing geometric measures of entanglement (quantum computing) and subspace clustering (image processing). We perform a thorough analysis on the critical points of the generalized Rayleigh-quotient and develop intrinsic numerical methods for its optimization. Explicitly, using the techniques from Riemannian optimization, we present two type of algorithms: a Newton-like and a conjugated gradient algorithm. Their performance is analysed and compared with established methods from the literature.
N2  - Viele Fragestellungen aus den unterschiedlichen mathematischen Disziplinen, wie z.B. Signalverarbeitung, Quanten-Computing und Computer-Vision, können als Optimierungsprobleme auf Teilmengen von Tensorprodukten von Vektorräumen beschrieben werden. In dieser Arbeit verwenden wir Techniken aus der Riemannschen Geometrie, um Optimierungsprobleme für Mengen von sogenannten einfachen Tensoren, welche mit einer differenzierbaren Struktur ausgestattet werden können, zu untersuchen. Insbesondere führen wir eine verallgemeinerte Rayleigh-Quotienten-Funktion auf dem Tensorprodukt von Graßmann-Mannigfaltigkeiten bzw. Lagrange-Graßmann-Mannigfaltigkeiten ein. Dies führt zu einem einheitlichen Zugang zu bekannten Problemen aus verschiedenen Bereichen der numerischen linearen Algebra, wie z.B. die Niedrig–Rang–Approximation von Tensoren (Datenkompression), die Beschreibung geometrischer Maße für Quantenverschränkung (Quanten-Computing) und Clustering (Bildverarbeitung). Wir führen eine gründliche Analyse der kritischen Punkte des verallgemeinerten Rayleigh-Quotienten durch und entwickeln intrinsische numerische Methoden für dessen Optimierung. Wir stellen zwei Arten von Algorithmen vor, die wir mit Hilfe von Techniken aus der Riemannsche Optimierung entwickeln: eine mit Gemeinsamkeiten zum Newton-Verfahren und eine zum CG-Verfahren ähnliche. Wir analysieren die Performance der Algorithmen und vergleichen sie mit gängigen Methoden aus der Literatur.
KW  - Optimierung
KW  - Riemannsche Optimierung
KW  - Newtonverfahren
KW  - Verfahren der konjugierten Gradienten
KW  - Maße für Quantenverschränkung
KW  - Riemannian optimization
KW  - Grassmann Manifold
KW  - Newton method
KW  - Conjugate gradient method
KW  - tensor rank
KW  - subspace clustering
KW  - enatnglement measure
KW  - Riemannsche Geometrie
KW  - Grassmann-Mannigfaltigkeit
KW  - Konjugierte-Gradienten-Methode
KW  - Newton-Verfahren
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-83383
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wolff, Alexander
A1  - Rutter, Iganz
T1  - Augmenting the Connectivity of Planar and Geometric Graphs
JF  - Journal of Graph Algorithms and Applications
N2  - In this paper we study connectivity augmentation problems. Given a connected graph G with some desirable property, we want to make G 2-vertex connected (or 2-edge connected) by adding edges such that the resulting graph keeps the property. The aim is to add as few edges as possible. The property that we consider is planarity, both in an abstract graph-theoretic and in a geometric setting, where vertices correspond to points in the plane and edges to straight-line segments.
We show that it is NP-hard to � nd a minimum-cardinality augmentation that makes a planar graph 2-edge connected. For making a planar graph 2-vertex connected this was known. We further show that both problems are hard in the geometric setting, even when restricted to trees. The problems remain hard for higher degrees of connectivity. On the other hand we give polynomial-time algorithms for the special case of convex geometric graphs.
We also study the following related problem. Given a planar (plane geometric) graph G, two vertices s and t of G, and an integer c, how many edges have to be added to G such that G is still planar (plane geometric) and contains c edge- (or vertex-) disjoint s{t paths? For the planar case we give a linear-time algorithm for c = 2. For the plane geometric case we give optimal worst-case bounds for c = 2; for c = 3 we characterize the cases that have a solution.
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-97587
ER  - 
TY  - THES
A1  - Thiem, Philipp
T1  - Instant Adipositas
T1  - Instant Adipositas
N2  - Durch die Simulation von Übergewicht sollen die Alltagsprobleme von Adipösen auch für normalgewichtige Menschen erfahrbar gemacht werden. Die Dissertation beschäftigt sich mit der qualitativen und quantitativen Identifikation der Probleme und Einschränkungen im Alltag von adipösen Menschen. Zudem wird überprüft, ob die Einschränkungen im Rahmen einer Simulation realitätsgetreu abgebildet werden können.
N2  - Obese people deal with certain problems in everyday life which are directly caused by their weight. A simulation with increased body weight shall give non-obese subjects the opportunity for a change of perspective and to get an insight of the problems that obese people have to deal with. In my doctoral thesis I identify the obesity-connected problems and examine whether it is possible to simulate these problems with non-obese subjects.
KW  - Fettsucht
KW  - Adipositas
KW  - Simulation
KW  - Adipositas
KW  - Simulation
KW  - Obesity
KW  - Increased Body Weight
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-97696
ER  - 
TY  - THES
A1  - Peter, Dominik
T1  - Reorganisation der Zellkontakte der Endothelbarriere bei der Stabilisierung durch cAMP und Rac1
T1  - Reorganization of Intercellular Junctions in Stabilization of Endothelial Barrier Functions by cAMP and Rac1
N2  - Zwischen Blutkompartiment und umliegenden Interstitium besteht eine Barriere, die durch eine einzelne Schicht aus Endothelzellen gebildet wird. Essentiell für diese Barriere, deren Funktion in der Begrenzung des Austausches von Flüssigkeit und gelösten Stoffen liegt, sind interzelluläre Junktionen, welche die Endothelzellen miteinander verbinden. Durch eine gestörte Funktion und Regulation der Endothelbarriere entstehen beim Menschen verschiedene Pathologien wie zum Beispiel Ödeme, hämorrhagischer Schlaganfall und vaskuläre Malformationen.
Es ist bekannt, dass cAMP die Endothelbarriere zum Teil durch Aktivierung der kleinen GTPase Rac1 stabilisiert. Trotz der großen medizinischen Relevanz dieses Signalweges, sind die damit einhergehenden Effekte auf die interzellulären Kontakte auf ultrastruktureller Ebene weitgehend unbekannt.
In mikrovaskulären Endothelzellkulturen kam es ähnlich wie in intakten Mikrogefäßen zur Stärkung der Barrierefunktion. So resultierte sowohl nach Behandlung mit Forskolin und Rolipram (F/R), welche zur Steigerung der intrazellulären cAMP-Spiegel führen, als auch nach Zugabe von 8-(4-chlorophenylthio)-2´-O-methyladenosin-3´,5´-cyclic monophosphorothioate (O-Me-cAMP), einem selektiven Aktivator des cAMP nachgeschalteten Epac/Rap1-Signalweges, ein Anstieg des TER; außerdem konnte durch beide Substanzen (F/R und O-Me-cAMP) die Aktivierung von Rac1 induziert werden. Desweiteren wurde eine verstärkte Intensität und Linearisierung des Immunfluoreszenzsignals der Zelljunktionsproteine VE-Cadherin und Claudin5 entlang der Zellgrenzen beobachtet.
In der ultrastrukturellen Analyse der interzellulären Kontaktzonen-Architektur zeigte sich unter F/R- oder O-Me-cAMP-Exposition ein signifikanter Anstieg an komplexen Interdigitationen. Diese komplexen Strukturen waren dadurch charakterisiert, dass sich die Membranen benachbarter Zellen, die durch zahlreiche endotheliale Junktionen stabilisiert wurden, über vergleichsweise lange Distanzen eng aneinanderlegten, so dass ein deutlich verlängerter Interzellularspalt resultierte. Die Inhibition der Rac1-Aktivierung durch NSC-23766 verminderte die Barrierefunktion und blockierte effektiv die O-Me-cAMP-vermittelte Barrierestabilisierung und Reorganisation der Kontaktzone einschließlich der Junktionsproteine.
Demgegenüber konnte die F/R-vermittelte Barrierestabilisierung durch NSC-23766 nicht beeinträchtigt werden.
Parallel dazu durchgeführte Experimente mit makrovaskulären Endothelien zeigten, dass es in diesem Zelltyp unter Bedingungen erhöhter cAMP-Konzentrationen weder zur Rac1-Aktivierung noch zur Barrierestärkung oder Kontaktzonen-Reorganisation kam.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass in mikrovaskulären Endothelien Rac1-vermittelte Änderungen der Kontaktzonen-Morphologie zur cAMP-induzierten Barrierestabilisierung beitragen.
N2  - Evidence exists that cAMP stabilizes the endothelial barrier in part via activation of the small GTPase Rac1. However, despite the high medical relevance of this signaling pathway, the mechanistic effects on intercellular contacts on the ultrastructural level are largely unknown. In microvascular endothelial cell monolayers, in which increased cAMP strengthened barrier properties similar to intact microvessels in vivo, both forskolin and rolipram (F/R) to increase cAMP and 8-(4-chlorophenylthio)-2´-O-methyladenosine-3´,5´-cyclic monophosphorothioate (O-Me-cAMP) to stimulate exchange protein directly activated by cAMP/Ras proximate-1 (Epac/Rap1) signaling enhanced transendothelial electrical resistance (TER) and induced activation of Rac1. Concurrently, augmented immunofluorescence intensity and linearization of signals at cell borders were observed for intercellular junction proteins VE-cadherin and claudin5. Ultrastructural analysis of the intercellular contact zone morphology documented that exposure to F/R or O-Me-cAMP led to a significant increase in the proportion of contacts displaying complex interdigitations of cell borders in which membranes of neighboring cells were closely apposed over comparatively long distances and which were stabilized by numerous intercellular junctions. Interference with Rac1 activation by NSC-23766 completely abolished both barrier stabilization and contact zone reorganization in response to O-Me-cAMP whereas F/R-mediated barrier enhancement was not affected by NSC-23766. In parallel experiments using macrovascular endothelium, increased cAMP failed to induce Rac1 activation, barrier enhancement and contact zone reorganization. These results indicate that in microvascular endothelium Rac1-mediated alterations in contact zone architecture contributes to cAMP-induced barrier stabilization.
KW  - Endothelbarriere
KW  - Endothelial barrier functions
KW  - Adhärens-/ Occludensjunktionen
KW  - cAMP
KW  - Rho GTPase
KW  - Rac1
KW  - Epac
KW  - adherens tight junctions
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-97787
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Steinert, Andre F.
A1  - Weissenberger, Manuel
A1  - Kunz, Manuela
A1  - Gilbert, Fabian
A1  - Ghivizzani, Steven C.
A1  - Goebel, Sascha
A1  - Jakob, Franz
A1  - Nöth, Ulrich
A1  - Rudert, Maximilian
T1  - Indian hedgehog gene transfer is a chondrogenic inducer of human mesenchymal stem cells
N2  - Introduction: To date, no single most-appropriate factor or delivery method has been identified for the purpose of mesenchymal stem cell (MSC)-based treatment of cartilage injury. Therefore, in this study we tested whether gene delivery of the growth factor Indian hedgehog (IHH) was able to induce chondrogenesis in human primary MSCs, and whether it was possible by such an approach to modulate the appearance of chondrogenic hypertrophy in pellet cultures in vitro. Methods: First-generation adenoviral vectors encoding the cDNA of the human IHH gene were created by cre-lox recombination and used alone or in combination with adenoviral vectors, bone morphogenetic protein-2 (Ad.BMP- 2), or transforming growth factor beta-1 (Ad.TGF-b1) to transduce human bone-marrow derived MSCs at 5 × 102 infectious particles/cell. Thereafter, 3 × 105 cells were seeded into aggregates and cultured for 3 weeks in serumfree medium, with untransduced or marker gene transduced cultures as controls. Transgene expressions were determined by ELISA, and aggregates were analysed histologically, immunohistochemically, biochemically and by RT-PCR for chondrogenesis and hypertrophy. Results: IHH, TGF-b1 and BMP-2 genes were equipotent inducers of chondrogenesis in primary MSCs, as evidenced by strong staining for proteoglycans, collagen type II, increased levels of glycosaminoglycan synthesis, and expression of mRNAs associated with chondrogenesis. IHH-modified aggregates, alone or in combination, also showed a tendency to progress towards hypertrophy, as judged by the expression of alkaline phosphatase and stainings for collagen type X and Annexin 5. Conclusion: As this study provides evidence for chondrogenic induction of MSC aggregates in vitro via IHH gene delivery, this technology may be efficiently employed for generating cartilaginous repair tissues in vivo.
KW  - Medizin
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75425
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Blachutzik, Jörg O.
A1  - Demir, Faith
A1  - Kreuzer, Ines
A1  - Hedrich, Rainer
A1  - Harms, Gregory S.
T1  - Methods of staining and visualization of sphingolipid enriched and non-enriched plasma membrane regions of Arabidopsis thaliana with fluorescent dyes and lipid analogues
N2  - Background: Sterols and Sphingolipids form lipid clusters in the plasma membranes of cell types throughout the animal and plant kingdoms. These lipid domains provide a medium for protein signaling complexes at the plasma membrane and are also observed to be principal regions of membrane contact at the inception of infection. We visualized different specific fluorescent lipophilic stains of the both sphingolipid enriched and non-sphingolipid enriched regions in the plasma membranes of live protoplasts of Arabidopsis thaliana. Results: Lipid staining protocols for several fluorescent lipid analogues in plants are presented. The most emphasis was placed on successful protocols for the single and dual staining of sphingolipid enriched regions and exclusion of sphingolipid enriched regions on the plasma membrane of Arabidopsis thaliana protoplasts. A secondary focus was placed to ensure that these staining protocols presented still maintain cell viability. Furthermore, the protocols were successfully tested with the spectrally sensitive dye Laurdan. Conclusion: Almost all existing staining procedures of the plasma membrane with fluorescent lipid analogues are specified for animal cells and tissues. In order to develop lipid staining protocols for plants, procedures were established with critical steps for the plasma membrane staining of Arabidopsis leaf tissue and protoplasts. The success of the plasma membrane staining protocols was additionally verified by measurements of lipid dynamics by the fluorescence recovery after photobleaching technique and by the observation of new phenomena such as time dependent lipid polarization events in living protoplasts, for which a putative physiological relevance is suggested.
KW  - Arabidopsis thaliana
KW  - Protoplasts
KW  - Lipid polarization
KW  - Lipophilic fluorescent dyes
KW  - Laurdan
KW  - Sphingolipid
KW  - Liquid (dis-) ordered phase
KW  - Plasma membrane
KW  - Fluorescence mi
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75433
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Homola, György A.
A1  - Jbabdi, Saad
A1  - Beckmann, Christian F.
A1  - Bartsch, Andreas J.
T1  - A Brain Network Processing the Age of Faces
N2  - Age is one of the most salient aspects in faces and of fundamental cognitive and social relevance. Although face processing has been studied extensively, brain regions responsive to age have yet to be localized. Using evocative face morphs and fMRI, we segregate two areas extending beyond the previously established face-sensitive core network, centered on the inferior temporal sulci and angular gyri bilaterally, both of which process changes of facial age. By means of probabilistic tractography, we compare their patterns of functional activation and structural connectivity. The ventral portion of Wernicke’s understudied perpendicular association fasciculus is shown to interconnect the two areas, and activation within these clusters is related to the probability of fiber connectivity between them. In addition, post-hoc age-rating competence is found to be associated with high response magnitudes in the left angular gyrus. Our results provide the first evidence that facial age has a distinct representation pattern in the posterior human brain. We propose that particular face-sensitive nodes interact with additional object-unselective quantification modules to obtain individual estimates of facial age. This brain network processing the age of faces differs from the cortical areas that have previously been linked to less developmental but instantly changeable face aspects. Our probabilistic method of associating activations with connectivity patterns reveals an exemplary link that can be used to further study, assess and quantify structure-function relationships.
KW  - Medizin
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75513
ER  - 
TY  - THES
A1  - Basse-Lüsebrink, Thomas Christian
T1  - Application of 19F MRI for in vivo detection of biological processes
T1  - Anwendung der 19F MRT zur in-vivo Detektion von biologischen Prozessen
N2  - This thesis focuses on various aspects and techniques of 19F magnetic resonance (MR). The first chapters provide an overview of the basic physical properties, 19F MR and MR sequences related to this work. Chapter 5 focuses on the application of 19F MR to visualize biological processes in vivo using two different animal models. The dissimilar models underlined the wide applicability of 19F MR in preclinical research. A subsection of Chapter 6 shows the application of compressed sensing (CS) to 19F turbo-spin-echo chemical shift imaging (TSE-CSI), which leads to reduced measurement time. CS, however, can only be successfully applied when a sufficient signal-to-noise ratio (SNR) is available. When the SNR is low, so-called spike artifacts occur with the CS algorithm used in the present work. However, it was shown in an additional subsection that these artifacts can be reduced using a CS-based post processing algorithm. Thus, CS might help overcome limitations with time consuming 19F CSI experiments. Chapter 7 deals with a novel technique to quantify the B+1 profile of an MR coil. It was shown that, using a specific application scheme of off resonant pulses, Bloch-Siegert (BS)-based B+1 mapping can be enabled using a Carr Purcell Meiboom Gill (CPMG)-based TSE sequence. A fast acquisition of the data necessary for B+1 mapping was thus enabled. In the future, the application of BS-CPMG-TSE B+1 mapping to improve quantification using 19F MR could therefore be possible.
N2  - Diese Arbeit handelt von verschiedenen Aspekten und Techniken der 19F Magnet Resonanz Tomographie (MRT). In den ersten Kapiteln wird auf grundlegenden physikalischen Eigenschaften der MRT, die 19F MRT und MRT Sequenzen eingegangen. Kapitel 5 behandelt die Anwendung von 19F MRT zur in vivo Visualisierung von biologischen Prozessen. Dazu wurden zwei verschiedene Tiermodelle benützt. Diese stark unterschiedlichen Modelle markieren die breite Anwendungsmöglichkeit der 19F MR Bildgebung in der präklinischen Forschung. In einem Unterabschnitt des Kapitels 6 wurde gezeigt, dass Compressed Sensing (CS) zur Beschleunigung von 19F Turbo-Spin-Echo Chemical Shift Imaging (TSE-CSI) Experimenten beitragen kann. Allerdings kann CS nur erfolgreich angewendet werden, wenn ein ausreichendes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) vorhanden ist. Denn ist das nicht der Fall und wird der CS Algorithmus dieser Arbeit verwendet, dann entstehen sogenannte spike Artefakte. In einem weiteren Unterabschnitt wurde aber gezeigt, dass diese Artefakte mit einem CS basierten Algorithmus in der Nachbearbeitung der Daten reduziert werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CS, die Beschränkungen durch zeitaufwändigen 19F CSI Experimenten überwinden kann. Kapitel 7 handelt von einer neuartigen Technik um das B+1 Profil einer MR Spule quantitativ auszumessen. Es wurde gezeigt, dass mit einem bestimmten Anwendungsschema von offresonanten Pulsen das Bloch-Siegert (BS)-basiertes B+1 Mapping mit Hilfe einer Carr Purcell Meiboom Gill (CPMG) basierten TSE Sequenz betrieben werden kann. Somit wurde eine schnelle Aufnahme der Daten, die für das B+1 Mapping benötigt werden, erreicht. In der Zukunft könnte das BS-CPMG-TSE B+1 Mapping möglicherweise dazu beitragen, die Quantifizierung mittels 19F MRI zu verbessern.
KW  - Kernspintomografie
KW  - Fluor-19
KW  - Bloch-Siegert
KW  - Compressed Sensig
KW  - 19F-MR
KW  - Rekonstruktion
KW  - NMR-Tomographie
KW  - NMR-Bildgebung
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77188
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Neubauer, Henning
A1  - Evangelista, Laura
A1  - Morbach, Henner
A1  - Girschick, Hermann
A1  - Prelog, Martina
A1  - Köstler, Herbert
A1  - Hahn, Dietbert
A1  - Beer, Meinrad
T1  - Diffusion-weighted MRI of bone marrow oedema, soft tissue oedema and synovitis in paediatric patients: feasibility and initial experience
N2  - Background: MRI has become the mainstay of diagnostic imaging in paediatric rheumatology for lesion detection, differential diagnosis and therapy surveillance. MR imaging of synovitis, in particular, is indispensable for early diagnosis and follow-up in arthritis patients. We used diffusion-weighted MRI (DWI) as a new imaging modality in comparison to standard MRI sequences to study bone marrow oedema, soft-tissue oedema and synovitis in paediatric patients. Methods: A total of 52 patients (mean age 11 ± 5 years) with bone marrow oedema (n = 31), soft-tissue oedema (n = 20) and synovitis (n = 15) were examined with transversal diffusion-weighted single-shot echoplanar imaging in addition to standard MR sequences (T2W TIRM, T1W pre- and post-contrast). Diffusion-weighted images were used for lesion detection and apparent diffusion coefficient (ADC, unit × 10-3 mm2/s) values were measured with ROI technique on ADC maps. Results: In 50 of 52 patients, DWI delineated the lesion of interest corresponding to pathological signal increase on standard sequences. Mean ADC was 1.60 ± 0.14 (range 1.38 - 1.99) in osseous lesions, 1.72 ± 0.31 (range 1.43 - 2.56) in soft tissue oedema and 2.82 ± 0.24 (range 2.47 - 3.18) for joint effusion (ANOVA p<0.001). No significant difference in mean ADC was seen for inflammatory vs. non-inflammatory lesions. Relative signal intensity of oedema was similar for DWI and T2W TIRM. DWI visualised synovial restricted diffusion with a mean ADC of 2.12 ± 0.45 in 12 of 15 patients with synovitis. Conclusions: Diffusion-weighted MRI reliably visualises osseous and soft tissue oedema, as compared to standard sequences. DWI of synovitis is feasible in large joints and presents a novel approach to contrast-free imaging of synovitis. Whole-body DWI for chronic non-bacterial osteomyelitis should be evaluated in future studies.
KW  - Medizin
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75521
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Lutz, Manfred B.
T1  - Therapeutic Potential of Semi-Mature Dendritic Cells for Tolerance Induction
N2  - Dendritic cells (DCs) are major players in the control of adaptive tolerance and immunity. Therefore, their specific generation and adoptive transfer into patients or their in vivo targeting is attractive for clinical applications. While injections of mature immunogenic DCs are tested in clinical trials, tolerogenic DCs still are awaiting this step. Besides the tolerogenic potential of immature DCs, also semi-mature DCs can show tolerogenic activity but both types also bear unfavorable features. Optimal tolerogenic DCs, their molecular tool bar, and their use for specific diseases still have to be defined. Here, the usefulness of in vitro generated and adoptively transferred semi-mature DCs for tolerance induction is outlined. The in vivo targeting of semi-mature DCs as represented by steady state migratory DCs are discussed for treatment of autoimmune diseases and allergies. First clinical trials with transcutaneous allergen application may point to their therapeutic use in the future.
KW  - Medizin
KW  - dendritic cells
KW  - tolerance
KW  - epicutaneous
KW  - transcutaneous
KW  - steady state
KW  - migration
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75535
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kreissl, Michael C.
A1  - Hänscheid, Heribert
A1  - Löhr, Mario
A1  - Verburg, Frederik A.
A1  - Schiller, Markus
A1  - Lassmann, Michael
A1  - Reiners, Christoph
A1  - Samnick, Samuel S.
A1  - Buck, Andreas K.
A1  - Flentje, Michael
A1  - Sweeney, Reinhart A.
T1  - Combination of peptide receptor radionuclide therapy with fractionated external beam radiotherapy for treatment of advanced symptomatic meningioma
N2  - Background: External beam radiotherapy (EBRT) is the treatment of choice for irresectable meningioma. Due to the strong expression of somatostatin receptors, peptide receptor radionuclide therapy (PRRT) has been used in advanced cases. We assessed the feasibility and tolerability of a combination of both treatment modalities in advanced symptomatic meningioma. Methods: 10 patients with irresectable meningioma were treated with PRRT (177Lu-DOTA0,Tyr3 octreotate or - DOTA0,Tyr3 octreotide) followed by external beam radiotherapy (EBRT). EBRT performed after PRRT was continued over 5–6 weeks in IMRT technique (median dose: 53.0 Gy). All patients were assessed morphologically and by positron emission tomography (PET) before therapy and were restaged after 3–6 months. Side effects were evaluated according to CTCAE 4.0. Results: Median tumor dose achieved by PRRT was 7.2 Gy. During PRRT and EBRT, no side effects>CTCAE grade 2 were noted. All patients reported stabilization or improvement of tumor-associated symptoms, no morphologic tumor progression was observed in MR-imaging (median follow-up: 13.4 months). The median pre-therapeutic SUVmax in the meningiomas was 14.2 (range: 4.3–68.7). All patients with a second PET after combined PRRT + EBRT showed an increase in SUVmax (median: 37%; range: 15%–46%) to a median value of 23.7 (range: 8.0–119.0; 7 patients) while PET-estimated volume generally decreased to 81 ± 21% of the initial volume. Conclusions: The combination of PRRT and EBRT is feasible and well tolerated. This approach represents an attractive strategy for the treatment of recurring or progressive symptomatic meningioma, which should be further evaluated.
KW  - Medizin
KW  - PRRT
KW  - Peptide receptor radionuclide therapy
KW  - Meningioma
KW  - Radiotherapy
KW  - EBRT
KW  - Combination
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75540
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wieching, Anna
A1  - Benser, Jasmin
A1  - Kohlhauser-Vollmuth, Christina
A1  - Weisbrich, Bendikt
A1  - Streng, Andrea
A1  - Liese, Johannes G.
T1  - Clinical characteristics of pediatric hospitalizations associated with 2009 pandemic influenza a (H1N1) in Northern Bavaria, Germany
N2  - Background: The 2009 pandemic influenza A (H1N1) (PIA) virus infected large parts of the pediatric population with a wide clinical spectrum and an initially unknown complication rate. The aims of our study were to define clinical characteristics and outcome of pandemic influenza A (H1N1) 2009-associated hospitalizations (PIAH) in children <18 years of age. All hospitalized cases of children <18 years of age with laboratory-confirmed pandemic influenza A (H1N1) 2009 in the region of Wuerzburg (Northern Bavaria, Germany) between July 2009 and March 2010 were identified. For these children a medical chart review was performed to determine their clinical characteristics and complications. Results: Between July 2009 and March 2010, 94 PIAH (62% males) occurred in children <18 years of age, with a median age of 7 years (IQR: 3–12 years). Underlying diseases and predisposing factors were documented in 40 (43%) children; obesity (n = 12, 30%), asthma (n = 10, 25%) and neurologic disorders (n = 8, 20%) were most frequently reported. Sixteen (17%) children received oxygen supplementation; three (3%) children required mechanical ventilation. Six (6%) children were admitted to an intensive care unit, four of them with underlying chronic diseases. Conclusions: Most PIAH demonstrated a benign course of disease. However, six children (6%) needed treatment at an intensive care unit for severe complications.
KW  - Medizin
KW  - Influenza
KW  - Pediatric
KW  - Infectious disease
KW  - Hospitalization
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75657
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Guckenberger, Matthias
A1  - Hawkins, Maria
A1  - Flentje, Michael
A1  - Sweeney, Reinhart A.
T1  - Fractionated radiosurgery for painful spinal metastases: DOSIS - a phase II trial
N2  - Background One third of all cancer patients will develop bone metastases and the vertebral column is involved in approximately 70 % of these patients. Conventional radiotherapy with of 1–10 fractions and total doses of 8-30 Gy is the current standard for painful vertebral metastases; however, the median pain response is short with 3–6 months and local tumor control is limited with these rather low irradiation doses. Recent advances in radiotherapy technology – intensity modulated radiotherapy for generation of highly conformal dose distributions and image-guidance for precise treatment delivery – have made dose-escalated radiosurgery of spinal metastases possible and early results of pain and local tumor control are promising. The current study will investigate efficacy and safety of radiosurgery for painful vertebral metastases and three characteristics will distinguish this study. 1) A prognostic score for overall survival will be used for selection of patients with longer life expectancy to allow for analysis of long-term efficacy and safety. 2) Fractionated radiosurgery will be performed with the number of treatment fractions adjusted to either good (10 fractions) or intermediate (5 fractions) life expectancy. Fractionation will allow inclusion of tumors immediately abutting the spinal cord due to higher biological effective doses at the tumor - spinal cord interface compared to single fraction treatment. 3) Dose intensification will be performed in the involved parts of the vertebrae only, while uninvolved parts are treated with conventional doses using the simultaneous integrated boost concept. Methods / Design It is the study hypothesis that hypo-fractionated image-guided radiosurgery significantly improves pain relief compared to historic data of conventionally fractionated radiotherapy. Primary endpoint is pain response 3 months after radiosurgery, which is defined as pain reduction of ≥2 points at the treated vertebral site on the 0 to 10 Visual Analogue Scale. 60 patients will be included into this two-centre phase II trial. Conclusions Results of this study will refine the methods of patient selection, target volume definition, treatment planning and delivery as well as quality assurance for radiosurgery. It is the intention of this study to form the basis for a future randomized controlled trial comparing conventional radiotherapy with fractionated radiosurgery for palliation of painful vertebral metastases. Trial registration ClinicalTrials.gov Identifier: NCT01594892
KW  - Medizin
KW  - Phase II trial
KW  - Spinal metastasis
KW  - Pain
KW  - Radiosurgery
KW  - Stereotactic body radiotherapy
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75853
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Thoma, Eva C.
A1  - Wischmeyer, Erhard
A1  - Offen, Nils
A1  - Maurus, Katja
A1  - Sirén, Anna-Leena
A1  - Schartl, Manfred
A1  - Wagner, Toni U.
T1  - Ectopic expression of Neurogenin 2 alone is sufficient to induce differentiation of embryonic stem cells into mature neurons
N2  - Recent studies show that combinations of defined key developmental transcription factors (TFs) can reprogram somatic cells to pluripotency or induce cell conversion of one somatic cell type to another. However, it is not clear if single genes can define a cells identity and if the cell fate defining potential of TFs is also operative in pluripotent stem cells in vitro. Here, we show that ectopic expression of the neural TF Neurogenin2 (Ngn2) is sufficient to induce rapid and efficient differentiation of embryonic stem cells (ESCs) into mature glutamatergic neurons. Ngn2-induced neuronal differentiation did not require any additional external or internal factors and occurred even under pluripotency-promoting conditions. Differentiated cells displayed neuron-specific morphology, protein expression, and functional features, most importantly the generation of action potentials and contacts with hippocampal neurons. Gene expression analyses revealed that Ngn2-induced in vitro differentiation partially resembled neurogenesis in vivo, as it included specific activation of Ngn2 target genes and interaction partners. These findings demonstrate that a single gene is sufficient to determine cell fate decisions of uncommitted stem cells thus giving insights into the role of key developmental genes during lineage commitment. Furthermore, we present a promising tool to improve directed differentiation strategies for applications in both stem cell research and regenerative medicine.
KW  - Physiologie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75862
ER  - 
TY  - THES
A1  - Menninger, Stefanie
T1  - Verbesserung der vaskulären Funktion und Reduzierung der Thrombozytenaktivierung durch Telmisartan bei Ratten mit Streptozotocin-induziertem Diabetes mellitus
T1  - Improvement of vascular function and reduction of platelet activation by Telmisartan in rats with streptozotocin-induced diabetes mellitus
N2  - Die vorliegende Arbeit untersucht die positiven Auswirkungen des Angiotensin-II-Rezeptor-Antagonisten Telmisartan auf die endotheliale Funktion und Thrombozytenaktivierung bei Ratten mit Streptozotocin-induziertem Diabetes mellitus. In Gefäßreaktivitätsstudien, Luminometer- und Fluoreszenzmessungen und mit Hilfe der Durchflusszytometrie wurden die Wirkungen des Medikamentes überprüft. Es konnte gezeigt werden, dass sich durch Telmisartan die NO-Bioverfügbarkeit verbessert, welche maßgeblich für die endotheliale Funktion verantwortlich ist und durch Ca2+-abhängige Aktivierung der eNOS und dehnungsinduzierte, Ca2+-unabhängigen NO-Bildung beeinflusst wird. Positiv wird des Weiteren die Sensitivität der glatten Gefäßmuskelzellen gegenüber NO beeinflusst, was zur Vasodilatation führt. Die atherosklerosefördernde Superoxidbildung wird zusätzlich reduziert. Es erfolgten außerdem Messungen von thrombozytengebundenem Fibrinogen, dementsprechend der GP IIb/IIIa-Aktivität, und der VASP-Phosphorylierung, demzufolge dem NO/cGMP-Signalweg, in Thrombozyten durch FITC-markierte Antikörper mit Hilfe der Durchflusszytometrie. Es wurde gezeigt, dass die Thrombozytenaktivierung, die für den initialen Schritt der Atherosklerose verantwortlich gemacht wird, durch Telmisartan verringert wird. Alle Messungen wurden vergleichend in einer Kontroll-, Placebo- und Telmisartangruppe durchgeführt. Die beobachtete Blutdrucksenkung ist, nach früheren Betrachtungen, nicht alleine verantwortlich für die verbesserte endotheliale Funktion, welche bei dem Einsatz von AT-II-Antagonisten beobachtet wird. Telmisartan wirkt, laut einer Studie, als einziger AT-II-Antagonist als partieller PPAR-Rezeptor, so dass Insulinresistenz und metabolische Parameter verbessert werden. Über diese Wirkungen beeinflusst Telmisartan auch die endotheliale Funktion und die Thrombozytenaktivierung. Zur Reduktion von vaskulären Komplikationen bei Diabetes mellitus erscheint Telmisartan aufgrund der vorliegenden Ergebnisse als sinnvolle medikamentöse Therapie.
N2  - Diabetes is associated with endothelial dysfunction and platelet activation, which are positively modulated by chronic treatment with telmisartan.
KW  - Diabetes mellitus
KW  - Thrombozyt
KW  - Renin-Angiotensin-System
KW  - Stickstoffmonoxid
KW  - NO-Bioverfügbarkeit
KW  - Atherosklerose
KW  - nitric oxide bioavailability
KW  - atherosclerosis
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77292
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kannen, Vinicius
A1  - Hintzsche, Henning
A1  - Zanette, Dalila L.
A1  - Silva Jr., Wilson A.
A1  - Garcia, Sergio B.
A1  - Waaga-Gasser, Anna Maria
A1  - Stopper, Helga
T1  - Antiproliferative Effects of Fluoxetine on Colon Cancer Cells and in a Colonic Carcinogen Mouse Model
N2  - The antidepressant fluoxetine has been under discussion because of its potential influence on cancer risk. It was found to inhibit the development of carcinogen-induced preneoplastic lesions in colon tissue, but the mechanisms of action are not well understood. Therefore, we investigated anti-proliferative effects, and used HT29 colon tumor cells in vitro, as well as C57BL/6 mice exposed to intra-rectal treatment with the carcinogen N-methyl-N’-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG) as models. Fluoxetine increased the percentage of HT29 cells in the G0/G1 phase of cell-cycle, and the expression of p27 protein. This was not related to an induction of apoptosis, reactive oxygen species or DNA damage. In vivo, fluoxetine reduced the development of MNNG-induced dysplasia and vascularization-related dysplasia in colon tissue, which was analyzed by histopathological techniques. An anti-proliferative potential of fluoxetine was observed in epithelial and stromal areas. It was accompanied by a reduction of VEGF expression and of the number of cells with angiogenic potential, such as CD133, CD34, and CD31-positive cell clusters. Taken together, our findings suggest that fluoxetine treatment targets steps of early colon carcinogenesis. This confirms its protective potential, explaining at least partially the lower colon cancer risk under antidepressant therapy.
KW  - Medizin
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75879
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Fazel-Rezai, Reza
A1  - Allison, Brendan Z.
A1  - Guger, Christoph
A1  - Sellers, Eric W.
A1  - Kleih, Sonja C.
A1  - Kübler, Andrea
T1  - P300 brain computer interface: current challenges and emerging trends
N2  - A brain-computer interface (BCI) enables communication without movement based on brain signals measured with electroencephalography (EEG). BCIs usually rely on one of three types of signals: the P300 and other components of the event-related potential (ERP), steady state visual evoked potential (SSVEP), or event related desynchronization (ERD). Although P300 BCIs were introduced over twenty years ago, the past few years have seen a strong increase in P300 BCI research. This closed-loop BCI approach relies on the P300 and other components of the ERP, based on an oddball paradigm presented to the subject. In this paper, we overview the current status of P300 BCI technology, and then discuss new directions: paradigms for eliciting P300s; signal processing methods; applications; and hybrid BCIs. We conclude that P300 BCIs are quite promising, as several emerging directions have not yet been fully explored and could lead to improvements in bit rate, reliability, usability, and flexibility.
KW  - Psychologie
KW  - brain computer interface
KW  - P300
KW  - event-related potential
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75941
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Roeser, Karolin
A1  - Eichholz, Ruth
A1  - Schwerdtle, Barbara
A1  - Schlarb, Angelika A.
A1  - Kübler, Andrea
T1  - Relationship of sleep quality and health-related quality of life in adolescents according to self- and proxy ratings: a questionnaire survey
N2  - Introduction: Sleep disturbances are common in adolescents and adversely affect performance, social contact, and susceptibility to stress. We investigated the hypothesis of a relationship between sleep and health-related quality of life (HRQoL), and applied self- and proxy ratings. Materials and Methods: The sample comprised 92 adolescents aged 11–17 years. All participants and their parents completed a HRQoL measure and the Sleep Disturbance Scale for Children (SDSC ). Children with SDSC T -scores above the normal range (above 60) were classified as poor sleepers. Results: According to self- and proxy ratings, good sleepers reported significantly higher HRQoL than poor sleep- ers. Sleep disturbances were significantly higher and HRQoL significantly lower in self- as compared to parental ratings. Parent-child agreement was higher for subscales measuring observable aspects. Girls experienced significantly stronger sleep disturbances and lower self-rated HRQoL than boys. Discussion: Our findings support the positive relationship of sleep and HRQoL. Furthermore, parents significantly underestimate sleep disturbances and overestimate HRQoL in their children.
KW  - Psychiatrie
KW  - quality of life
KW  - sleep
KW  - adolescence
KW  - parent-child agreement
KW  - sleep disorders
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75953
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ratzka, Carolin
A1  - Förster, Frank
A1  - Liang, Chunguang
A1  - Kupper, Maria
A1  - Dandekar, Thomas
A1  - Feldhaar, Heike
A1  - Gross, Roy
T1  - Molecular characterization of antimicrobial peptide genes of the carpenter ant Camponotus floridanus
N2  - The production of antimicrobial peptides (AMPs) is a major defense mechanism against pathogen infestation and of particular importance for insects relying exclusively on an innate immune system. Here, we report on the characterization of three AMPs from the carpenter ant Camponotus floridanus. Due to sequence similarities and amino acid composition these peptides can be classified into the cysteine-rich (e.g. defensin) and glycine-rich (e.g. hymenoptaecin) AMP groups, respectively. The gene and cDNA sequences of these AMPs were established and their expression was shown to be induced by microbial challenge. We characterized two different defensin genes. The defensin-2 gene has a single intron, whereas the defensin-1 gene has two introns. The deduced amino acid sequence of the C. floridanus defensins is very similar to other known ant defensins with the exception of a short C-terminal extension of defensin-1. The hymenoptaecin gene has a single intron and a very peculiar domain structure. The corresponding precursor protein consists of a signal- and a pro-sequence followed by a hymenoptaecin-like domain and six directly repeated hymenoptaecin domains. Each of the hymenoptaecin domains is flanked by an EAEP-spacer sequence and a RR-site known to be a proteolytic processing site. Thus, proteolytic processing of the multipeptide precursor may generate several mature AMPs leading to an amplification of the immune response. Bioinformatical analyses revealed the presence of hymenoptaecin genes with similar multipeptide precursor structure in genomes of other ant species suggesting an evolutionary conserved important role of this gene in ant immunity.
KW  - Biologie
KW  - Camponotus floridanus
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75985
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Pimentel-Elardo, Sheila Marie
A1  - Grozdanov, Lubomir
A1  - Proksch, Sebastian
A1  - Hentschel, Ute
T1  - Diversity of Nonribosomal Peptide Synthetase Genes in the Microbial Metagenomes of Marine Sponges
N2  - Genomic mining revealed one major nonribosomal peptide synthetase (NRPS) phylogenetic cluster in 12 marine sponge species, one ascidian, an actinobacterial isolate and seawater. Phylogenetic analysis predicts its taxonomic affiliation to the actinomycetes and hydroxy-phenyl-glycine as a likely substrate. Additionally, a phylogenetically distinct NRPS gene cluster was discovered in the microbial metagenome of the sponge Aplysina aerophoba, which shows highest similarities to NRPS genes that were previously assigned, by ways of single cell genomics, to a Chloroflexi sponge symbiont. Genomic mining studies such as the one presented here for NRPS genes, contribute to on-going efforts to characterize the genomic potential of sponge-associated microbiota for secondary metabolite biosynthesis.
KW  - Biologie
KW  - nonribosomal peptide synthetase
KW  - NRPS
KW  - marine sponge
KW  - Porifera
KW  - metagenomics
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75990
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Heisig, Julia
A1  - Weber, David
A1  - Englberger, Eva
A1  - Winkler, Anja
A1  - Kneitz, Susanne
A1  - Sung, Wing-Kin
A1  - Wolf, Elmar
A1  - Eilers, Martin
A1  - Wei, Chia-Lin
A1  - Gessler, Manfred
T1  - Target Gene Analysis by Microarrays and Chromatin Immunoprecipitation Identifies HEY Proteins as Highly Redundant bHLH Repressors
N2  - HEY bHLH transcription factors have been shown to regulate multiple key steps in cardiovascular development. They can be induced by activated NOTCH receptors, but other upstream stimuli mediated by TGFß and BMP receptors may elicit a similar response. While the basic and helix-loop-helix domains exhibit strong similarity, large parts of the proteins are still unique and may serve divergent functions. The striking overlap of cardiac defects in HEY2 and combined HEY1/HEYL knockout mice suggested that all three HEY genes fulfill overlapping function in target cells. We therefore sought to identify target genes for HEY proteins by microarray expression and ChIPseq analyses in HEK293 cells, cardiomyocytes, and murine hearts. HEY proteins were found to modulate expression of their target gene to a rather limited extent, but with striking functional interchangeability between HEY factors. Chromatin immunoprecipitation revealed a much greater number of potential binding sites that again largely overlap between HEY factors. Binding sites are clustered in the proximal promoter region especially of transcriptional regulators or developmental control genes. Multiple lines of evidence suggest that HEY proteins primarily act as direct transcriptional repressors, while gene activation seems to be due to secondary or indirect effects. Mutagenesis of putative DNA binding residues supports the notion of direct DNA binding. While class B E-box sequences (CACGYG) clearly represent preferred target sequences, there must be additional and more loosely defined modes of DNA binding since many of the target promoters that are efficiently bound by HEY proteins do not contain an Ebox motif. These data clearly establish the three HEY bHLH factors as highly redundant transcriptional repressors in vitro and in vivo, which explains the combinatorial action observed in different tissues with overlapping expression.
KW  - Biologie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75341
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Slanina, Heiko
A1  - Hebling, Sabrina
A1  - Hauck, Christoph R.
A1  - Schubert-Unkmeir, Alexandra
T1  - Cell Invasion by Neisseria meningitidis Requires a Functional Interplay between the Focal Adhesion Kinase, Src and Cortactin
N2  - Entry of Neisseria meningitidis (the meningococcus) into human brain microvascular endothelial cells (HBMEC) is mediated by fibronectin or vitronectin bound to the surface protein Opc forming a bridge to the respective integrins. This interaction leads to cytoskeletal rearrangement and uptake of meningococci. In this study, we determined that the focal adhesion kinase (FAK), which directly associates with integrins, is involved in integrin-mediated internalization of N. meningitidis in HBMEC. Inhibition of FAK activity by the specific FAK inhibitor PF 573882 reduced Opc-mediated invasion of HBMEC more than 90%. Moreover, overexpression of FAK mutants that were either impaired in the kinase activity or were not capable of autophosphorylation or overexpression of the dominant-negative version of FAK (FRNK) blocked integrin-mediated internalization of N. meningitidis. Importantly, FAK-deficient fibroblasts were significantly less invaded by N. meningitidis. Furthermore, N. meningitidis induced tyrosine phosphorylation of several host proteins including the FAK/Src complex substrate cortactin. Inhibition of cortactin expression by siRNA silencing and mutation of critical amino acid residues within cortactin, that encompass Arp2/3 association and dynamin binding, significantly reduced meningococcal invasion into eukaryotic cells suggesting that both domains are critical for efficient uptake of N. meningitidis into eukaryotic cells. Together, these results indicate that N. meningitidis exploits the integrin signal pathway for its entry and that FAK mediates the transfer of signals from activated integrins to the cytoskeleton. A cooperative interplay between FAK, Src and cortactin then enables endocytosis of N. meningitidis into host cells.
KW  - Medizin
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75354
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Albert-Weißenberger, Christiane
A1  - Várrallyay, Csanád
A1  - Raslan, Furat
A1  - Kleinschnitz, Christoph
A1  - Sirén, Anna-Leena
T1  - An experimental protocol for mimicking pathomechanisms of traumatic brain injury in mice
N2  - Traumatic brain injury (TBI) is a result of an outside force causing immediate mechanical disruption of brain tissue and delayed pathogenic events. In order to examine injury processes associated with TBI, a number of rodent models to induce brain trauma have been described. However, none of these models covers the entire spectrum of events that might occur in TBI. Here we provide a thorough methodological description of a straightforward closed head weight drop mouse model to assess brain injuries close to the clinical conditions of human TBI.
KW  - Medizin
KW  - closed head injury
KW  - traumatic brain injury
KW  - neurobehavioural deficits
KW  - astrocyte
KW  - microglia
KW  - neurons
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75368
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kleinschnitz, Christph
A1  - Meuth, Sven G.
A1  - Magnus, Tim
A1  - Korn, Thomas
A1  - Linker, Ralf A.
T1  - Report on the 3'rd scientific meeting of the "Verein zur Förderung des Wissenschaftlichen Nachwuchses in der Neurologie" (NEUROWIND e.V.) held in Motzen, Germany, Nov. 4'th - Nov. 6'th, 2011
N2  - From November 4th- 6th 2011, the 3rd NEUROWIND e.V. meeting was held in Motzen, Brandenburg, Germany. Like in the previous years, the meeting provided an excellent platform for scientific exchange and the presentation of innovative projects for young colleagues in the fields of neurovascular research, neuroinflammation and neurodegeneration. As kick-off to the scientific sessions, Reinhard Hohlfeld, Head of the Institute for Clinical Neuroimmunology in Munich, gave an illustrious overview on the many fascinations of neuroimmunologic research. A particular highlight on the second day of the meeting was the award of the 1’st NEUROWIND e.V. prize for young academics in the field of experimental neurology. This award is posted for young colleagues under the age of 35 with a significant achievement in the field of neurovascular research, neuroinflammation or neurodegeneration and comprises an amount of 20.000 Euro, founded by Merck Serono GmbH, Darmstadt. Germany. The first prize was awarded to Ivana Nikic from Martin Kerschensteiner’s group in Munich for her brilliant work on a reversible form of axon damage in experimental autoimmune encephalomyelitis and multiple sclerosis, published in Nature Medicine in 2011. This first prize award ceremony was a great incentive for the next call for proposals now upcoming in 2012.
KW  - Medizin
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75388
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Finze, Maik
A1  - Reiss, Guido J.
T1  - Trimethyl­sulfonium 1-amino-6-fluoro-2,3,4,5,7,8,9,10,11,12-decaiodo-1-carba-closo-dodeca­borate
N2  - no abstract available
KW  - Chemie
KW  - single-crystal X-ray study
KW  - T = 100 K
KW  - wR factor = 0.052
KW  - data-to-parameter ratio = 20.8
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75397
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Finze, Maik
A1  - Reiss, Guido J.
A1  - Frohn, Hermann-Josef
T1  - 2,3,5,6-Tetrafluoro-1,4-bis(trimethylsilyl)benzene
N2  - no abstract available
KW  - Chemie
KW  - single-crystal X-ray study
KW  - T = 199 K
KW  - R factor = 0.027
KW  - wR factor = 0.068
KW  - data-to-parameter ratio = 14.0.
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75401
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wech, Tobias
T1  - Compressed Sensing in der funktionellen kardialen Magnetresonanztomographie
T1  - Compressed sensing in functional cardiac magnetic resonance imaging
N2  - Die MRT des Herzens wird aufgrund hoher Reproduzierbarkeit und geringer Variabilität als Referenzstandard für die Bestimmung der kardialen Funktion betrachtet. Auch in der präklinischen Forschung bietet die MRT eine ausgezeichnete Charakterisierung der kardialen Funktion und ermöglicht eine exzellente Analyse modellierter Krankheitsbilder. In beiden Fällen besteht jedoch weiterhin Optimierungsbedarf. Die klinische Herz-MRT stellt ein aufwendiges Verfahren mit relativ langer Messzeit dar und ist dadurch mit hohen Untersuchungskosten verbunden. In der präklinischen Kleintierbildgebung müssen zum Erreichen der notwendigen höheren Orts- und Zeitauflösung ebenfalls lange Aufnahmezeiten in Kauf genommen werden. Um die kardiale MRT dort routinemäßig in großen Studienkollektiven anwenden zu können, ist eine schnellere Bildgebung essentiell. Neben einer Verbesserung der Tomographen-Hardware und der Optimierung von Bildgebungssequenzen standen im letzten Jahrzehnt vermehrt informationstheoretische Ansätze zur Beschleunigung der MR-Datenakquisition im Fokus der Entwicklung. Während zu Beginn des Jahrtausends die Parallele Bildgebung (PI) einen Forschungsschwerpunkt repräsentierte, spielte sich in den letzten fünf Jahren vermehrt die von Donoho und Candès eingeführte Compressed Sensing (CS) Theorie in den Vordergrund. Diese ermöglicht eine Signalrekonstruktion aus unvollständig gemessenen Koeffizienten einer linearen Messung (z.B. Fouriermessung) unter Ausnutzung der Sparsität des Signals in einer beliebigen Transformationsbasis. Da sich die MRT hervorragend für den Einsatz von CS eignet, wurde die Technik in der Forschung bereits vielfach angewendet. Die zur Rekonstruktion unterabgetasteter Aufnahmen nötigen CS-Algorithmen haben jedoch eine signifikante Veränderung des Bildgebungsprozesses der MRT zur Folge. Konnte dieser zuvor in guter Näherung als linear und stationär betrachtet werden, so repräsentiert die CS-Rekonstruktion eine nichtlineare und nichtstationäre Transformation. Objektinformation wird nicht mehr ortsunabhängig und proportional zur Intensität in die Abbildung transportiert. Das Bild ist viel mehr das Ergebnis eines Optimierungsprozesses, der sowohl die Konsistenz gegenüber der unterabgetasteten Messung als auch die Sparsität des Signals maximiert. Der erste Teil dieser Dissertation beschreibt eine Methode, die eine objektive Einschätzung der Bildqualität CS-rekonstruierter MR-Bilder ermöglicht. Die CS-Beschleunigung verspricht eine Verkürzung der Messzeit ohne Verlust an Bildqualität, wobei letztere bisher größtenteils qualitativ bzw. quantitativ nur unzureichend beurteilt wurde. Konnte der Bildgebungsprozess der klassischen MRT (linear und stationär) durch die Bestimmung einer Punktspreizfunktion (PSF) robust und effektiv validiert und optimiert werden, erlauben die CS-Algorithmen aufgrund ihres nichtlinearen und nichtstationären Verhaltens ohne Weiteres keine äquivalente Analyse. Um dennoch eine entsprechende Evaluierung des CS-Bildgebungsprozesses zu ermöglichen, wurde die Anwendung einer lokalen Punktspreizfunktion (LPSF) für den in der Folge verwendeten Iterative Soft Thresholding Algorithmus untersucht. Die LPSF berücksichtigt die Ortsabhängigkeit der CS-Rekonstruktion und muss daher für jeden Ort (Pixel) eines Bildes bestimmt werden. Darüber hinaus wurde die LPSF im linearen Bereich der CS-Transformation ermittelt. Dazu wurde das zu bewertende Bild nach Anwenden einer kleinen lokalen Störung rekonstruiert. Die Breite des Hauptmaximums der LPSF wurde schließlich verwendet, um ortsaufgelöste Auflösungsstudien durchzuführen. Es wurde sowohl der Einfluss typischer Unterabtastschemata für CS als auch der Einsatz diskreter Gradienten zur Sparsifizierung eines Phantombildes untersucht. Anschließend wurde die Prozedur zur Bestimmung der räumlichen und zeitlichen Auflösung in der Herzbildgebung getestet. In allen Beispielen ermöglichte das vorgeschlagene Verfahren eine solide und objektive Analyse der Bildauflösung CS-rekonstruierter Aufnahmen. Wurde zuvor meist ausschließlich auf Vergleiche mit einer vollständig abgetasteten Referenz zur Qualitätsbeurteilung zurückgegriffen, so stellt die vorgestellte Auflösungsbestimmung einen Schritt in Richtung einer standardisierten Bildanalyse bei der Verwendung der Beschleunigung mittels CS dar. Die Analyse der Abtastmuster zeigte, dass auch bei der Anwendung von CS die Berücksichtigung der nominell höchsten Frequenzen k_max unerlässlich ist. Frühere Publikationen schlagen Abtastfolgen mit einer teils starken Gewichtung der Messpunkte zum k-Raum-Zentrum hin vor. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit relativieren ein derartiges Vorgehen, da zumindest bei den durchgeführten Untersuchungen ein Auflösungsverlust bei analoger Vorgehensweise zu verzeichnen war. Ebenso zeigten sich dynamische Aufnahmen, die unter Verwendung des x-f-Raums als sparse Basis rekonstruiert wurden, durchaus anfällig für zeitliches Blurring. Dieses resultiert aus der Unterdrückung hoher zeitlicher Frequenzen und konnte durch die ortsaufgelösten Auflösungskarten sichtbar gemacht werden. Neben der Auflösung ist für eine umfassende Analyse der Bildqualität auch die Untersuchung potentieller Aliasing-Artefakte sowie des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses (SNR) notwendig. Während Aliasing mit Hilfe der Einträge der LPSF außerhalb des Hauptmaximums untersucht werden kann, wurde in Kap. 5 eine Modifikation der Multi-Replika-Methode von Robson et al. zur Rauschanalyse bei Verwendung nichtlinearer Algorithmen vorgestellt. Unter Einbeziehung aller genannten Qualitätsparameter ist eine robuste Bewertung der Bildqualität auch bei einer Verwendung von CS möglich. Die differenzierte Evaluierung ebnet den Weg hin zu einem objektiven Vergleich neuer Entwicklungen mit bisherigen Standard-Techniken und kann dadurch den Einzug von CS in die klinische Anwendung vorantreiben. Nach den theoretischen Betrachtungen der Bildqualität behandelt die Dissertation die erstmalige Anwendung von CS zur Beschleunigung der funktionellen Herzdiagnostik in der präklinischen MR-Kleintierbildgebung. Diese Studien wurden in Zusammenarbeit mit der British Heart Foundation Experimental Magnetic Resonance Unit (BMRU) der University of Oxford durchgeführt. Die Algorithmen für eine Beschleunigung mittels der CS-Theorie wurden anhand der dort am 9,4T Tomographen gemessenen (unterabgetasteten) Datensätze entwickelt und optimiert. Zunächst wurde eine Beschleunigung ausschließlich mittels CS untersucht. Dazu wurde die segmentierte, EKG- und Atemgetriggerte kartesische Cine-Aufnahme in Phasenkodierrichtung unterabgetastet und mittels CS rekonstruiert. Die sparse Darstellung wurde durch Ermitteln zeitlicher Differenzbilder für jede Herzphase erhalten. Durch Variation der Abtastmuster in der zeitlichen Dimension konnte ein vollständig abgetastetes zeitliches Mittelbild bestimmt werden, das anschließend von jedem einzelnen Herzphasenbild subtrahiert wurde. In einer Validierungsphase wurden an der Maus vollständig aufgenommene Cine-Akquisitionen retrospektiv unterabgetastet, um die maximal mögliche Beschleunigung mittels CS zu ermitteln. Es wurden u.a. funktionelle Herz-Parameter für jede Gruppe des jeweiligen Beschleunigungsfaktors bestimmt und mittels einer statistischen Analyse verglichen. Die Gesamtheit aller Ergebnisse zeigte die Möglichkeit einer dreifachen Beschleunigung ohne eine Degradierung der Genauigkeit der Methode auf. Die ermittelte Maximalbeschleunigung wurde in einer unterabgetastet gemessenen Bilderserie mit anschließender CS-Rekonstruktion validiert. Die Abtastschemata wurden dazu mit Hilfe der Transformations-Punktspreizfunktion weiter optimiert. In einer Erweiterung der Studie wurde zum Zweck einer noch höheren Beschleunigung die CS-Technik mit der PI kombiniert. Erneut fand eine Unterabtastung der Phasenkodierrichtung einer kartesischen Trajektorie statt. Die Messungen erfolgten mit einer 8-Kanal-Mäusespule an einem 9,4T Tomographen. Um das Potential beider Beschleunigungstechniken auszunutzen, wurden die Methoden CS und PI in serieller Weise implementiert. Für die PI-Beschleunigung wurde der vollständig abgetastete k-Raum zunächst gleichmäßig unterabgetastet. Auf dem resultierenden Untergitter wurde zusätzlich eine Unterabtastung nach Pseudo-Zufallszahlen durchgeführt, um eine Beschleunigung mittels CS zu ermöglichen. Die entwickelte Rekonstruktion erfolgte ebenfalls seriell. Zunächst wurde mittels CS das äquidistante Untergitter rekonstruiert, um anschließend mittels GRAPPA die noch fehlenden Daten zu berechnen. Um eine zusätzliche Messung zur Kalibrierung der GRAPPA-Faktoren zu umgehen, wurde das äquidistant unterabgetastete Untergitter von Herzphase zu Herzphase um je einen Phasenkodierschritt weitergeschoben. Dieses Vorgehen erlaubt die Ermittlung eines vollständig abgetasteten k-Raums mit einer geringeren zeitlichen Auflösung, der die notwendige Bestimmung der Wichtungsfaktoren ermöglicht. Folgende Kombinationen von Beschleunigungsfaktoren wurden mittels retrospektiver Unterabtastung eines vollständig aufgenommenen Datensatzes untersucht: R_CS x R_PI = 2 x 2, 2 x 3, 3 x 2 und 3 x 3. Die Analyse des Bildrauschens, des systematischen Fehlers und der Auflösung führte zu dem Schluss, dass eine sechsfache Beschleunigung mit Hilfe der hybriden Rekonstruktionstechnik möglich ist. Während mit steigender CS-Beschleunigung der systematische Fehler leicht anstieg, führte ein höherer PI-Beschleunigungsfaktor zu einer leichten Verstärkung des statistischen Fehlers. Der statistische Fehler zeigte jedoch ebenfalls eine Verringerung bei steigender Beschleunigung mittels CS. Die Fehler waren allerdings stets auf einem Niveau, das durchaus auch Beschleunigungen bis R_CS x R_PI =3 x 3 zulässt. Die LPSF-Analyse zeigte einen Verlust der räumlichen Auflösung von ca. 50 % bei R=6 sowie einen mittleren Verlust von 64 % bei R=9. Offensichtlich ging die ebenfalls beobachtete Minimierung des Bildrauschens durch den CS-Algorithmus im Falle der relativ stark verrauschten Kleintieraufnahmen zu Lasten der Bildauflösung. Die mit zunehmender Beschleunigung stärker geblurrten Grenzen zwischen Blutpool und Myokardgewebe erschweren die Segmentierung und stellen eine mögliche Fehlerquelle dar. Unter Beachtung aller Ergebnisse ist eine sechsfache Beschleunigung (R_CS x R_PI = 2 x 3, 3 x 2) vertretbar. Die Hinzunahme der PI ermöglicht somit im Vergleich zur alleinigen Verwendung von CS eine weitere Beschleunigung um einen Faktor von zwei. Zusammenfassend ermöglicht der Einsatz von CS in der präklinischen funktionellen Herzbildgebung am Kleintier eine deutliche Reduktion der Messzeit. Bereits ohne Vorhandensein von Mehrkanalspulen kann die notwendige Datenmenge ohne signifikante Beeinflussung der Messergebnisse auf ein Drittel reduziert werden. Ist der Einsatz von Spulenarrays möglich, kann die mit PI mögliche dreifache Beschleunigung um einen weiteren Faktor zwei mittels CS auf R=6 erweitert werden. Dementsprechend kann CS einen wesentlichen Beitrag dazu leisten, dass das Potential Herz-MRT am Kleintier in großen Studienkollektiven effektiver abgerufen werden kann. Im letzten Teil der Arbeit wurde eine Technik für die funktionelle klinische MR-Herzbildgebung entwickelt. Hier wurde eine Beschleunigung mittels CS verwendet, um die Aufnahme des gesamten Herzens innerhalb eines Atemstillstandes des Patienten zu ermöglichen. Bei der derzeitigen Standardmethode werden üblicherweise 10-15 2D-Schichten des Herzens akquiriert, wobei jede einzelne Aufnahme einen Atemstillstand des Patienten erfordert. Für die notwendige Beschleunigung wurde eine unterabgetastete 3D-Trajektorie verwendet. Durch Phasenkodierung einer Richtung sowie radiale Projektionen in den beiden anderen Dimensionen konnte eine effiziente Aufnahme unterhalb des Nyquist-Kriteriums erreicht werden. Die Sparsifizierung erfolgte, wie bereits in der beschriebenen präklinischen Anwendung, durch die Subtraktion eines zeitlichen Mittelbildes. In einer Simulation anhand eines retrospektiv unterabgetasteten Datensatzes konnte die theoretische Funktionalität der Rekonstruktionstechnik bei einer Beschleunigung bezüglich der Nyquist-Abtastung von R ~ 10 validiert werden. Die Unterschiede zum vollständig abgetasteten Datensatz waren vernachlässigbar klein, so dass die vorgeschlagene Abtastfolge am Tomographen implementiert wurde. Mit dieser Sequenz wurde anschließend eine funktionelle Bilderserie an einem gesunden Probanden mit vollständiger Herzabdeckung innerhalb eines Atemstopps aufgenommen. Fehlende Daten wurden analog zur Simulation mit Hilfe des vorgeschlagenen Algorithmus rekonstruiert. Im Vergleich zur Simulation ergaben sich aufgrund des Schichtprofils der 3D-Slab-Anregung zusätzliche Aliasing-Artefakte in den äußeren Partitionen. Die für radiale Aufnahmen typischen Streifenartefakte waren im rekonstruierten Bild, wenn auch mit sehr geringer Amplitude, noch erkennbar. Davon abgesehen wurde die Dynamik jedoch über das gesamte Herz hinweg gut dargestellt. Der hohe Kontrast zwischen Myokard und Blutpool bescheinigt den Bildern eine hervorragende Eignung für die Bestimmung funktioneller Herzparameter mittels einer Segmentierung. Zusammengefasst erlaubt die entwickelte Methode aufgrund der drastischen Reduktion der notwendigen Atemstopps des Patienten einen deutlich erhöhten Patientenkomfort sowie einen schnelleren Durchsatz aufgrund der verkürzten Messzeit.
N2  - Because of its high reproducibility and its low variability, magnetic resonance imaging (MRI) of the heart is considered the gold-standard for assessing the cardiac function. In preclinical research, magnetic resonance imaging equally provides an accurate characterization of the cardiac function and enables an excellent analysis of modeled diseases. However, there is still a need for improvement in both applications. Clinical cardiac MRI represents a sophisticated procedure featuring long scan times. This renders the examination comparatively expensive. In preclinical imaging of small animals, long scan times have to be accepted to obtain the required high spatial and temporal resolution. Fast imaging is thus essential for an effective application of cardiac MRI in large collectives. Besides the improvement of the scanner hardware and the optimization of imaging sequences, research in the last decade concentrated on procedures to accelerate MR-data acquisition by exploiting information theory. While numerous publications were associated with parallel imaging (PI) at the beginning of this millennium, the compressed sensing theory (CS) recently gained more and more interest. The latter technique enables the reconstruction of signals from undersampled linear measurements (e.g. the Fourier basis) by exploiting the sparsity of the signal in any known transform domain. As MRI is perfectly qualified for an application of CS, a lot of publications already report on dedicated research. However, the algorithms needed for the reconstruction of undersampled data significantly alter the imaging process of MRI. Classical MRI could be assumed to be linear and stationary in a sufficiently good approximation. The introduction of CS into MRI means a change towards a non-linear and non-stationary transformation. Object information is no longer transferred into an image independently from its location and proportional to its intensity. The image is rather the result of an optimization process maximizing both the fidelity to measured data as well as the sparsity of the signal. The first chapter of this thesis describes a method to objectively evaluate the image quality of MR images reconstructed by CS algorithms. The acceleration with CS promises a reduction of scan time while preserving the image quality. The latter, however, has only been assessed qualitatively or in an insufficient quantitative manner. While classical (linear and stationary) MRI could be validated robustly and effectively by determining a point spread function (PSF), CS algorithms prohibit a corresponding analysis in an analogous manner due to their non-linear and non-stationary behavior. Therefore, the application of a local point spread function (LPSF) was investigated for the iterative soft thresholding (IST) algorithm used in this thesis, to enable a comparative evaluation for imaging systems including CS. The LPSF considers the local dependency of the CS algorithm and thus has to be determined in every location (pixel) of an image. In addition, the LPSF was defined in the linear part of the CS transformation. Small local perturbation on the image to be evaluated were reconstructed for this purpose. The width of the main lobe of the LPSF was used to perform spatially resolved studies on the resolution. The influence of typical undersampling schemes for CS as well as the usage of a discrete gradient transform for a further sparsification were investigated. Subsequently, the procedure was used to assess the spatial and temporal resolution in cardiac MRI. For all CS reconstructions performed in this work, the method allowed a solid and objective analysis of the image resolution. While up to now, comparisons to a fully sampled reference are widely used for a quality assessment, the proposed resolution evaluation represents a step towards a standardized analysis of images obtained by exploiting CS acceleration. The study on sampling schemes revealed, that also for CS accelerated acquisitions, the highest frequencies of the desired k-space have to be included. Former publications proposed undersampling patterns which partly featured a strong weight towards the center of k-space. The results of this thesis put these findings into perspective, as a loss in resolution has been observed for according approaches, at least for the simulations performed in this work. The dynamic acquisitions which were reconstructed exploiting x-f-sparsity proved to be prone to temporal blurring. This is substantiated by the suppression of high temporal frequencies and was analyzed by means of spatially resolved maps. Besides the resolution, an investigation of potential aliasing artifacts as well as the signal-to-noise-ratio (SNR) is essential for a comprehensive quality evaluation. While aliasing may also be investigated by means of the entries of the LPSF outside the main lobe, a modification of the multi-replica method proposed by Robson et al. was presented in chapter 5 to analyze the noise in CS reconstructed images. Taking into account all quality parameters, a robust evaluation of image quality is possible, even when CS is included in the imaging process. This allows a more objective comparison between new developments and present standard procedures and thus may aid the introduction of CS in clinical imaging. After the theoretical analysis on image quality, the next part of this thesis reports on the first application of CS to accelerate functional cardiac MRI of small animals. The studies were performed in cooperation with the British Heart Foundation Experimental Magnetic Resonance Unit (BMRU) of the University of Oxford. The algorithms needed for the CS acceleration were developed and optimized by means of the data acquired by the BMRU at their 9,4 T scanner.\\ An acceleration solely based on CS was investigated first. For this purpose, an ECG- and respiratory gated Cartesian cine acquisition was undersampled in phase encoding direction and reconstructed using CS. The dynamic time series was sparsified by determining temporal difference images for every time frame. A fully sampled temporal average image was obtained by varying the sampling pattern in the temporal dimension. Subsequently, this average image was subtracted from the images of individual heart phases, yielding the sparse temporal difference images. In the validation stage of the study, fully sampled cine acquisitions of mouse hearts were retrospectively undersampled in order to figure out the maximum possible CS acceleration. Cardiac functional parameters were determined for each group of a certain undersampling factor and compared by a statistical analysis. It was shown that a three-fold acceleration is possible without any degradation in the accuracy of the method. This undersampling factor was then validated in an accelerated measurement with a subsequent CS reconstruction. For this purpose, the sampling patterns were further optimized using the transform point spread function. In the subsequent chapter, the CS theory was combined with PI to further increase the acceleration. Again, the phase encoding direction of a Cartesian trajectory was undersampled. The acquisitions were performed using a 9,4 T scanner equipped with an 8 channel mouse coil. In order to exploit the potential of both techniques, CS and PI were combined in a serial manner. First, the k-space was equidistantly undersampled to enable the application of PI. An additional undersampling according to pseudo random numbers was then performed on the resulting sub-grid to allow an acceleration by CS. In consequence, the reconstruction was performed in a serial manner, too. CS was first applied to reconstruct the equidistantly undersampled sub-grid. GRAPPA was used subsequently to compute the still missing data. The equidistantly undersampled sub-grid was shifted from heart phase to heart phase in order to obtain a fully sampled low temporal resolution k-space for a calibration of the GRAPPA-weights. This procedure spares the acquisition time of a separate calibration scan. The following combinations were investigated by retrospectively undersampling a fully sampled cine dataset: R_CS x R_PI = 2 x 2, 2 x 3, 3 x 2 and 3 x 3. The analysis of the noise behavior, the systematic error and the resolution leads to the conclusion that a six-fold acceleration is possible using the proposed hybrid technique. While an increasing factor of the CS acceleration resulted in a slightly larger systematic error, a higher PI acceleration factor led to a slight noise enhancement. However, noise was suppressed for increasing CS acceleration at the same time. In summary, the deviations were at a level which allowed accelerations of up to R_CS x R_PI = 3 x 3. The determination of LPSFs showed a loss in spatial resolution of approximately 50% for a six-fold and up to 64% for nine-fold acceleration. Obviously, the observed suppression of noise was paid by a reduced image resolution for the comparatively noisy acquisitions in small animals. The increased blurring at the endocardial border impedes the segmentation and represents a possible source of error. Taking into consideration all results, a six-fold acceleration (R_CS x R_PI = 2 x 3, 3 x 2) seems reasonable. The additional usage of PI thus enables a further acceleration by a factor of 2 in comparison to an exclusive application of CS. In summary, CS enables a distinct reduction of scan time in preclinical functional cardiac MRI of small animals. Even if no phased-array-coils are available, the necessary amount of data can be reduced to one third without impairing the accuracy of left-ventricular volumes and mass measurements. For acquisitions performed with phased-array-coils, the three-fold acceleration by PI can be extended by an additional two-fold CS acceleration to a joint factor of R=6. Therefore, CS may contribute to an effective application of cardiac MRI in small animals for large collectives. In the last part of the thesis, a modality for clinical functional MRI of the heart was developed. CS was used to enable the acquisition of the whole heart in a single breath-hold of the patient. The current method of choice usually acquires 10-15 2D-slices of the heart, while each measurement requires a separate breath-hold. An undersampled 3D-trajectory was used to reach the necessary acceleration. Phase-encoding in one direction and radial projections in the two remaining ones allowed for an effective acquisition below the Nyquist-criterion. The sparsification of the image series was achieved by subtracting a temporal average image as performed for the preclinical studies. The functionality of the reconstruction technique at an acceleration factor of R ~ 10 was validated in a simulation based on a retrospectively undersampled dataset. The differences between the CS reconstructed and the fully sampled dataset were negligible and thus, the proposed trajectory was implemented at the scanner. An image series depicting the cardiac function with coverage of the full heart was acquired in a single breath-hold of a healthy volunteer using this sequence. Data not covered by the trajectory were reconstructed by the algorithm developed in the validation stage. Due to the slice profile of the fast excitation pulses, additional aliasing artifacts were present in the outer partitions with respect to the images obtained in the simulation. Streaking artifacts of a low intensity were still visible. Apart from that, the dynamics of the heart were excellently captured. The high contrast between the blood pool and the myocardium perfectly qualifies the images for the assessment of cardiac functional parameters. Therefore, the method allows for a higher patient comfort and throughput compared to the gold standard by drastically reducing the amount of necessary breath-holds to a single one.
KW  - Kernspintomografie
KW  - Magnetresonanztomographie
KW  - Kardiale MR-Bildgebung
KW  - Compressed Sensing
KW  - magnetic resonance imaging
KW  - cardiac magnetic resonance imaging
KW  - compressed sensing
KW  - Signalregenerierung
KW  - NMR-Tomographie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77179
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Raslan, Furat
A1  - Albert-Weißenberger, Christiane
A1  - Ernestus, Ralf-Ingo
A1  - Kleinschnitz, Christoph
A1  - Sirén, Anna-Leena
T1  - Focal brain trauma in the cryogenic lesion model in mice
N2  - The method to induce unilateral cryogenic lesions was first described in 1958 by Klatzo. We describe here an adaptation of this model that allows reliable measurement of lesion volume and vasogenic edema by 2, 3, 5-triphenyltetrazolium chloride-staining and Evans blue extravasation in mice. A copper or aluminium cylinder with a tip diameter of 2.5 mm is cooled with liquid nitrogen and placed on the exposed skull bone over the parietal cortex (coordinates from bregma: 1.5 mm posterior, 1.5 mm lateral). The tip diameter and the contact time between the tip and the parietal skull determine the extent of cryolesion. Due to an early damage of the blood brain barrier, the cryogenic cortical injury is characterized by vasogenic edema, marked brain swelling, and inflammation. The lesion grows during the first 24 hours, a process involving complex interactions between endothelial cells, immune cells, cerebral blood flow, and the intracranial pressure. These contribute substantially to the damage from the initial injury. The major advantage of the cryogenic lesion model is the circumscribed and highly reproducible lesion size and location.
KW  - Medizin
KW  - Experimental brain trauma
KW  - Cryolesion
KW  - Secondary traumatic brain damage
KW  - Mice
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75419
ER  - 
TY  - THES
A1  - Paxian, Andreas
T1  - Future changes in climate means and extremes in the Mediterranean region deduced from a regional climate model
T1  - Zukünftige Veränderungen von Klimamittelwerten und -extremwerten im Mittelmeerraum abgeleitet von einem regionalen Klimamodell
N2  - The Mediterranean area reveals a strong vulnerability to future climate change due to a high exposure to projected impacts and a low capacity for adaptation highlighting the need for robust regional or local climate change projections, especially for extreme events strongly affecting the Mediterranean environment. The prevailing study investigates two major topics of the Mediterranean climate variability: the analysis of dynamical downscaling of present-day and future temperature and precipitation means and extremes from global to regional scale and the comprehensive investigation of temperature and rainfall extremes including the estimation of uncertainties and the comparison of different statistical methods for precipitation extremes. For these investigations, several observational datasets of CRU, E-OBS and original stations are used as well as ensemble simulations of the regional climate model REMO driven by the coupled global general circulation model ECHAM5/MPI-OM and applying future greenhouse gas (GHG) emission and land degradation scenarios.
N2  - Der Mittelmeerraum weist eine starke Vulnerabilität gegenüber dem zukünftigen Klimawandel auf, da für diese Region starke klimatische Auswirkungen vorhergesagt werden, aber nur eine geringe Anpassungsfähigkeit besteht. Daher werden präzise Vorhersagen des regionalen oder lokalen Klimawandels benötigt, v.a. für Extremereignisse, welche den Mittelmeer-Lebensraum stark beeinträchtigen. Die vorliegende Studie untersucht zwei Hauptaspekte der Klimavariabilität im Mittelmeerraum: Zum Einen wird das dynamische Downscaling gegenwärtiger und zukünftiger Mittelwerte und Extremereignisse von Temperatur und Niederschlag von der globalen zur regionalen Skala analysiert. Zum Anderen wird eine umfassende Untersuchung von Temperatur- und Niederschlagsextremen samt Unsicherheitsabschätzung und Vergleich unterschiedlicher statistischer Methoden zur Bestimmung von Niederschlagsextremen durchgeführt. Für diese Untersuchungen stehen verschiedene Beobachtungsdaten von CRU, E-OBS und Messstationen sowie Ensemble-Simulationen des regionalen Klimamodells REMO zur Verfügung, das vom gekoppelten globalen “General Circulation Model” ECHAM5/MPI-OM angetrieben wird und zukünftige Treibhausgasemissions- und Landnutzungsänderungs-Szenarien verwendet.
KW  - Mittelmeerraum
KW  - Klima
KW  - Klimaänderung
KW  - Temperatur
KW  - Modell
KW  - Niederschlag
KW  - Klimaschwankung
KW  - Klimamodellierung
KW  - regionales Klimamodell
KW  - Mittelmeer
KW  - Modellierung
KW  - Extremwertstatistik
KW  - climate modelling
KW  - regional climate model
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72155
ER  - 
TY  - THES
A1  - Saur, Gabriella-Sofie
T1  - Klinische Ergebnisse und Lebensqualität nach neoadjuvanter Radiochemotherapie von Rektumkarzinomen
T1  - Clinical outcomes and life-qualiy after long-course radiochemotherapy for locally advanced rectal cancer
N2  - Die derzeitige Standardtherapie bei fortgeschrittenen Rektumkarzinomen der UICC Stadien II und III besteht aus der neoadjuvanten Radio(chemo)therapie mit nachfolgender chirurgischer Intervention. Hierbei werden die beiden Therapiemodalitäten, der Kurzzeit-Radiotherapie(5x5Gy) und unmittelbare Operation von der Langzeit-Radiochemotherpaie (28x1,8Gy) mit einem Intervall von 4-6 Wochen bis zur Operation, unterschieden. Im Hinblick auf das Auftreten von Lokalrezidiven sowie auf das Gesamtüberleben sprechen die Ergebnisse für eine bessere Wirksamkeit der LZ-RChT. Dennoch gibt es klinische Situation, bei denen eine KZ-Radiotherapie sinnvoller sein kann. Somit kann als Konsequenz eine differenzierte Indikationsstellung für diese beiden Therapiemodalitäten abgeleitet werden.
N2  - The standard therapy for local advanced rectal cancer in UICC stadium II and III consists of neoadjuvant radio(chemo)therapy followed by surgical intervention. In this connection the two therapy regiments on the one hand a short term radiotherapy (5x5 Gy) followed by surgery and on the other hand a long term radiotherapy (28x1,8 Gy) with a free interval of 4-6 weeks till surgery are differentiated. Looking at the frequency of local relapses and overall survival the results of the long term radiotherapy are superior to the results of short term radiotherapy. Nevertheless there are clinical situations in which the use of short term radiotherapy can be indicated. In consequence there has to be a well differentiated indication-defining process for choosing the right therapy.
KW  - Rektumkarzinom
KW  - Langzeitradiochemotherapie
KW  - Lebensqualität
KW  - rectal cancer
KW  - long-course radiochemotherapy
KW  - life-quality
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78562
ER  - 
TY  - THES
A1  - Zinke, Michael Benedikt
T1  - Hemmung der Masernvirusreplikation durch RNA-Interferenz
T1  - Inhibition of Measles Virus replication by RNA interference
N2  - Die subakut sklerosierende Panenzephalitis ist eine demyelinisierende Erkrankung des ZNS. Ätiologisch liegt eine persistierende Infektion von Masernviren der Neuronen bzw. Gliazellen zugrunde. Bis heute gibt es keine spezifische Therapie und lediglich symptomatische Therapiemaßnahmen werden in deren Behandlung angewandt. Obwohl sich während des Krankheitsverlaufes eine ausgeprägte Immunantwort des natürlichen als auch adaptiven Immunsystems des Wirtes abspielt führt die Erkrankung unweigerlich zum Tode der Betroffenen. Eine Therapiemöglichkeit diesbezüglich könnten die Effekte der RNAi darstellen. Um geeignete Sequenzen für einen möglichen Genknockdown einzelner MV-Gene herauszufiltern, wurde ein plasmid-basierendes Testsystem entwickelt, das die mRNA des Fluoreszenzproteins DsRed2 zusammen mit mRNA-Sequenzen einzelner MV-Gene exprimiert. Gegen diese MV-Gene wiederum wurden verschiedene shRNAs ausgewählt, welche mithilfe eines lentiviralen Vektorsystems exprimiert werden. Als Expressionsindikator findet in diesem lentiviralen Vektorsystem simultan die Expression von eGFP als statt. Die Auswertung dieses Dual-Color-Systems erfolgte im Folgenden mittels FACS-Analysen. Die wirksamsten siRNA-Sequenzen, ausgewählt durch eine hohe Abnahme der Rotfluoreszenz in den untersuchten Zellen, wurden für weitere Versuche selektiert. Die auf diese Weise ausgewählten shRNA-Sequenzen wurden in einem weiteren Schritt durch die Generierung lentiviraler Partikel in persistierend infizierten NT2-Zellen (piNT2), die das Fluoreszenzprotein HcRed als Infektionsindikator exprimieren, transduziert. Weitere durchflusszytometrische Messungen zeigten eine äußerst hohe Reduktion viraler Replikation innerhalb von 7 Tagen bis unterhalb der Detektionsgrenze sofern die shRNAs gegen die Expression der MV-Proteine N, P und L gerichtet waren. Die Anzahl der virus-negativen Zellen blieb im Folgenden bis zu 3 Wochen nach stattgehabter Transduktion konstant, sofern das fusion-inhibiting-peptide den Zellkulturen hinzugegeben wurde. Die transduzierten piNT2-Zellen, welche keine Expression von HcRed zeigten wurden auf Zellrasen bestehend aus Vero-Zellen aufgetragen und führten im zeitlichen Verlauf zu keiner Fusion bzw. Synzytienbildung. Dieser Zusammenhang legt nahe, dass die transduzierten piNT2-Zellen die Fähigkeit einer Expression viraler Proteine verloren haben und eine „Heilung“ stattfinden kann, wenn die virale Proteinbiosynthese durch eine permanente Expression von siRNAs, wie beispielsweise durch lentivirale Vektorsysteme, gehemmt wird.
N2  - Subacute sclerosing panencephalitis is a demyelinating disease of the CNS caused by a persistent infection of Measles Virus (MV) of neurons and glial cells. Up to the present day there is no specific therapy available and in spite of a distinct innate and adaptive immune response, SSPE leads inevitably to death. Options in therapy could be the effects of RNA-Interference (RNAi). In order to select effective sequences for a possible gene knockdown, we established a plasmid-based test system expressing the mRNA of the fluorescence protein DsRed2 fused with mRNA sequences of single viral genes to which certain siRNAs were directed. siRNA sequences were expressed as short hairpin RNA (shRNA) from a lentiviral vector additionally expressing enhanced green fluorescent protein (eGFP) as an indicator. Evaluation by flow cytometry of the dual-color system (DsRed2 and eGFP) allowed us to find optimal shRNA sequences, chosed by a decrease of red fluorescing cells. Using the most effective shRNA constructs, we transduced persistently infected human NT2 cells expressing virus-encoded HcRed (piNT2-HcRed) as an indicator of infection. shRNAs against N, P, and L mRNAs of MV led to a reduction of the infection below detectable levels in a high percentage of transduced piNT2-HcRed cells within 1 week. The fraction of virus-negative cells in these cultures remained constant over at least 3 weeks posttransduction in the presence of a fusion-inhibiting peptide (Z-Phe-Phe-Gly), preventing the cell fusion of potentially cured cells with persistently infected cells. Transduced piNT2 cells that lost HcRed did not fuse or showed syncytial formations with underlying Vero cells, indicating that these cells do not express viral proteins any more and are “cured.” This demonstrates in tissue culture that NT2 cells persistently infected with MV can be cured by the transduction of lentiviral vectors mediating the long-lasting expression of anti-MV shRNA.
KW  - RNS-Interferenz
KW  - Masern
KW  - Masernvirus
KW  - Masernvirus
KW  - Masern
KW  - RNA-Interferenz
KW  - RNAi
KW  - SSPE
KW  - Measlesvirus
KW  - Measles
KW  - RNA interference
KW  - RNAi
KW  - SSPE
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-83933
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gellichsheimer, Eva
T1  - Zur lokalen Epidemiologie multiresistenter biofilmbildender Staphylococcus epidermidis Stämme bei sehr kleinen Frühgeborenen und ihren Müttern
T1  - Local epidemiology of multi-resistant biofilm forming Staphylococcus epidermidis strains in very low birth weight infants and their mothers
N2  - Das grampositive Bakterium Staphylococcus epidermidis ist ein wesentlicher Bestandteil der kommensalen Flora der Haut und der Schleimhäute des Menschen. Jedoch stellen diese Bakterien eine häufige Ursache nosokomialer Katheter-assozierter Infektionen bei immunsupprimierten Patienten dar. Dies liegt zum einen an der Fähigkeit von S. epidermidis, Biofilm zu bilden. Diese physikalische Barriere schützt die Bakterien vor dem Immunsystem sowie vor Antibiotika. Dabei zählen sie zu den häufigsten Erregern von Infektionen an implantierten Fremdkörpern mit Plastikoberflächen, wie z. B. Venenkathetern, künstlichen Herzklappen oder Gefäßprothesen. Zum anderen stellt die Antibiotikaresistenzentwicklung unter S. epidermidis ein zunehmendes Problem dar. Vor allem die late-onset Sepsis, die durch S. epidermidis als Erreger verursacht werden kann, stellt für Frühgeborene eine Gefahr dar. Ziel der vorliegenden Arbeit war, für S. epidermidis als häufigsten und klinisch bedeutsamen KoNS zu eruieren, ob die zunehmende Dauer des stationären Krankenhausaufenthaltes von sehr kleinen Frühgeborenen mit einer höheren Rate an ica-Präsenz, Biofilmbildung und Antibiotikaresistenz assoziiert ist, sowie die Verbreitungswege und das Reservoir für diese S. epidermidis-Stämme zu identifizieren. Hierzu wurden sequenzielle Isolate von S. epidermidis bei Müttern, Kindern und vom Krankenhauspersonal gewonnen und mittels MLST (Multilocus-Sequence-Typing) klonal typisiert. Sie wurden auf Antibiotikaresistenzen, Biofilmbildung und Präsenz des icaA-Gens, das eine Rolle bei der Biofilmbildung spielt, sowie des mecA-Gens untersucht und mit Isolaten, die aus Blutkulturen oder Venenkatheter des Kindes isoliert wurden, verglichen. Es fiel auf, dass die Isolate der sehr kleinen Frühgeborenen deutlich mehr Virulenzfaktoren, wie z.B. Biofilmbildung, hohe Antibiotikaresistenzraten sowie die Präsenz des mecA- und des icaA- Gens, als die maternalen Stämme besaßen. Im Vergleich mit den Ergebnissen der untersuchten Personalstämme liegt der Verdacht nahe, dass oftmals auch das Personal als Transmitter, vor allem von Klonen mit mehreren Virulenzfaktoren, dient. Das Krankenhaus-Milieu scheint dabei ein ideales Reservoir für die Ausbreitung solcher gefährlichen S. epidermidis-Stämme zu sein.
N2  - Staphylococcus epidermidis is usually a commensal inhabitant of the human skin and mucosa. However, they are a common cause of nosocomial infections, especially in context with medical devices and catheters in immunocompromised patients. This is due to the ability of Staphylococcus epidermidis to form biofilms on inert surfaces of medical devices, like intravenous catheters or artificial arthroplastics. Furthermore the development of antibiotic resistances among Staphylococcus epidermidis is another problem. Especially the late-onset-sepsis is a danger for very low birth weight premature infants. The aim of the study was to identify for S. epidermidis isolates in very preterm infants, if a longer stay in the hospital is associated with a higher carriage of the ica-operon, a higher antibiotic resistance and the ability to form biofilms. The reservoir and the means of distribution of these nosocomial isolates should be idendified. Therefore sequential isolates were taken from mothers, their children and from the hospital staff. They were clonally typified by MLST (Multilocus-Sequence-Typing) and tested for antibiotic resistances, biofilm formation and the presence of the icaA- and mecA gene. Then they were compared with isolates from blood cultures or venous catheters from the preterm infants. Herby it was remarkable that the isolates of the very premature infants had more virulence factors, e.g. formation of biofilm, antibiotic resistances and the presence of the icaA- and mecA gene, as the maternal isolates. Compared to the results of the isolates from the medical staff it could be suggested that the staff transmits these opportunistic pathogens. The hospital environment seems to be an ideal reservoir for these dangerous S. epidermidis isolates.
KW  - Staphylococcus epidermidis
KW  - late-onset Sepsis
KW  - Staphylococcus epidermidis
KW  - late-onset neonatal sepsis
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-83889
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bruder, Jessica
T1  - Antigenerkennung bei autoaggressiven Lymphozyten
T1  - Antigen recognition of autoaggressive lymphocytes
N2  - Millionen Menschen weltweit leiden an den verschiedensten Autoimmunerkrankungen. Diese Krankheiten entstehen, wenn das Immunsystem gesundes körpereigenes Gewebe angreift und zerstört. An der Pathogenese sind sowohl Komponenten des angeborenen Immunsystems als auch Bestandteile des adaptiven Immunsystems, wie Lymphozyten und Antikörper, beteiligt. Da die Ursachen und molekularen Mechanismen der Pathogenese dieser Erkrankungen bis heute weitgehend unbekannt sind, wurden in dieser Arbeit autoaggressive Lymphozyten bei den humanen Autoimmunerkrankungen Polymyositis und Multiple Sklerose näher untersucht. Die Polymyositis ist eine chronisch entzündliche Erkrankung der Skelettmuskulatur. Die Muskelfasern werden dabei von zytotoxischen CD8+ gd-T-Lymphozyten infiltriert, attackiert und schließlich zerstört. In einem seltenen Fall der Polymyositis wurden die Muskelzellen hingegen in ähnlicher Weise von CD8- gd-T-Lymphozyten angegriffen. Die gd-T-Lymphozyten waren monoklonal expandiert und ihr Rezeptor, im Folgenden als M88 bezeichnet, wurde als Vg1.3+Vd2+ identifiziert. Frühere Untersuchungen der Antigenspezifität dieser Zellen zeigten, dass M88 mehrere funktionell und strukturell verschiedene Proteine aus unterschiedlichen Spezies erkennt. Die Bindung erfolgt spezifisch durch die Antigenerkennungsregionen beider Rezeptorketten von M88. In dieser Arbeit wurden verschiedene bakterielle und humane Proteine des Translationsapparates als Antigene von M88 identifiziert. Weitere ausführliche Untersuchungen eines paradigmatischen bakteriellen Antigens, dem Translationsinitiationsfaktor EcIF1, zeigten, dass M88 an Oberflächen-exponierte Konformationsepitope von Proteinen bindet. Interessanterweise erkennt M88 mehrere humane Aminoacyl-tRNA-Synthetasen, Antigene, die in anderen Formen der Myositis von Autoantikörpern angegriffen werden. Diese Beobachtung ergibt eine bemerkenswerte Verbindung zwischen T-Zell- und Antikörper-vermittelten B-Zell-Antworten bei der autoimmunen Myositis. Bei der Multiplen Sklerose ist das zentrale Nervensystem betroffen. Autoaggressive Lymphozyten greifen die Myelinschicht der Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark an und zerstören sie. Im Liquor cerebrospinalis von Patienten lassen sich klonal expandierte und affinitätsgereifte B-Zellen sowie „oligoklonale Banden“ (OKB) Antikörper nachweisen. Obwohl diese Merkmale auf eine Antigen-induzierte Immunantwort hindeuten, sind die zugrundeliegenden Antigene und die Rolle der OKB bei der Pathogenese bis heute unbekannt. In dieser Arbeit wurde die Antigenspezifität von fünf IgG OKB-Antikörpern aus drei Patienten untersucht. Durch verschiedene proteinbiochemische Methoden konnten intrazelluläre Kandidatenantigene identifiziert werden. Interessanterweise sind darunter mehrere nukleäre Proteine, die an der Transkriptionsregulation oder der RNA-Prozessierung beteiligt sind. Reaktivitäten gegen intrazelluläre Antigene treten auch bei anderen Autoimmunerkrankungen, wie beispielsweise dem systemischen Lupus erythematodes, auf. Diese Ergebnisse könnten auf einen allgemeinen Mechanismus der Entstehung und Funktion von Autoantikörpern bei diesen humanen Autoimmunerkrankungen hindeuten.
N2  - Millions of people worldwide suffer from various autoimmune diseases. These disorders occur if the immune system reacts to and destroys healthy body tissue. Pathogenesis is mediated by components of the innate immune system as well as by constituents of the adaptive immune system, like lymphocytes and antibodies. However, the origin and molecular mechanisms of these diseases remain still largely unknown. Therefore we investigated the role of autoaggressive lymphocytes in the human autoimmune diseases polymyositis and multiple sclerosis. Polymyositis is a chronically inflammatory disease of the skeletal muscles. Cytotoxic CD8+ gd-T lymphocytes invade, attack and finally destroy muscle fibers. However, in a rare variant of polymyositis, muscle fibers are similarly attacked by CD8- gd-T lymphocytes. These gd-T lymphocytes were monoclonally expanded and their receptor, termed M88, was identified as Vg1.3+Vd2+. Previous investigations of the antigen specificity of these cells revealed that M88 recognizes several structurally and functionally different proteins from various species. This recognition is specifically mediated by the antigen recognition sites of both receptor chains of M88. In this work we have identified different bacterial and human proteins of the translation apparatus as antigens of M88. Further detailed investigations of one paradigmatic bacterial antigen, the translation initiation factor EcIF1, have shown that M88 binds to surface-exposed conformational protein epitopes. Interestingly, M88 recognizes several human aminoacyl-tRNA-synthetases. These antigens have been described to be also targeted by autoantibodies in other forms of myositis. This observation reveals a remarkable link between T cell and antibody-mediated B cell responses in autoimmune myositis. In multiple sclerosis the central nervous system is affected. Autoaggressive lymphocytes attack and destroy the myelin sheet of nerve cells of the brain and spinal cord. In the cerebrospinal fluid of these patients clonally expanded and affinity-maturated B cells as well as „oligoclonal band“ (OCB) antibodies can be detected. Although these features indicate an antigen-induced immune response, the underlying antigens and the role of the OCB antibodies in the pathogenesis are still unknown. In this work we describe the antigen specificity of five IgG OCB antibodies from three patients. Through various biochemical methods we have identified intracellular candidate antigens. Interestingly, these include several nuclear proteins involved in transcription regulation and RNA processing. Reactivity against intracellular antigens also occurs in other autoimmune diseases such as systemic lupus erythematosus. These findings suggest a general mechanism for the generation and function of autoantibodies in these human autoimmune diseases.
KW  - Multiple Sklerose
KW  - gamma-delta T-Lymphozyten
KW  - Polymyositis
KW  - B-Lymphozyten
KW  - Antikörper
KW  - Multiple Sklerose
KW  - gamma-delta T-lymphocytes
KW  - polymyositis
KW  - B-lymphocytes
KW  - antibodies
KW  - Multiple Sclerosis
KW  - Polymyositis
KW  - Lymphozyt
KW  - Antikörper
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-73342
ER  - 
TY  - THES
A1  - Scheer, Uta Christine
T1  - On-Pump versus Off-Pump – Ein Vergleich zweier Operationstechniken hinsichtlich ihrer perioperativen klinischen Komplikationen: Eine prospektiv-randomisierte Studie
T1  - On-pump versus off-pump - A comparison of two surgical techniques with special regard to perioperative complications: a prospective randomized trial
N2  - Die Studie vergleicht die operative Koronarrevaskularisation mit und ohne Herz-Lungen-Maschine hinsichtlich allgemeiner und insbesondere neurologischer Komplikationen.
N2  - Comparison of surgical coronary revascularization with and without heart-lung machine concerning common and especially neurological complications.
KW  - Bypass
KW  - Herz-Lungen-Maschine
KW  - On-Pump
KW  - Off-Pump
KW  - Schlaganfall
KW  - neurokognitive Dysfunktion
KW  - Delirium
KW  - on-pump
KW  - off-pump
KW  - stroke
KW  - neurocognitive dysfunction
KW  - delirium
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-83662
ER  - 
TY  - THES
A1  - Romer Roche, Paula Sofia
T1  - Separation from self explains failure of circulating T-cells to respond to the CD28 superagonist TGN1412
T1  - Verlust der "Selbst"-Erkennung erklärt die fehlende Reaktion zirkulierender T-Zellen auf den CD28-Superagonisten TGN1412
N2  - Stimulatory or superagonistic (SA) CD28-specific monoclonal antibodies (mAbs) are potent polyclonal activators of regulatory T cells and have proven highly effective as treatment in a wide range of rodent models for autoimmune and inflammatory diseases. In these models, a preferential activation of regulatory T cells was observed by in vivo administration of CD28SA. In stark contrast, human volunteers receiving TGN1412, a humanized CD28-specific mAb, experienced a life-threatening cytokine release syndrome during the first-in-man trial. Preclinical tests employing human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) failed to announce the rapid cytokine release measured in the human volunteers in response to TGN1412. The aim of this thesis project was to find an explanation of why standard PBMC assays failed to predict the unexpected TGN1412-induced "cytokine storm" observed in human volunteers. CD28 superagonists can activate T cells without T cell receptor (TCR) ligation. They do depend, however, on “tonic” TCR signals received by MHC scanning, signals that they amplify. PBMC do not receive these signals in the circulation. Short-term in vitro preculture of human PBMC at a high cell density (HDC) resulted in massive cytokine release during subsequent TGN1412 stimulation. Restoration of reactivity was cell-contact dependent, associated with TCR polarization and tyrosine-phosphorylation, and blocked by HLA-specific mAb. In HDC, both CD4 T cells and monocytes functionally mature in a mutually dependent fashion. However, only CD4 memory T-cells proliferate upon TGN1412 stimulation, and were identified as the main source of pro-inflammatory cytokines. Importantly, responses to other T-cell activating agents were also enhanced if PBMC were first allowed to interact under tissue-like conditions. A new in vitro protocol is provided that returns circulating T-cells to a tissue-like status where they respond to TGN1412 stimulation, and it might represent a more reliable preclinical in vitro test for both activating and inhibitory immunomodulatory drugs. Finally, the surprising observation was made that the IgG1 “sibling” of TGN1412, which is of the poorly Fc receptor-binding IgG4 isotype, has a much lower stimulatory activity. We could exclude steric hindrance as an explanation and provide evidence for removal of TGN1112 from the T-cell surface by trans-endocytosis.
N2  - Stimulatorische oder superagonistische (SA) CD28-spezifische monoklonale Antikörper (mAbs) (CD28SA) haben sich in diversen Nagetiermodellen für Autoimmunerkrankungen sowie für inflammatorische Erkrankungen als effektive Behandlungsmöglichkeit erwiesen. In diesen Modellen konnte nachgewiesen werden, dass CD28SA-Injektionen zu einer verstärkten Aktivierung regulatorischer T-Zellen in führen. Entgegen diesen Beobachtungen im Tiermodell reagierten die Teilnehmer einer ersten klinischen Studie auf die Administration des humanisierten CD28SA TGN1412 mit einer akut lebensbedrohlichen systemischen Zytokinausschüttung. Vorklinische Studien an humanen mononukleären Zellen des Blutes (PBMC) hatten keinen Hinweis auf eine mögliche plötzliche Zytokinausschüttungen als Reaktion auf TGN1412 gegeben. In der vorliegenden Arbeit wurde versucht eine Erklärung zu finden, warum PBMC-basierte Tests, wie sie vorklinischen Studien als Standard eingesetzt werden, nicht auf den unerwarteten TGN1412-induzierten „Zytokinsturm“ der Probanden hinwiesen. CD28SA aktivieren T-Zellen ohne Ligation des T-Zell Rezeptors (TCR). Jedoch werden zur CD28SA-abhängigen Aktivierung von T-Zellen „tonische“ TCR Signale benötigt, die durch MHC Scanning der T-Zellen an der Oberfläche anderer Zellen erzeugt werden. PBMC, welche sich in der Zirkulation befinden, erhalten diese „tonischen“ TCR Signale nicht. Kurzzeitige Vorkultur humaner PBMC bei hoher Zelldichte (high-density culture, HDC) führte zu einer starken Zytokinantwort bei nachfolgender TGN1412 Stimulation. Diese wiedererlangte Reaktivität gegenüber TGN1412 ging mit Tyrosin-Phospholrylierung sowie der Polarisierung von TCR Molekülen einher, war abhängig von Zellkontakten und konnte durch HLA-spezifische mAbs geblockt werden. Während der HDC durchlaufen sowohl CD4 T-Gedächtniszellen, als auch Monozyten eine voneinander abhängige funktionelle Reifung. TGN1412-induzierte Zellproliferation beschränkt sich jedoch auf CD4 T-Gedächtniszellen, die auch die Hauptquelle der proinflammatorische Zytokine sind. Antworten auf weitere T-Zell aktivierende Agenzien waren ebenfalls erhöht, wenn PBMC zunächst auf gewebeartige Bedingungen zurückgesetzt wurden. Die vorliegende Arbeit beschreibt damit ein neuartiges in vitro Protokoll für humane PBMC, welches T-Zellen der Zirkulation in einen gewebeartigen funktionellen Status versetzt, in welchem sie auf TGN1412 antworten. Dieses Protokoll könnte auch einen verlässlicheren vorklinischen in vitro Test sowohl für aktivierende als auch für inhibierende immunmodulatorische Medikamente darstellen. Im letzten Teil der Arbeit wird die erstaunliche Beobachtung vorgestellt, dass TGN1112, ein IgG1 Antikörper mit gleicher Spezifität wie der IgG4 Antikörper Antikörper TGN1412, trotz seiner höheren Affinität für Fc-Rezeptoren eine viel geringere stimulatorische Aktivität zeigt. Sterische Hinderung konnte als eine mögliche Erklärung ausgeschlossen werden. Vielmehr scheint das Entfernen von TGN1112/CD28 Komplexen von der T-Zelloberfläche durch Trans-Endozytose eine mögliche Erklärung für die geringere Aktivität zu sein.
KW  - T-Lymphozyten-Rezeptor
KW  - Antigen CD28
KW  - Monoklonaler Antikoerper
KW  - CD28-Superagonist
KW  - TGN1412
KW  - T cell receptor
KW  - CD28 antigen
KW  - monoclonal antibody
KW  - CD28-superagonist
KW  - TGN1412
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74933
ER  - 
TY  - THES
A1  - Huth, Stephanie
T1  - Passgenauigkeit von CAD/CAM-gefertigten Zirkoniumdioxid- Kronen
T1  - Accuracy of fit of CAD / CAM-fabricated zirconia crowns
N2  - ZIEL: Im Rahmen dieser Arbeit werden Passgenauigkeitsuntersuchungen an Zirkoniumdioxid- Einzelzahngerüsten unter Anwendung des Cercon® smart ceramics- Verfahrens der Firma DeguDent durchgeführt. Durch die Verwendung von Meistermodellen realer Patientenfälle und die Durchführung ausgewählter Arbeitsschritte in zwei Dentallabors konnte ein möglichst naher Praxisbezug erzielt werden. MATERIAL UND METHODE: Den beiden Dentallabors und der Anwendungstechnik DeguDent als Referenzlabor standen jeweils zehn Seitenzahn- Meistermodellstümpfe zur Verfügung, auf die nach individueller Arbeitsweise Zirkoniumdioxid- Kronengerüste hergestellt wurden. Diese wurden i auf die Modellstümpfe mit Befestigungscomposite zementiert. Nach Einbetten der Probekörper wurden Schliffe hergestellt, die mit Hilfe eines Lichtmikrokopes bei 50-facher Vergrößerung vermessen wurden. Die marginale und innere Passgenauigkeit wurden durch eine one way ANOVA und einen Post hoc-Test analysiert. ERGEBNIS: Die Anwendungstechnik erreichte einen marginalen Randspalt von 41,70 µm ± 17,87 µm, Dentallabor A einen von 60, 35 µm ± 25,16 µm und Dentallabor B eine von 66,45 µm ± 32,79 µm. Die Messwerte der innere Passgenauigkeit an den vertikalen Stumpfwänden lagen bei Dentallabor A bei 44,10 µm ±18,05 µm, bei Dentallabor B bei 44,90 µm ± 14,72 µm und bei der Anwendungstechnik bei 58,70 µm ± 15,39 µm. An den Höckerspitzen konnten Dentallabor B (64,55 µm ± 26,36 µm) und die Anwendungstechnik (66,55 µm ± 30,20 µm) die besseren Ergebnisse erzielen als Dentallabor A (84,85 µm ± 34,30 µm). Bei beiden Messtypen konnte keine statistische Signifikanz nachgewiesen werden. Dagegen wurden auf der Okklusalfläche für Dentallabor A ein signifikant größerer Wert (128,00 µm ± 52,18 µm) ermittelt als für Dentallabor B (52,60 µm ±19,59 µm) und die Anwendungstechnik (76,30 µm ± 45,58 µm). ZUSAMMENFASSUNG: Im Rahmen dieser Studie konnte anhand eines praxisnahen Versuchsaufbau nachgewiesen werden, dass durch den Einsatz des Cercon®- Systems in Verbindung mit moderner CAD/CAM- Technologie Zirkoniumdioxid- Einzelzahngerüste präzise gefertigt werden können. Im Zuge der durchgeführten Untersuchungen ermittelte Abweichungen bezüglich der marginalen und inneren Passgenauigkeit sowie auftretende Materialschädigungen können demzufolge mit hoher Wahrscheinlichkeit auf manuelle Einflussfaktoren während des Herstellungsprozesses im Labor zurück geführt werden.
N2  - PURPOSE: In this work the accuracy of zirconia copings using the Cercon ® smart ceramics process by DeguDent were tested. By using master casts of real patient cases and the implementation of selected steps in two dental laboratories a close practical relevance could be achieved. MATERIAL AND METHODS: The two dental laboratories and the Application Engineering Division of DeguDent as a reference laboratory produced ten zirconia crown copings each on posterior-master model dies. These were cemented on the model dies with resin cement. After embedding the samples the specimen sections were prepared, which were measured using a light microscope at 50-fold magnification. The marginal and internal fit were analyzed by one-way ANOVA and a post hoc- test. RESULTS: The Application Engineering Division of DeguDent reached a marginal gap of 41.70 ± 17.87 microns , Dental Laboratory A 60.35 ± 25.16 microns and Dental Laboratory B 66.45 ± 32.79 microns. The measurements of the inner fit at the vertical walls of Dental Laboratory A was 44.10 ± 18.05 microns, in Dental Laboratory B 44.90 ± 14.72 microns and in the Application Engineering Division 58.70 ± 15.39 microns . On the cusp tips Dental Laboratory B (64.55 ± 26.36 microns) and the Application Engineering Division (66.55 ± 30.20 microns) were able to achieve better results as a Dental Laboratory A (84.85 ± 34.30 microns). For both types of measurement no statistical significance could be demonstrated. In contrast, a significantly higher value (128.00 ± 52.18 microns) were placed on the occlusal surface for Dental Laboratory A as for Dental Laboratory B (52.60 ± 19.59 microns) and the Application Engineering Division (76,30 ± 45.58 microns). CONCLUSION: As part of this study, it was proved by a practical test set-up, that the use of the Cercon ® - system zirconia copings can be manufactured precisely in conjunction with modern CAD/CAM- technology . Variations in the marginal and internal fit as well as any material damage can therefore be attributed with high probability to manually influence factors during the manufacturing process in the laboratory.
KW  - Zahnkrone
KW  - Passung
KW  - Keramik
KW  - Prothetik
KW  - Zahnersatz
KW  - zirconia
KW  - fit
KW  - coping
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-84138
ER  - 
TY  - THES
A1  - Shao, Changzhun
T1  - Programming Self-assembly: Formation of Discrete Perylene Bisimide Aggregates
T1  - Steuerung der Selbstassemblierung: Aufbau der diskreten Perylenbisimid-Aggregaten
N2  - The objective of this thesis focuses on the development of strategies for precise control of perylene bisimide (PBI) self-assembly and the in-depth elucidation of structural and optical features of discrete PBI aggregates by means of NMR and UV/Vis spectroscopy. The strategy for discrete dimer formation of PBIs is based on delicate steric control that distinguishes the two facets of the central perylene surface. The strategy applied in this thesis for accessing discrete PBI quadruple and further oligomeric stacks relies on backbone-directed PBI self-assembly. For this purpose, two tweezer-like PBI dyads bearing the respective rigid backbones, diphenylacetylene (DPA) and diphenylbutydiyne (DPB), were synthesized. The distinct aggregation behavior of these structurally similar PBI dyads can be ascribed to the intramolecular distance between the two PBI chromophores imparted by the DPA and DPB spacers.
N2  - Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von Strategien für die präzise Steuerung der PBI-Selbstorganisation sowie die gründliche Aufklärung der strukturellen und optischen Eigenschaften von diskreten PBI-Aggregaten mittels NMR- und UV/Vis-Spektroskopie. Die Strategie der diskreten Dimerbildung von PBIs ist auf der empfindlichen sterischen Kontrolle begründet, die eine Differenzierung der beiden Facetten der zentralen Perylenoberfläche ermöglicht. Um diskrete vierfache und höhere oligomere PBI-Stapel zu erhalten, behilft sich die vorliegende Arbeit der PBI-Selbstorganisation, die durch ein Rückgrat vermittelt wird. Zu diesem Zweck wurden zwei pinzettenartige PBI-Dyaden synthetisiert, die die starren Rückgrate Diphenylacetylen (DPA) bzw. Diphenylbutydiyn (DPB) tragen (Abbildung 2). Das unterschiedliche Aggregationsverhalten dieser strukturell ähnlichen PBI-Dyaden kann den verschiedenen intramolekularen Abständen der beiden PBI-Chromophore zugeschrieben werden, die durch DPA bzw. DPB als Abstandshalter vorgegeben werden.
KW  - Farbstoff
KW  - perylene bisimide
KW  - self-assembly
KW  - dimer
KW  - Perylenderivate
KW  - Selbstorganisation
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69298
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ruf, Friederike Regina
T1  - Humane Parechovirusinfektionen bei Kindern mit respiratorischen Erkrankungen - PCR-Detektion, Klinik und Epidemiologie der Infektion
T1  - Human Parechovirus Infections in Children with Respiratory Disease - PCR detection, Symptoms and Epidemiology of the Infection
N2  - Respiratorische Infektionen sind bei Kindern der Hauptgrund für eine ärztliche Konsultation. In den meisten Fällen werden sie durch virale Erreger ausgelöst. Häufig nachgewiesene respiratorische Viren sind RSV, Adenovirus und Influenza-Virus. In den letzten Jahren wurden weitere Viren als Auslöser von ARI erkannt, so auch die humanen Parechoviren (hPeV), welche zur Familie der Picornaviridae gehören. Um Daten über die Prävalenz, die vorherrschenden Genotypen sowie über die Epidemiologie und Klinik von hPeV-Infektionen in Deutschland zu erhalten, wurde eine Real-Time-PCR etabliert und validiert, um hPeV-RNA in klinischem Probenmaterial nachweisen zu können. Insgesamt wurden 800 NRS aus der Universitätskinderklinik Würzburg aus dem Zeitraum zwischen Januar 2002 und September 2005 untersucht. In 16 der untersuchten Proben ließ sich hPeV-RNA nachweisen (Prävalenz 2%). Von den nachgewiesenen hPeV ließen sich insgesamt 11 Proben als hPeV 1 identifizieren sowie jeweils eine Probe als hPeV 3, hPeV 4 und hPeV 6 einordnen. Alle Kinder waren unter fünf Jahre alt, 56% der Patienten waren weiblich. Die Isolate wurden vor allem in den Monaten zwischen November und März detektiert (n = 14), jedoch auch im April und Juni. Die Koinfektionsrate mit RSV, Adenovirus Parainfluenzaviren, Influenzaviren sowie hBoV und WUPyV lag bei 56%. Die Entlassdiagnose lautete bei zwei Kindern ‚Infekt der oberen Atemwege‘ und bei 14 Kindern ‚Infekt der unteren Atemwege‘. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei hospitalisierten Kindern mit akuten Atemwegsinfekten im Großraum Würzburg hPeV hauptsächlich im Alterssegment unter 2 Jahren vorkommt, hierbei vornehmlich der Genotyp hPeV 1. Insgesamt spielt hPeV jedoch bei viralen respiratorischen Infektionen bei Kindern eine eher untergeordnete Rolle. Obwohl die hPeV-Infektion im KIndesalter häufig ist führt sie nicht unbedingt zu einer Atemwegserkrankung oder einer Hospitalisierung.
N2  - Respiratory infections in children play a major role in doctor and hospital consultations. Mostly they are due to viral infections with respiratory pathogens such as RSV, Adenovirus and Influenza-Virus. In the last few years newly discovered viruses have come to be know as causative agents for acute respiratory infections. Amongst them are the Human Parechoviruses (hPeV) which belong to the family of Picornaviridae. In order to find out more about the prevalence, genotypes, and epidemiology and symptoms of hPeV-infections in Germany we developed a Real Time-PCR to detect hPeV-RNA in sample materials. We tested 800 NRS from the University Children's Hospital in Wuerzburg, Germany which were collected between January 2002 and September 2005. In 16 samples hPeV-RNA was detected (prevalence 2%). Of these samples 11 samples could be identified as hPeV 1, as well as 1 sample each of hPeV 3, hPeV 4 and hPeV 6. Two samples could not be typed. All children with the infection were younger than 5 years, 56% were female. The isolates were mostly detected between November and March (n=14), but also in April and June. Co-infection rate was high (56%), we detected simultaneous infections with RSV, Adenovirus, Parainfluenza-Virus, Influenza-Virus hBoV and WUPyV. The diagnose at discharge was twice 'upper respiratory infection' and 14 times 'lower respiratory infections'. In conclusion we propose that hPeV plays only a minor role in respiratory infections in children. In the greater area of Wuerzburg we mainly found the genotype hPeV 1. Concerning the age group of children younger than 2 years infections with hPEV occur commonly but do not have to lead to respiratory symptoms or hospital admission.
KW  - Virusinfektion
KW  - Atemwegskrankheit
KW  - Picornaviren
KW  - Kind
KW  - Polymerase-Kettenreaktion
KW  - Humane Parechoviren
KW  - Epidemiologie
KW  - Human Parechovirus
KW  - Picornavirus
KW  - Respiratory Infection
KW  - Children
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-83716
ER  - 
TY  - THES
A1  - Boldt, Cornelia Klara
T1  - Diffusionsgewichtete MRT Bildgebung bei Erkrankungen im Zahn-Mund-Kiefer/Hals-Nasen-Ohren Bereich
T1  - Diffusion weighted magnetic resonance imaging of lesions in the head and neck region
N2  - Zielsetzung: Die Zielsetzung dieser Arbeit war es zu beurteilen, inwieweit die Diffusionsgewichtete MRT Bildgebung bei der Differenzierung zwischen malignen und benignen Erkrankungen im Kopf-Hals Bereich nützlich sein kann. Außerdem ging es um die Sammlung der mittleren ADC-Werte von verschiedenen Diagnosen. Material und Methoden: Es wurden diffusionsgewichtete Bilder mit einer SE-EPI-Sequenz (b-Wert Paarung von 50 und 800 s/mm2, 1,5T) verglichen. 53 Plattenepithelcarzinome (PeCa), 21 benigne Befunde, 6 Lymphome, 6 Hämangiome, 6 Zysten Ergebnis: Die mittlere ADC- Wert (MW x10-3mm²/s +/-SD) der PeCa betrug 0.967 (0.118), der benignen Läsionen 1.458 (0.371), der Lymphome 0.649 (0.167), der Hämangiome 1.654 (0.254), der Zysten 2.310 (0.655) Der mittlere ADC-Wert der PeCa war signifikant kleiner als der der benignen Läsionen. Ein ADC- Wert von 1.202x10-3mm²/s kann als Grenzwert für die Differenzierung zwischen benignen und malignen Läsionen im Kopf-Hals Bereich angesehen werden. Schlussfolgerung: Die ADC-Werte können für die Charakterisierung von Läsionen im Kopf-Hals Bereich genutzt werden.
N2  - Objective: The objective of this study was to evaluate the utility of diffusion weighted MR imaging (DWI) in the differentiation between malignant and benign lesions in the head and neck region. Furthermore get values for the apparent diffusion coefficient (ADC) for different diagnoses. Material and methods: We compared diffusion weighted images using SE-EPI sequences (b values of 50 and 800 s/mm2, 1,5T). 53 squamosa cell carcinomas (SSC), 21 benigne lesions, 6 malignant lymphomas, 6 hämangiomas, 6 cysts Results: The ADC values (mean x10-3mm²/s +/- SD) were 0.967 (0.118) in squamosal cell carcinomas (SSC), 1.458 (0.371) in benign lesions, 0.649 (0.167) in malignant lymphomas, 1.654 (0.254) in hämangiomas, 2.310 (0.655) in cysts. The mean ADC of SSC was significantly lower than of benign lesions. An ADC value of 1.202x10-3mm²/s may be the threshold value for differentiation between benign and malignant head and neck lesions. Conclusion: Measurement of ADCs may be used to characterize head and neck lesions.
KW  - DWI
KW  - ADC
KW  - DWI
KW  - head and neck
KW  - ADC
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-84303
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ratzka, Carolin
T1  - Immune responses of the ant Camponotus floridanus towards pathogens and its obligate mutualistic endosymbiont Blochmannia floridanus
T1  - Immunantworten der Ameise Camponotus floridanus gegen Pathogene und ihren obligaten mutalistischen Endosymbionten Blochmannia floridanus
N2  - Ants of the species Camponotus floridanus live in huge colonies composed of genetically identical or closely related animals, which should predispose them to an increased vulnerability towards infection by pathogens (Cremer et al. 2007). Therefore the question is how ants (or social insects in general) can nevertheless efficiently combat infections. In order to investigate the immune response of the ant C. floridanus, the present study initially focused on the identification of possible immune factors, encoded by the ant´s genome. By using the method “suppression subtractive hybridization” as well as by Illumnia sequencing technology, several immune-related genes could be identified. Among these were genes encoding proteins involved in pathogen recognition, signal transduction, antimicrobial activity, or general stress response. In accordance with the ant´s genome sequence (Bonasio et al. 2010), only three antimicrobial peptide (AMP) genes could be identified in C. floridanus. The gene and cDNA sequences of these AMPs were established and their expression was shown to be induced by microbial challenge. Two different defensin genes (type 1 and 2) were characterized. A detailed characterization of the mRNA and gene sequence of the other AMP, a hymenoptaecin, revealed a special repeat structure. The C. floridanus hymenoptaecin has a signal and a pro-sequence followed by a hymenoptaecin-like domain and six directly repeated hymenoptaecin domains (HDs). Since each HD is flanked by two known processing sites, proteolytic processing of the precursor protein may generate several mature AMPs. Bioinformatical analyses revealed the presence of hymenoptaecin genes with similar multipeptide precursor structure in genomes of other ant species suggesting an evolutionary conserved important role of this gene in ant immunity. C. floridanus ants harbor the obligate intracellular bacterium, Blochmannia floridanus, in specialized cells (so-called bacteriocytes), which are intercalated between midgut cells as well as in ovaries of females (Blochmann 1882; Sauer et al. 2002; Schröder et al. 1996). Ant hosts face the problem that on the one hand they have to maintain the beneficial symbiotic bacteria and on the other hand they need to raise an immune response against harmful pathogenic bacteria during an infection. It was investigated, if endosymbionts are actually detected by the host immune system. Injection of B. floridanus induced an immune response of its host C. floridanus, which was comparable to the one towards pathogens. This means that, despite the evolutionary established cooperation of the endosymbionts and their hosts, these bacteria are still recognized as „non-self“ by the host immune system. This finding led to the question, if the ant immune system might be involved in regulation of the endosymbiont number in the midgut tissue in order to avoid their uncontrolled replication. During the holometabolous life cycle of the ant hosts the distribution of bacteriocytes and of Blochmannia endosymbionts is remarkably dynamic and peaks in late pupal stages, in which the entire midgut is transformed into a symbiotic organ (Stoll et al. 2010). It was hypothesized that hosts could regulate the number of endosymbionts present in their tissues via the innate immune system. A quantitative gene expression analysis of assumed symbiosis-relevant candidate genes revealed distinct expression patterns of some genes according to developmental stage and tissue. Moreover, the immune gene expression in response to bacterial challenge was investigated in the pupal stage. By an artificial immune-challenge of pupae it was confirmed that in fact the immune response of the endosymbiont-bearing midgut tissue differs from that of other body parts. The data support a key role for amidase peptidoglycan recognition proteins (PGRPs), especially PGRP-LB, in endosymbiont tolerance and suggest an involvement of the lysosomal system in control of Blochmannia endosymbionts. In sum, this thesis provides a first description of the immune response of the ant C. floridanus. A comprehensive set of immune-relevant genes was determined. Especially, the identification and molecular characterization of the hymenoptaecin gene delivered new insights into the immune competence of ants in general. Moreover, first indications could be gathered for the involvement of the immune system in controlling the endosymbiont B. floridanus.
N2  - Ameisen der Art Camponotus floridanus leben in großen Kolonien, welche sich aus genetisch identischen oder nahe verwandten Individuen zusammensetzen. Demnach sollten diese Tiere eine erhöhte Anfälligkeit gegenüber Infektionen durch Pathogene haben (Cremer et al. 2007). Somit stellt sich die Frage, wie Ameisen (oder allgemein soziale Insekten) Infektionen dennoch effizient bekämpfen können. Um die Immunantwort der Ameise C. floridanus zu untersuchen, befasste sich die vorliegende Arbeit zunächst mit der Identifizierung von möglichen Immunfaktoren, welche im Genom der Ameise kodiert sind. Unter Verwendung der Methode “Suppression Subtractive Hybridization” sowie durch Illumnia Sequenzierungstechnologie konnten mehrere immun-relevante Gene ermittelt werden. Darunter befanden sich Gene, welche Proteine kodieren, die eine Rolle bei der Erkennung von Pathogenen, der Signalübertragung, der antimikrobiellen Aktivität oder der allgemeinen Stressantwort spielen. In Übereinstimmung mit der Genomsequenz der Ameise (Bonasio et al. 2010), konnten nur drei antimikrobielle Peptid (AMP) Gene in C. floridanus identifiziert werden. Die Gen- und cDNA-Sequenzen dieser AMPs wurden charakterisiert und es wurde gezeigt, dass ihre Expression durch mikrobielle Attacken induziert wird. Zwei verschiedene Defensin Gene (Typ 1 und 2) wurden charakterisiert. Eine detaillierte Charakterisierung der mRNA- und Gen-Sequenz des anderen AMPs, eines Hymenoptaecins, ergab eine besondere Wiederholungsstruktur. Das C. floridanus Hymenoptaecin hat eine Signal- und eine Pro-Sequenz gefolgt von einer Hymenoptaecin-ähnlichen Domäne und sechs direkt wiederholten Hymenoptaecin Domänen (HD). Da jede HD von bekannten Schnittstellen flankiert wird, könnte die proteolytische Bearbeitung des Vorläufer Proteins mehrere reife AMPs hervorbringen. Bioinformatische Analysen enthüllten die Anwesenheit von Hymenoptaecin Genen mit ähnlicher Multipeptid-Vorläufer-Struktur in den Genomen von anderen Ameisenarten, was eine evolutionär konservierte wichtige Aufgabe dieses Gens bei der Immunität von Ameisen andeutet. C. floridanus Ameisen beherbergen das obligat intrazelluläre Bakterium, Blochmannia floridanus, in speziellen Zellen (den sogenannten Bakteriozyten), welche sich zwischen Zellen des Mitteldarms befinden sowie in den Ovarien von Weibchen (Blochmann 1882; Sauer et al. 2002; Schröder et al. 1996). Die Wirtstiere stehen vor dem Problem, dass sie einerseits die für sie nützlichen symbiontischen Bakterien erhalten müssen und andererseits bei einer Infektion eine Immunantwort gegenüber schädlichen pathogenen Bakterien aufbringen müssen. Es wurde untersucht, ob die Endosymbionten vom Wirtsimmunsystem überhaupt erkannt werden. Injektion des eigenen Endosymbionten B. floridanus induzierte eine Immunantwort seines Wirtes C. floridanus, welche vergleichbar war mit der gegenüber Pathogenen. Dies bedeutet, dass trotz der Koevolution zwischen den Endosymbionten und ihren Wirte, diese Bakterien immer noch als „nicht-selbst“ vom Wirtsimmunsystem erkannt werden. Dieses Ergebnis warf die Frage auf, ob das Ameisen-Immunsystem an der Regulation der Anzahl von Endosymbionten im Mitteldarmgewebe beteiligt sein könnte, um deren unkontrollierte Replikation zu vermeiden. Während des holometabolen Lebenszyklus der Ameisen-Wirte ist die Verteilung der Bakteriozyten und der Blochmannia Endosymbionten bemerkenswert dynamisch und erreicht den Höhepunkt in den späten Puppenstadien, in welchen der gesamte Mitteldarm zu einem symbiotischen Organ umgewandelt wird (Stoll et al. 2010). Es wurde vermutet, dass die Wirte die vorhandene Anzahl von Endosymbionten in ihren Geweben durch das angeborene Immunsystem regulieren könnten. Eine quantitative Genexpressionsanalyse von vermeintlich Symbiose-relevanten Kandidatengenen ergab verschiedene Expressionsmuster von einigen Genen in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium und Gewebe. Außerdem wurde die Immungenexpression nach einer bakteriellen Attacke im Puppenstadium untersucht. Durch eine künstliche Immunanregung von Puppen wurde bestätigt, dass sich die Immunantwort des Endosymbiont-tragenden Mitteldarm Gewebes in der Tat von der anderer Körperteile unterscheidet. Die Daten befürworten eine Schlüsselrolle von Amidase Peptidoglykan Erkennungsproteinen (PGRPs), insbesondere von PGRP-LB, für die Duldung von Endosymbionten und deuten auf eine Beteiligung des lysosomalen Systems an der Kontrolle von Blochmannia Endosymbionten hin. Insgesamt stellt die vorliegende Arbeit eine erste Charakterisierung der Immunantwort der Ameise C. floridanus dar. Eine Vielzahl an immun-relevanten Genen wurde bestimmt. Insbesondere die Identifizierung und molekulare Charakterisierung des Hymenoptaecin Gens lieferte neue Einblicke in die Immun-Kompetenz von Ameisen im Allgemeinen. Außerdem konnten erste Hinweise für die Beteiligung des Immunsystems an der Kontrolle des Endosymbionten B. floridanus gesammelt werden.
KW  - Humorale Immunität
KW  - Ameisen
KW  - Intrazelluläre Symbiose
KW  - Camponotus
KW  - Blochmannia
KW  - insect immunity
KW  - ants
KW  - symbiosis
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69350
ER  - 
TY  - THES
A1  - Börner, Sebastian
T1  - Die endothelialen Effekte des atrialen natriuretischen Peptids (ANP) sind an der akuten Regulation des arteriellen Blutdrucks und des Blutvolumens beteiligt
T1  - The endothelial effects of the atrial natriuretic peptide (ANP) are involved in the acute regulation of blood pressure and blood volume
N2  - Mit dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass ANP über die Aktivierung der endothelialen Guanylyl Cyklase A (GC-A) akut die Permeabilität für Albumin an postkapillären Venolen stimuliert. Durch diesen Mechanismus ist ANP neben der chronischen auch an der akuten Reduktion des Plasmavolumens und des systolischen arteriellen Blutdrucks beteiligt. Aufgrund der wichtigen extrarenalen endothelialen Effekte stellt ANP das einzige hypovolämische Hormon im Organismus dar und ist somit ein bedeutender physiologischer Regulator der transvaskulären Volumenhomöostase. Jedoch sind diese Effekte deutlich von denen der vasoaktiven Substanzen, wie z. B. Histamin oder Thrombin und anderer diuretisch wirkender Substanzen, wie z. B. Schleifendiuretika, abzugrenzen. Vermutlich wird der permeabilitätssteigernde Effekt von ANP durch die beobachtete gesteigerte PKG- und PKA-abhängige Phosphorylierung von VASP vermittelt, wodurch möglicherweise die parazelluläre Permeabilität selektiv für Albumin gesteigert wird. Den gegenregulatorischen Mechanismus zur endothelialen GC-A stellt der NPR-C dar. Durch diesen erfolgt eine verminderte PKA- und PKG-abhängige Phosphorylierung von VASP, was durch die ANP-Infusion an EC GC-A KO Mäusen beobachtet wurde und zu einer Reduktion der physiologischen Permeabilität für Albumin an den postkapillären Venolen führen könnte. Somit wird wahrscheinlich durch diesen Mechanismus das Plasmavolumen, aber nicht der systolische arterielle Blutdruck in vivo gesteigert und eine übersteigerte Reaktion der GC-A verhindert. Aufgrund der enormen Bedeutung des ANP/GC-A Systems für die Modulation der endothelialen Permeabilität und die akuten sowie chronischen Regulation des Plasmavolumens und arteriellen Blutdrucks besitzt es bei Dysfunktion eine bedeutende klinische Relevanz. Denn durch eine verminderte Sekretion von ANP oder der Dysfunktion des endothelialen GC-A-Rezeptors, durch verschiedene Single Nucleotid Polymorphismen (SNPs) oder Desensitisierung, kann dieses System an der Entstehung der essentiellen Hypertonie oder der Hypervolämie bzw. Hypernatriämie bei herzinsuffizienten Patienten beteiligt sein.
N2  - Atrial natriuretic peptide (ANP) regulates arterial blood pressure and volume. Its guanylyl cyclase-A (GC-A) receptor is expressed in vascular endothelium and mediates increases in cGMP, but the functional relevance is controversial. Notably, mice with endothelial-restricted GC-A deletion [EC GC-A knockout (KO) mice] exhibit significant chronic hypervolemic hypertension. The present study aimed to characterize the endothelial effects of ANP and their relevance for the acute regulation of intravascular fluid volume. We studied the effect of ANP on microvascular permeability to fluorescein isothiocyanate-labeled albumin (BSA) using intravital microscopy on mouse dorsal skinfold chambers. Local superfusion of ANP (100 nM) increased microvascular fluorescein isothiocyanate-BSA extravasation in control but notECGC-AKO mice. Intravenous infusion of synthetic ANP (500 ng/kg min) caused immediate increases in hematocrit in control mice, indicating intravascular volume contraction. In EC GC-A KO mice, the hematocrit responses were not only abolished but even reversed. Furthermore, acute vascular volume expansion, which caused release of endogenous cardiac ANP, did not affect resting central venous pressure of control mice but rapidly and significantly increased central venous pressure of EC GC-A KO mice. In cultured lung endothelial cells, ANP provoked cGMP-dependent protein kinase I-mediated phosphorylation of vasodilator-stimulated phosphoprotein. We conclude that ANP, via GC-A, enhances microvascular endothelial macromolecule permeability in vivo. This effect might be mediated by cGMP-dependent protein kinase I-dependent phosphorylation of vasodilator-stimulated phosphoprotein. Modulation of transcapillary protein and fluid transport may represent one of the most important hypovolemic actions of ANP. (Endocrinology 149: 4193–4199, 2008)
KW  - Atriales natriuretisches Hormon
KW  - Cyclo-GMP
KW  - Guanylatcyclase
KW  - Blutdruck
KW  - Volumenregulation
KW  - ANP
KW  - cGMP
KW  - GC-A
KW  - NPR-A
KW  - NPR-C
KW  - ANP
KW  - cGMP
KW  - GC-A
KW  - NPR-A
KW  - NPR-C
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85351
ER  - 
TY  - THES
A1  - Thielen, Sebastian
T1  - Toxizität von Stickstoffdioxid in realer Umweltkonzentration
T1  - Nitrogen dioxide is genotoxic in urban concentrations
N2  - Toxizität von Stickstoffdioxid in realer Umweltkonzentration
N2  - Nitrogen dioxide is genotoxic in urban concentrations
KW  - Stickstoffoxide
KW  - Stickstoffdioxid
KW  - Nasenschleimhaut
KW  - in vitro
KW  - niedrige Konzentration
KW  - toxicology
KW  - nitrogen dioxide
KW  - lower concentration
KW  - nasal epithelia
KW  - in vitro
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-83640
ER  - 
TY  - THES
A1  - Heim, Rebecca Fabiola Natali
T1  - Mechanische In-vitro-Materialprüfung von modifizierten, bioaktivierten Knochenzementen auf der Basis von Polymethylmethacrylat
T1  - Mechanic in-vitro fatigue-testing of modified bioactivated bone cements based on polymethylmethacrylate
N2  - Das Hauptproblem des künstlichen Gelenkersatzes stellt die aseptische Prothesenlockerung dar. Hierbei handelt es sich um ein multifaktoriell bedingtes Geschehen, das auf ein gestörtes Zusammenspiel von biologischen und mechanischen Faktoren zurückzuführen ist. Im Rahmen dieser Arbeit wurden fünf modifizierte, bioaktivierte Knochenzemente bezüglich ihrer Verbundfestigkeit mit Edelstahl und ihrer Hydrolysestabilität untersucht. Ein gemeinsamer Bestandteil aller fünf Modifikationen stellt Hydroxyethylmethacrylat-Phosphat dar. Die Verbundfestigkeit der Zemente wurde anhand unterschiedlicher Anwendungs- bzw Metallvorbehandlungsvoraussetzungen im axialen Zugtest vor und nach künstlicher Alterung ermittelt. Unabhängig von der Vorbehandlung bzw. Anwendungsmodifikation zeigte der ausschließlich mit HEMA-P modifizierte Zement und der Referenzzement annähernd gleiche Zugfestigkeitswerte während die Zementmodifikation mit HEMA-P und zusätzlich Natriumcarbonat und Calciumchlorid deutlich niedrigere Zugfestigkeiten erreichte. Diese Modifikation konnte zudem, bis auf die Testreihe mit erfolgter Silikatisierung und silanisiertem Monomer, dem künstlichen Alterungsprozess nicht standhalten, was die Hydrolysestabilität dieser Modifikation in Frage stellt. Die höchsten Zugfestigkeitswerte nach dem Alterungsprozess konnten, unabhängig von der Zementmodifikation, bei der Testreihe mit erfolgter Silikatisierung und einem mit Silanhaftvermittler angereicherten Monomer festgestellt werden. Die Zemente wurden auf ihre Druckfestigkeit und im vereinfachten dynamischen Hüftprüfstandversuch im flüssigen Milieu getestet. Die Tatsache, dass sich bei allen Zementmodifikationen relativ wenig Spalten am Zement-Metall-Interface nachweisen ließen, spricht für eine gesteigerte Hydrolysebeständigkeit unter dynamischer Belastung. Die ermittelten Druckfestigkeiten liegen im Bereich von 83,85 MPa für PM 10, 89,66 MPa für PM 11 und 82 MPa für SPM 10 was den Anforderungen an Knochenzemente gerecht wird. Diese sollten gemäß ISO 5833 eine Druckfestigkeit von über 70 MPa aufweisen. Um eine detaillierte Aussage über die mechanischen Eigenschaften dieser Zementmodifikationen treffen zu können bedarf es weiterer Materialprüfungen
N2  - The main problem in artificial joint replacement is the aseptic prosthesis loosening. The causes are multifactorially conditioned since both biological and mechanical factors are playing a major role. To generate bioactive PMMA surfaces directly at the site of implantation an amphiphilic molecule phosphorylated 2‐hydroxyethylmethacrylate (HEMA‐P) had already been added to commercial bone cements.One bone cement modification had also been enriched with calcium and carbonate salts. The first part of this study was to compare two modified bio‐activated bone cements concerning their tensile strength and their hydrolytic stability to standard commercial bone cement. The Bone Cements were tested regarding different usage and pre‐treatment of the metal used before and after 15 days of storage at 70 degrees Celsius in PBS. Only the bone cement modified with HEMA‐P reached about the same results as the common bone cement. Whereas the modification with additional calcium and carbonate salts showed not only a significantly lower tensile strength but also hydrolytic instability compared to the common bone cement. The best results after the artificial aging process could be proven after silicate coating of the metal and the enrichment of the monomer with a silane coupling agent. The second part of the study was designed to proof that modified bone cements meet the common ISO standards regarding their compressive and fatigue strengths and their hydrolytic stability. All the modified samples met the common ISO standard figures for compressive strength of more than 70 MPa. Furthermore the fact that all modifications have shown little signs of fatigue and minor cracks at the cement‐metal interface in testing indicates the conclusion that the hydrolytic stability is given. However, to describe the entire range of mechanical characteristics, more experiments would have to be carried out.
KW  - Aseptische Lockerung
KW  - Druckfestigkeit
KW  - Zugfestigkeit
KW  - Knochenzement
KW  - Hüftgelenkprothese
KW  - Dauerschwingfestigkeit
KW  - aseptic prosthesis loosening
KW  - tensile strength
KW  - bone cement
KW  - total hip arthroplasty
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-81170
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TY  - THES
A1  - Opitz, Dominik
T1  - Funktionsanalyse von Derivaten des HIV-Antagonisten RN18, sowie potentieller weiterer Vif/Apobec-Hemmstoffe mittels eines Zell-basierten Fluoreszenz Screeningverfahrens
T1  - Function analysis of derivative of the HIV-Antagonist RN18 and other potential Vif/Apobec-Inhibitors with a cell based fluorescence screening method
N2  - Die Möglichkeit, durch Beeinflussung der Interaktion der Gegenspieler Apobec3G und Vif, ein neuartiges Medikament gegen HIV zu entwickeln, ist in der Literatur bereits vielfach beschrieben (Argyris und Pomerantz 2004, Cullen 2006, Sheehy et al. 2003). Als Teil des angeborenen Immunsystems bietet die Aufrechterhaltung der antiviralen Eigenschaften von Apobec3G einen viel versprechenden Ansatzpunkt, die Infektiosität des HI-Virus einzudämmen. 
RN18 ist als ein Vif-Antagonist in der Literatur beschrieben (Nathans et al. 2008).
Um Substanzen ausfindig zu machen, die den Abbau von Apobec3G durch Vif verhindern können, wurden in dieser Arbeit niedermolekulare Substanzen auf deren Tauglichkeit diesbezüglich getestet. In einem ersten Schritt 
(Screening) wurde die Wirksamkeit der Testsubstanzen bei einer Konzentration von 30 μM ermittelt. Bei Substanzen, die eine ähnliche Hemmung des Abbaus des Reporterproteins EYFP-A3G im Vergleich zu RN18 bewirkten, wurde eine quantitative Analyse zur genaueren Bestimmung der halbmaximalen Hemm-konzentration durchgeführt (Titration).
Einerseits wurden Derivate des bekannten Vif-Antagonisten RN18 getestet.
Durch schrittweise Verbesserung der Wirksamkeit der RN18-Derivate gelang es schließlich Substanzen zu finden, für die ein besserer Effekt als für RN18 ermittelt werden konnte, den Abbau von Apobec3G durch Vif zu verhindern. Zur Beurteilung der Ergebnisse wurde der EC50-Wert berechnet, um die Wirksamkeit der Substanzen miteinander vergleichen zu können. Es wurde nach Substanzen gesucht, die bei möglichst geringen Konzentrationen wirken.
Das RN18-Derivat mit dem besten Ergebnis war FM86 (EC50-Wert: 4.5 μM). Andererseits wurden niedermolekulare Substanzen aus verschiedenen Arbeitsgruppen untersucht, um weitere Substanzen zu finden, die ebenso wie RN18 in der Lage sind, die Vif/Apobec3G-Interaktion zu hemmen. Auch hier wurden mehrere Substanzen ermittelt, die eine bessere Wirksamkeit als RN18 erkennen ließen. Derivate der Substanz CBA77a konnten am effektivsten den Abbau von Apobec3G durch Vif verhindern. Das beste Ergebnis 
wurde für die Testsubstanz CBA82 ermittelt (EC50-Wert: 2.8 μM). 
Ob die Ergebnisse der Testsubstanzen ausschließlich auf die Hemmung der Vif/A3G Interaktion zurückzuführen sind, kann letztendlich nicht abschließend beurteilt werden. Eine Erweiterung des Testsystems durch unsere Arbeitsgruppe sieht daher vor, falsch positive Ergebnisse zu erkennen.
N2  - As a part of the innate immune system the maintenance of the antiviral qualities of Apobec3G offers a promising starting point to curtail the infectivity of HIV. RN18 is described as a Vif antagonist in the literature (Nathans et al. 2008).
To find out substances, they are able to inhibit the reduction of Apobec3G by Vif, following tests were made in this dissertation: 
In a first step the effectiveness of the test substances in a concentration of 30 μM was determined (Screening).
Substances, which caused a similar inhibition of the reduction of Apobec3G in comparison to RN18, a quantitative analysis was made to get the half-maximum inhibition concentration (Titration).
On the one hand derivatives of the known Vif antagonist RN18 were tested. 
The RN18 derivative with the best result was FM86 (EC50 value: 4.5 μM).
On the other hand low-molecular substances were tested, if they are able to inhibit the interaction of Apobec3G and Vif as RN18 do. Derivatives of the substance CBA77a inhibit most actually the reduction of Apobec3G by Vif. The best result was determined for the test substance CBA82 (EC50 value: 2.8 μM). 
It is not able to judge, if the results of the test substances are reduce exclusively to the inhibition of the Vif/Apobec3G interaction. 
Therefore our working group plans to extend the test system to prevent false positive results.
KW  - Apobec
KW  - Vif
KW  - Hemmstoff
KW  - RN18
KW  - Fluoreszenz
KW  - Antagonist
KW  - Vif
KW  - Apobec
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85340
N1  - 2., korrigierte Version: siehe urn:nbn:de:bvb:20-opus-91255
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TY  - THES
A1  - Meierhofer, Julia Theresa
T1  - Vergleichende Untersuchung der axillären Plexusblockade: Ultraschall gegen Nervenstimulation
T1  - Comparative study of axillary brachial plexus block: ultrasound versus nervestimulation technique
N2  - Es handelt sich um eine randomisierte, kontrollierte und einfach verblindete Studie, um Ultraschall und Nervenstimulation bei der axillären Plexusblockade (Multiinjektionstechnik) bezüglich Anschlagszeiten, Durchführungszeit, Blockadeerfolg, Komplikationsraten und Patientenkomfort zu vergleichen. Es ergaben sich nur kleine bzw. keine signifikanten Unterschiede in den Zeiten, Erfolgsraten, Komplikationsraten und beim Patientenkomfort. Bei gleicher klinischer Eignung ist die sonographische Methode zu favorisieren.
N2  - A randomized controlled study of axillary brachial plexus anesthesia (multiple injection approach) comparing ultrasound versus nerve stimulation. Outcome parameters were onset time, performance time, success rates, complications and patient comfort. Both techniques resulted in similar onset times,success rates, complications and patient comfort. Performance time was slightly shorter in der ultrasound group. Since there is the possibility to visualize and avoid complications and one can use ultrasound well with fractured and amputated limbs or children, we favor the ultrasound-guided technique.
KW  - Ultraschall
KW  - axilläre Plexusanästhesie
KW  - Nervenstimulation
KW  - Regionalanästhesie
KW  - nervestimulation
KW  - axillary plexus block
KW  - regional anesthesia
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85536
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TY  - THES
A1  - Bischofberger, Simon
T1  - Entwicklung und biomechanische Untersuchungen eines Kreuzbandkonstrukts aus biomaterialbasiertem Kollagen I
T1  - Development and biomechanical studies of biomaterial based collagen I anteriorcruciate ligament construct
N2  - Das ACL ist eine der am häufigsten verletzten Strukturen des menschlichen Körpers bei Sportunfällen und die Anzahl der Rekonstruktionen wird weiterhin zunehmen. In den letzten Jahren wurden große Fortschritte in der Charakterisierung der biomechanischen Eigenschaften von Sehnen und Bändern erzielt und neue Ansätze auf dem Gebiet des Tissue Engineering eröffnen neue Möglichkeiten. In dieser Arbeit wurde ein ACL-Konstrukt aus biomaterialbasiertem Kollagen I entwickelt und getestet. Die gewonnenen Ergebnisse können als Grundlage für die Herstellung eines Kreuzbandkonstruktes verwendet werden.
N2  - The ACL is one of the most common injured structures of the human body in sports accidents and the number of reconstructions will continue to grow. In recent years, major advances in the characterization of the biomechanical properties of tendons and ligaments have been achieved and new approaches in the field of tissue engineering offer new opportunities. In this work an ACL construct of biomaterial based collagen I was developed and tested. The results can be used as a basis for the production of a ligament constructs.
KW  - Kreuzband
KW  - Kollagen
KW  - Konstrukt
KW  - ACL
KW  - Collagen
KW  - Scaffold
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85648
ER  - 
TY  - THES
A1  - Brunner, Maximilian
T1  - Lungenfunktion, körperliche Aktivität und Leistungsfähigkeit im Schulalter bei ehemaligen sehr kleinen Frühgeborenen mit bronchopulmonaler Dysplasie
T1  - Lung function, physical activity and exercise performance in school-aged children after bronchopulmonary dysplasia
N2  - Die bronchopulmonale Dysplasie (BPD) ist immer noch die häufigste schwere Komplikation von Frühgeburtlichkeit. Fortschritte in der Therapie, speziell die Einführung von Surfactant in den 1990er Jahren zur Behandlung eines Atemnotsyndroms (RDS), das einen der Hauptrisikofaktoren für die Entstehung einer BPD darstellt, haben Veränderungen der BPD mit sich gebracht. Diese „neue“ BPD unterscheidet sich vor allem hinsichtlich Pathophysiologie und Therapie enorm von der BPD der „Vor-Surfactant-Ära“. Die Datenlage zu langfristigen Einschränkungen der Lungenfunktion und Belastbarkeit von ehemaligen Frühgeborenen, die an der „neuen“ Form der BPD erkrankt sind, ist noch spärlich und uneinheitlich. Ziel dieser Studie war, die Bedeutung der „neuen“ BPD für die langfristige pulmonale Morbidität und die körperliche Leistungsfähigkeit von ehemaligen Extrem-Frühgeborenen zu beleuchten. Mögliche Konsequenzen für die Kinder mit „neuer“ BPD könnten frühe Interventionsmaßnahmen (Trainingsprogramme, medikamentöse Kontrolle einer subklinischen Inflammation) zur Verbesserung der pulmonalen Funktion und der körperlichen Aktivität und Belastbarkeit sein. Der Einschluss der eNO-Messung sollte gleichzeitig der Bewertung dieser nicht-invasiven Untersuchungsmethode zur Einschätzung der pulmonalen Morbidität von ehemaligen Frühgeborenen dienen. Es nahmen insgesamt 40 Kinder zwischen sieben und zwölf Jahren an dieser Studie teil, die in drei Gruppen – Frühgeborene mit BPD, Frühgeborene ohne BPD und Reifgeborene – aufgeteilt wurden. Die Probanden absolvierten Lungen-funktionsuntersuchungen, eine eNO-Messung, kardiale Untersuchungen, einen Belastungstest auf einem Spiroergometer sowie eine Aktivitätsmessung mittels Akzelerometrie. Anschließend wurden die Ergebnisse der Untersuchungen ausgewertet und unter den drei Gruppen verglichen. Frühgeborene mit neuer BPD zeigten auch im Schulalter bleibende Defizite. Diese betrafen neben der psychomotorischen Entwicklung vor allem die pulmonale Funktion, die Aktivität und die Leistungsfähigkeit dieser Kinder. Bei der Lungenfunktionsuntersuchung konnte festgestellt werden, dass frühgeborene Kinder im Schulalter unter anhaltender Atemwegsobstruktion sowie Kinder mit BPD zusätzlich unter einem gestörten Gastransfer leiden. In der Spiroergometrie ergab sich zudem eine für das Geschlecht und die Körpergröße korrigierte verminderte Sauerstoffaufnahme (VO2max) bei maximaler Belastung für Kinder mit BPD. Mit Hilfe einer Regressionsanalyse konnte die gestörte Diffusionskapazität als entscheidendes Kriterium für die Leistungseinschränkung der Kinder mit BPD identifiziert werden. Die Vermutung liegt nahe, dass all diese Einschränkungen auf die in frühester Kindheit entstandenen histologischen Veränderungen im Rahmen der „neuen“ BPD zurückgehen. Außerdem stellte sich heraus, dass frühgeborene Kinder, unabhängig ob mit oder ohne BPD, eine geringere Aktivität aufwiesen. Ob diese funktionalen Einschränkungen auch noch im Heranwachsenden- und Erwachsenenalter bestehen, muss durch weitere Studien bewiesen werden. Die eNO-Messung erbrachte in diesem Zusammenhang keine konsistenten Ergebnisse. Zusammenfassend konnte unsere Studie Anhaltspunkte für langfristige funktionale Konsequenzen der „neuen“ BPD für Lungenfunktion und körperliche Belastbarkeit im Schulalter abbilden. Die verminderte Sauerstoffaufnahme (VO2max) bei maximaler Belastung bei Kindern mit BPD spiegelt die Beeinträchtigung der alveolokapillären Einheit wider.
N2  - Question: To assess the relevance of bronchopulmonary dysplasia (BPD) for peak exercise oxygen consumption (VO2peak) of school-aged children and to identify mechanisms explaining the effect of BPD on VO2peak. Material and methods: Fourty children aged 7.9 to 12.9 years participated. Ten were born prematurely and had BPD (PREM+BPD), 15 born prematurely without BPD (PREM) and 15 born at term (CON). They wore an accelerometer to assess physical activity, and performed lung function tests and a peak exercise test. A regression model based on allometric scaling served to identify factors that explained inter-group difference in VO2peak. Results: ln(VO2peak) adjusted for ln(height) and gender was significantly lower in PREM+BPD than in the two other groups. PREM+BPD and PREM spent less time in moderate and vigorous activity than CON. Lung function of PREM+BPD was significantly impaired compared to CON and, to a lesser extent, to PREM. However, only an impaired diffusing capacity for carbon monoxide in PREM+BPD could fully explain the difference in ln(VO2peak). Conclusion: At school age, VO2peak is significantly reduced in BPD, probably reflecting an impairment of the alveolar-capillary unit. Our findings underline the functional relevance of early histological changes in BPD for peak exercise capacity at school age.
KW  - Bronchopulmonale Dysplasie
KW  - Körperliche Leistungsfähigkeit
KW  - Lungenfunktion
KW  - Chronic lung disease of infancy
KW  - aerobic exercise capacity
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72850
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TY  - THES
A1  - Fick, Judith
T1  - Wiederherstellung des radialen Bogens nach Osteosynthese von Unterarmschaftfrakturen durch Verriegelungsnagel - Klinische und radiologische Ergebnisse
T1  - Reconstruction of the radial bow after interlocking nailing of forearm fractures - Clinical and radiological results
N2  - Untersuchung von 35 Patientin nach Osteosynthese von Unterarmschaftfrakturen mittels Verriegelungsnagel zur Wiederherstellung des radialen Bogens.
N2  - Examination of 35 patients after interlocking forearm nailing for reconstruction of the radial bow.
KW  - Osteosynthese
KW  - Radius
KW  - Verriegelung
KW  - osteosynthesis
KW  - radius
KW  - interlocking nailing
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72488
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TY  - THES
A1  - Düll, Johannes
T1  - Untersuchungen zur aktivierungsabhängigen Phosphorylierung der MAP Kinasen von T Zellen, die durch  chimärische T Zellrezeptormoleküle aktiviert werden
T1  - Activation dependent phosphorylation of MAP Kinases with chimeric antigen receptors
N2  - Durch die im Labor der AG Topp standardisierte Verfahren konnten im Rahmen dieser Arbeit stabile T Zell Linien aus primär humanen CMV spezifischen T Zellen und CMV spezifischen T Zellen mit chimärischen Rezeptoren hergestellt werden. Die Anzahl der chimärischen Rezeptoren auf den unterschiedlichen T Zellinien ist nicht signifikant unterschiedlich und beträgt ca. 17000 Rezeptoren pro Zelle. Bei der Überprüfung des Lyseverhaltens CMV spezifischer T Zellen gegenüber CMV spezifischer T Zellen transduziert mit einem chimärischen Rezeptor zeigt sich das gleiche Lyseverhalten. Um die zeitliche Dynamik dieses Verhaltens besser darzustellen, wurde ein FACS basierter Lysierungsversuch selbstständig entwickelt und etabliert. Somit konnte herausgestellt werden, dass das Lyseverhalten der T Zelllinien sowohl der CMV spezifischen T Zellen als auch das der Erst- und Zweitgeneration- T Zelllinien CAR CD19z und CAR CD19/28z vergleichbar war. Alle genannten Zelllinien lysieren ihre Targetzellen sowohl in der Quantität als auch in der zeitlichen Dynamik vergleichbar. Dies ist die einzige Gemeinsamkeit der verglichenen T Zell Aktivierungssysteme. In allen anderen funktionellen Versuchen ist die Aktivierung der T Zellen über einen chimärischen Rezeptor dem der physiologischen Aktivierung über den T Zell Rezeptor unterlegen. Der Proliferationsversuch mit CFSE zeigt eindeutig, dass nur die T Zellen, die über den TCR aktiviert werden, das Potential haben, sich zu teilen. Die T Zellen, die über den CAR sowohl der ersten als auch der zweiten Generation aktiviert werden, teilen sich nicht. Der Defekt der CAR T Zellen zeigt sich auch in der Hochregulation von CD25, einem Aktivierungsmarker für T Zellen. Die T Zellen, die durch die chimärischen Rezeptoren sowohl der ersten als auch der zweiten Generation aktiviert werden, regulieren CD25 nicht so stark nach oben wie die T Zellen, die physiologisch durch den TCR aktiviert werden. Diese Minderaktivierung spiegelt sich auch in der Zytokinproduktion wieder. Auch hier zeigt sich die unvollständige Aktivierung der CAR T Zellen. In der intrazellulären Zytokinmessung sieht man, dass bei CAR T Zellen der ersten und zweiten Generation zum einen die Einzelzellen weniger IFNy produzieren, zum anderen die Gesamtzahl der Zellen, die Zytokine produzieren, weniger ist als im Vergleich zur TCR Aktivierung. Dieses Phänomen der defizienten Aktivierung und der funktionellen Defekte von CAR T Zellen ist bekannt. Dies konnte noch einmal unter standardisierten und kontrollierten Bedingungen bestätigt werden. Durch die relativ neue Methode der durchflusszytometrischen Bead Technologie konnte dies nun zum ersten Mal realisiert werden. Es zeigte sich, dass ein signifikanter Unterschied zwischen den verschiedenen Aktivierungsmodi der T Zellen besteht. Eine physiologische Aktivierung von T Zellen führt zu einer höheren Maximum-Phosphorylierung als eine Aktivierung über den Erstgeneration CAR. Der signifikante Unterschied zeigt sich bei den MAP Kinasen ERK, JNK und p38. Somit ist dies ein Hinweis, dass die Signaltransduktion auf breiter Ebene aufgrund des alleinigen Vorhandenseins der Zeta Kette bei den CAR CD19z T Zellen, defizient ist und nicht ausreicht für eine volle Aktivierung, die eine volle Funktionalität der T Zelle nach sich ziehen würde. Diese unzureichende Aktivierung soll durch die kostimulatorische Komponente CD28 beim Zweitgenerationrezeptor CAR CD19/28z aufgehoben werden. In der Proliferation, Zytokineproduktion und den Aktivierungsmarkern zeigt sich keine Verbesserung im Vergleich zum Erstgenerationrezeptor bei CMV spezifischen T Zellen. Dieses Ergebnis wird bestätigt und korreliert damit, dass es keinen Unterschied in der maximalen Phosphorylierung von ERK, JNK und p38 zwischen Erstgeneration CAR CD19z und Zweitgeneration CAR CD19/28z gibt. Somit ist dieses System geeignet, um aus dem Phosphorylierungsstatus von MAP Kinasen von CAR T Zellen auf die Funktionalität dieser T Zellen zu schließen.
N2  - Activation dependent phosphorylation of MAP kinases in t cells. These t cells were activated through a chimeric antigen recepptor system of the first and second generation. In CMV specific t cells are no differences in the strength of phosphorylation between first and second generation receptors.
KW  - T Zellen
KW  - Signaltransduktion
KW  - Chimärische Rezeptoren
KW  - Kostimulation
KW  - Adoptiver T Zell Transfer
KW  - T Zellen
KW  - Signaltransduktion
KW  - Chimärische Rezeptoren
KW  - Kostimulation
KW  - Adoptiver T Zell Transfer
KW  - T cells
KW  - signalling
KW  - chimeric antigen receptors
KW  - costimulation
KW  - adoptive t cell transfer
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85318
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TY  - THES
A1  - Patzkó, Ágnes
T1  - CSF-1 receptor as a target for the treatment of Charcot-Marie-Tooth disease 1
T1  - CSF-1 Rezeptor als Target für die Behandlung der Charcot-Marie-Tooth Krankheit Typ 1
N2  - Previous studies by our group revealed that chronic low grade inflammation implicating phagocytosing macrophages is a highly relevant mechanism in the pathogenesis of Charcot-Marie-Tooth disease. The lack of CSF-1, the primary regulator of macrophage function and survival, led to a robust and persistent amelioration of the phenotype in two authentic mouse models of CMT. Moreover, a close contact between CSF-1 producing fibroblasts and endoneurial macrophages carrying CSF-1R has been confirmed in nerve biopsies of CMT patients, further supporting the clinical significance of this pathway. In the current study we treated 3 distinct mouse models of CMT1:  the PMP22tg mice as a model for CMT1A, the P0+/- mice as a model for CMT1B and the Cx32def mice as a model for CMT1X, with a CSF-1R specific kinase (c-FMS) inhibitor (800-1200 mg PLX5622/ kg chow) according to different treatment regimes mimicking an ideal early onset treatment, a late onset treatment and the withdrawal of the drug. Using the above mentioned doses of PLX5622, we documented a dramatic decrease in macrophage numbers in the PNS of all 3 myelin mutants, except for the quadriceps nerve of Cx32def mice. Fibroblast numbers remained unchanged in treated animals. Surprisingly, in spite of the decrease in the number of detrimental macrophages we could not detect an unequivocal phenotypic improvement. CMAP amplitudes were reduced in both wild type and myelin mutant mice treated with CSF-1R inhibitor in comparison to untreated littermates. Corresponding to the electrophysiological findings, the axon number and the percentage of large diameter axons were reduced in the quadriceps nerve of treated P0+/- and Cx32def mice. By contrast we observed a higher number of fully myelinated axons, in parallel with a decrease in the percentage of demyelinated (and hypermyelinated in PMP22tg mice) fibers in the ventral roots of P0+/- mice treated with CSF-1R inhibitor from 3 months up to 6 months of age and PMP22tg animals treated from 9 months up to 15 months of age. Our results indicate that CSF-1R inhibitor has the potential to improve the demyelinating phenotype of at least two models of CMT1. Nevertheless, further studies are necessary (for example with lower doses of the inhibitor) to minimize or even eliminate the putative neurotoxic effect we observed with high dose treatment conditions.
N2  - Vorhergehende Studien unserer Gruppe haben gezeigt, dass eine niedriggradige Entzündung, die von phagozytierenden Makrophagen ausgeht, von ausserordentlicher Bedeutung für die Pathogenese der Charcot-Marie-Tooth Krankheit ist. In Abwesenheit von CSF-1, des primären Regulators für Funktion und Überleben von Makrophagen, trat eine stabile und dauerhafte Verbesserung des Phänotyps in den zwei etablierten CMT Mausmodellen auf. Darüber hinaus konnte ein enger Kontakt zwischen CSF-1-produzierenden Fibroblasten und Makrophagen, die den zugehörigen Rezeptor CSF-1Rexprimieren, in Nervbiopsien von CMT Patienten bestätigt werden, was die klinische Relevanz dieses Mechanismus weiter verdeutlicht. In der aktuellen Studie wurden drei verschiedene CMT1 Mausmodelle, PMP22tg Mäuse als Modell für CMT1A, P0+/- Mäuse als Modell für CMT1B und Cx32-defiziente Mäuse als Modell für CMT1X, mit einem Inhibitor der CSF-1R spezifischen Kinase (c-FMS) (800-1200 mg PLX5622/kg Futter) behandelt. Der Inhibitor wurde gemäß den verschiedenen Behandlungsmethoden eingesetzt, um den Verlauf eineridealerweise frühzeitigen und einer spät-beginnenden Behandlung und des Entzug des Medikaments zu imitieren. Nach der Behandlung mit  PLX5622 konnten wir im PNS aller drei Myelin-Mutanten, mit Ausnahme des N. quadriceps von Cx32-defizienten Mäusen, einen drastischen Rückgang der Makrophagenanzahl feststellen. Die Anzahl der Fibroblasten blieb in den behandelten Tieren unverändert. Überraschenderweise konnten wir, trotz des Rückgangs der Anzahl an schädlichen Makrophagen, keine einheitliche Verbesserung des Phänotyps dokumentieren. CMAP Amplituden waren nach CSF-1R Inhibitor Behandlung sowohl in Wild-Typ Mäusenals auch in den Myelin-Mutanten geringer als in unbehandelten Kontrolltieren. Passend zu den elektrophysiologischen Ergebnissen war die Anzahl an Axonen und die Prozentzahl an großkalibrigen Axonen im N. quadriceps von behandelten P0+/-  und Cx32-defizienten Mäusen reduziert.Im Gegensatz dazu war eine erhöhte Menge an normalmyelinisierten Axonen, mit einer gleichzeitigen Reduktiondemyelinisierter Fasern (und hypermyelinisierten in PMP22tg Mäusen) in den ventralen Spinalwurzeln von P0+/- Mäusen zu beobachten, die mit dem CSF-1R Inhibitor im Alter von 3 bis 6 Monaten behandelt worden waren sowie bei PMP22tg Mäusen, die im Alter von 9 bis 15 Monaten den Inhibitor erhalten hatten. Unsere Ergebnisse deuten an, dass der CSF-1R Inhibitor das Potential besitzt, zumindest in zwei Modellen von CMT1 den demyelinisierenden Phänotyp zu verbessern. Dennoch müssen weitere Studien durchgeführt werden (z.B. die Verwendung einer niedrigeren Dosis des Inhibitors), um den möglichen neurotoxischen Effekt, der bei oben genannten Behandlungsbedingungen zu beobachten war, zu minimieren oder ganz zu beheben.
KW  - Makrophage
KW  - Charcot-Marie-Tooth
KW  - Charcot-Marie-Tooth disease
KW  - Myelin
KW  - CSF-1 Rezeptor
KW  - Neuropathie
KW  - macrophage
KW  - CSF-1 receptor
KW  - neuropathy
KW  - myelin
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85325
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TY  - THES
A1  - Messerer, Nina
T1  - Eine neue Methode zur Erfassung von Muskelkraft und Muskelleistung der unteren Extremitäten und ihr Zusammenhang mit dem Sturzrisiko
T1  - A new technique to measure muscle force and muscle power of the lower limbs and the relation to the risk of falling
N2  - Stürze im Alter stellen ein ernstzunehmendes und häufiges Geschehen im Alter dar. Die Gründe sind multifaktoriell bedingt, wobei die Sarkopenie einen wichtigen Stellenwert einnimmt. 
Eine an der Universität Würzburg entwickelte Bodenreaktionskraftmessplatte ermöglicht die Erfassung von Muskelkraft und Muskelleistung während natürlicher Bewegungsabläufe wie Kniebeugen oder Aufstehen von einem Stuhl. 
In dieser Pilotstudie wurde untersucht, ob dieses Messverfahren als Screeningmethode
zur Erkennung von Muskelkraft und -leistungsdefiziten geeignet ist und ob ein Zusammenhang mit einem erhöhten Sturzvorkommen besteht.  Bei 459 zu Hause lebenden mobilen Senioren zwischen dem 50. und 80. Lebensjahr wurde die Muskelkraft und Muskelleistung der unteren Extremitäten erfasst. Zudem wurden in einem Fragebogen Sturzrisikofaktoren und Stürze der letzten 12 Monate ermittelt.
Die Befunde zum Abbau von Muskelkraft und -leistung decken sich mit der gegenwärtigen Studienlage. Im Zusammenhang mit den angegegebenen Stürzen könnte anhand der Ergebnisse insbesondere die Muskelleistung eine Screeningmethode zur Einschätzung des Sturzrisikos darstellen. Weiterführende Studien scheinen anhand der Ergebnisse gerechtfertigt.
N2  - Falls in elderly are a serious and frequent event. The reasons are multi-attributed, in which the sarcopenia plays an important role.
The University Würzburg developed a ground force reaction platform  which allows for measuring muscle force and muscle power during natural movements. This pilot study examines if this technique is a practicable screening method for deficits in muscle force and muscle power, as well as their relation with an increased occurrence of falls. We measured the muscle force and muscle power in 459 mobile community dwelling elderly between the age of 50 to 80 performing knee bends and chair-rise. We recorded risk factors of falling  and also falls in the past 12 months using a questionnaire.
The results concerning the loss of muscle force and  muscle power in age coincide with the current data. Regarding the reported falls, in particular muscle power could be a suitable method for calculating the risk of falls. In closing, further studies seem to be justified.
KW  - Muskelleistung
KW  - Kraftmessplatte
KW  - ground force reaction platform
KW  - Muskelkraft
KW  - Sarkopenie
KW  - Kraftmessung
KW  - Sturz
KW  - muscle force
KW  - muscle power
KW  - falls
KW  - sarcopenia
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85268
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TY  - THES
A1  - Krause, Agnes
T1  - Symptom- und Verlaufscharakteristika bei periodischer Katatonie
T1  - Symptoms and development of periodic catatonia
N2  - Die periodische Katatonie ist eine eigenständige Erkrankung im Rahmen der differenzierten Klassifikation nach Kleist und Leonhard. Obwohl die Trennung Leonhards nach monopolaren, bipolaren affektiven und zykloiden Psychosen in moderne Klassifikationssysteme nach ICD 10 und DSM IV Einzug erhalten hat, werden Katatonien nur als Subtyp der Schizophrenie mit geringer Langzeitstabilität betrachtet.
Ziel dieser retrospektiven Studie ist die klinische Eigenständigkeit in einer Verlaufsbeschreibung der Symptome der periodischen Katatonie zu überprüfen. Dabei wurden 262 Patienten, bei denen durch klinisch geübte Untersucher eine periodische Katatonie diagnostiziert wurde, auf Verlaufsparameter und Soziobiographie retrospektiv untersucht.
Das erfasste Durchschnittsalter bei Ersthospitalisation der Patienten korrelierte mit den zuvor beschriebenen Ergebnissen von Leonhard, Männer erkranken mit 24 Jahren früher als Frauen mit 28 Jahren. Eine Erstmanifestation ab 45 ist selten, ab dem 60. Lebensjahr kommt dies ausschließlich bei Frauen vor.
Die Anzahl der stationären Aufenthalte korrelierte mit vorhandenen Ergebnissen einer älteren Studie und belief sich auf sechs im Durchschnitt.
Der überwiegende Anteil der Patienten (73%) ist zum Zeitpunkt des letzten stationären Aufenthaltes ledig und geht keiner Arbeit nach (50%). Der Anteil der männlichen Patienten mit einer abgeschlossenen Berufsausbildung (73%) ist höher ist als der weiblichen Patienten (48%). Ledige Patienten ohne vorhandene Schul- oder Berufsbildung werden in einem früherem Alter das erste mal stationär behandelt, stabile familiäre Situation und schulische bzw. berufliche Bildung scheinen eine protektive Wirkung auf den Ausbruch der Erkrankung zu haben.
Ein Alkohol- und Drogenkonsum fand sich zu Beginn der Erkrankung bei fast doppelt so vielen männlichen als bei weiblichen Probanden, im Rahmen des Krankheitsverlaufs nahm jedoch der Anteil der Frauen mit Alkohol- und Drogenkonsum zu.
60
Der Verlauf der Symptome von Psychomotorik, Affekt und Antrieb zeigt einen plötzlichen, schubförmigen Beginn der Erkrankung. Neben einem Wechsel zwischen Symptomen des Plus- und Minuspols, kommt es auch zu einem parallelen Auftreten, so dass typische Symptome der Mischform, wie zum Beispiel Stereotypien, Grimassieren und Negativismus entstehen. In der vorliegenden Untersuchung fand sich ausserdem die Entwicklung des von Leonhard beschriebenen Residualzustandes mit vorwiegenden Symptomen des Minuspols, aber wiederkehrenden Impulsvermehrungen im Verlauf.
Zeitlich betrachtet ist eine Abnahme der Dauer der stationären Behandlungszeiten zu vermerken. Diese Tatsache ist auf eine zunehmend gut entwickelte Sozio- und Pharmakotherapie, wie auch suffiziente ambulante, bzw. tagesklinische Weiterbehandlung zurückzuführen.
Die Untersuchung der Familienanamnese ergab einen hohen Anteil an einem psychisch erkrankten Elternteil (78%). Außerdem die Tatsache, dass Patienten mit erkrankten Verwandten ersten Grades in jüngeren Jahren eine Manifestation von ersten Symptomen einer periodischen Katatonie entwickeln, verglichen mit denen ohne familiäre Vorbelastung.
N2  - The periodic catatonia is a disease in the context of differentiated classification according to Kleist and Leonhard. 
The aim of this retrospective study is to check the clinical autonomy. For this study 262 patient records in whom clinically periodic catatonia was diagnosed retrospectively studied on the course parameters and Socio biography.
The detected average age at the first hospitalisation of patients correlated with the previously described results of Leonhard , men suffer with 24 years earlier than women with 28 years. A first manifestation from 45 is rare, from the 60th Age of this comes exclusively in women .
The number of stays stationary correlated with available results of a study and older amounted to six on average.

The progression of the symptoms of psychomotor , affective and drive shows a sudden onset of the disease. In addition to an exchange between symptoms of the positive and negative wires, there is also a parallel occurrence, so that typical symptoms of mixed form , such as stereotypies , grimacing and negativism arise . In the present study, there was also the development of a residual state described by Leonhard with predominant symptoms of the negative pole , but recurring pulse propagation in the course .

The study of the family history revealed a high proportion of a mentally ill parents ( 78%). In addition, the fact that patients with diseased first-degree relatives in younger years to develop a manifestation of the first symptoms of periodic catatonia , compared with those without FAMILIARE preload .
KW  - Katatonie
KW  - periodische Katatonie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85503
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TY  - THES
A1  - Zimmermann, Melanie Andrea
T1  - Charakterisierung und Expressionsanalysen von Hämophilie-A-Mutationen
T1  - Characterization and expression analysis of Hemophilia A mutations
N2  - Bei einem kleinen Prozentsatz (2–3 %) aller molekulargenetisch untersuchten Hä-mophilie-A-Fälle konnte bislang keine kausale Mutation innerhalb der F8-Gen-Region aufgedeckt werden. Die molekularen Ursachen der Hämophilie dieser Patienten sollten im ersten Teil der vorliegenden Doktorarbeit mittels zusätzlicher Methoden aufgeklärt werden. Bei zwei Patienten mit milder Hämophilie A konnte je ein Basenaustausch im Promotorbereich des F8-Gens identifiziert werden. Um die Kausalität dieser Austausche zu überprüfen, wurden für diese und zwei weitere bereits publizierte Promotor-Mutationen Luciferase-Assays durchgeführt. Diese Ergebnisse machten deutlich, dass die nachgewiesenen Promotor-Mutationen die Aktivität des Promotors deutlich herabsetzen und daher als ursächlich einzustufen sind. Weiterhin wurden die übrigen Patienten auf epigenetische Veränderungen in fünf CpG-Inseln im 5’UTR und Intron 1 des F8-Gens untersucht. Hierbei konnten bei drei Patienten auffällige Methylierungsmuster nachgewiesen werden, wobei diese auf ein Klinefelter-Syndrom und genomische Veränderungen im Intron 1 zurückzuführen sind, nicht jedoch auf einen aberranten Methylierungsstatus, der die FVIII-Expression beeinflussen könnte. Mit Hilfe von mRNA-Untersuchungen konnten bei vier Patienten mit mutmaßlichen F8-Spleißmutationen aberrante F8-Transkripte nachgewiesen werden und somit die Kausalität der Mutationen geklärt werden. Des Weiteren wurden aus der Literatur alle bisher als kausal identifizierten stillen Mutationen und Spleißmutationen zusammengestellt, um mit diesen Ergebnissen die Spleißvorhersage-Software Alamut zu validieren. Die große Mehrzahl (78 %) der Spleißvorhersagen stimmte mit den Resultaten der mRNA-Untersuchungen (zumindest im Trend) überein, während es bei 22 % der Vorhersagen und mRNA-Analysen zu unterschiedlichen Resultaten kam. Innerhalb einer vorangegangenen Diplomarbeit konnten zehn Duplikationsbruch-punkte im F8-Gen von nicht verwandten Hämophilie-A-Patienten aufgeklärt werden. Diese wurden nun mit verschiedenen in-silico-Programmen analysiert, um die Sequenzumgebung der Bruchpunkt genauer zu beschreiben. Die Untersuchung ergab, dass verschiedene Mechanismen zur Entstehung von Duplikationen führen können und vermutlich mehrere Sequenzmotive in direkter Nähe der Bruchpunkte hierzu beitragen. Im Rahmen der molekulargenetischen Hämophilie-A-Diagnostik zum Nachweis von Intron-1- bzw. Intron-22-Inversionen sind einige Patienten mit schwerer Hämophilie A aufgefallen, welche ungewöhnliche Bandenmuster in den analytischen PCRs bzw. Southern-Blots aufwiesen. Mittels MLPA-Analysen wurden bei diesen Patienten Deletionen oder Duplikationen (CNVs) aufgedeckt, die meist allein die auffälligen Bandenmuster nicht erklären konnten. Weitere Long-Range-PCR-Untersuchungen belegten dagegen, dass fünf der untersuchten Fälle auf ein kombiniertes Inversions- und Duplikations- bzw. Deletionsereignis zurückzuführen sind. Als zweiter Teil der Arbeit wurden Transkriptions- und Translationsuntersuchungen von Nonsense-Mutationen des F8-Gens in einem zellulären Expressionssystem durchgeführt. Es konnte nachgewiesen werden, dass trotz Nonsense-Mutation eine komplette F8-Tran¬skrip¬tion stattfindet. Antigenanalysen konnten die Expression von trunkierten Proteinen nachweisen, wenn die Nonsense-Mutationen in der leichten Kette, d.h. den distalen Domänen A3, C1 oder C2, lag. Bei Nonsense-Mutationen in der schweren Kette (den proximalen Domänen A1, A2 oder B) war keine Proteinexpression nachweisbar. Diese Daten konnte durch intrazelluläre Immunlokalisation der trunkierten Proteine bestätigt werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die B-Domäne eine wichtige Rolle bei der Proteinprozessierung spielt, vermutlich indem sie die Bindung von Chaperonen ermöglicht und das FVIII-Protein vor Degradation schützt.
N2  - Molecular F8 gene diagnostic procedures fail to reveal any causal mutation in 2–3 % of haemophilia A patients. In the first part of this thesis, DNA samples from these patients were analyzed to identify ‘non canonical’ F8 gene mutations. Two of these patients showed single base substitutions in the promoter region of the F8 gene. These two and two further previously reported nucleotide substitutions were analyzed by luciferase assays for their promoter activities. F8 promoter activity levels were clearly reduced due to the base substitutions illustrating the causality of these promoter mutations. The remaining patients were investigated for methylation aberrations in five CpG is-lands in the 5’UTR and intron 1 of the F8 gene. Three samples with aberrant meth-ylation status were detected, of which one was caused by the second X chromosome in a haemophilia patient with Klinefelter syndrome and the other two were caused by as yet undefined genomic alteration in intron 1. No aberrant methylation status was detected which could have influenced FVIII expression. In four patients with presumptive splice site mutations, mRNA analysis demonstrated the presence of aberrant F8 transcripts and therefore mutation causality could be confirmed. In addition, all experimentally proven silent and splice site mutations were extracted from the literature and the experimental results were compared to those of splice site prediction tools of the software Alamut. In 78 % of cases, splice prediction was found in good agreement with mRNA analyses. In my previous diploma thesis, the duplication breakpoints of ten unrelated haemo-philia A patients with duplications in F8 gene were characterized by PCR and se-quencing. The sequence data flanking the breakpoints were now analyzed with in silico tools in order to identify sequence motifs which could suggest mechanisms for the generation of duplications. These analyses identified several sequence motives which are assumed to contribute to DNA-repair-related rearrangements and sug¬ge-sted different mechanisms to be involved in the origin of duplications. Upon routine molecular diagnostic analysis of F8 intron 1 and intron 22 inversions by PCR or Southern blotting, a few haemophilia A patients with severe phenotype had revealed inconsistent band patterns. Subsequent MLPA analysis in five of these patients identified additional deletions or duplications (CNVs) which could not fully explain the abnormal band patterns. Further long range PCR experiments provided hints to a combination of CNV and inversion events. In the second part of this thesis, in vitro FVIII expression analyses were performed to investigate the impact of nonsense mutations in the F8 gene on transcription and translation. F8 mRNA analyses of both wild type and mutated constructs showed transcription of full-length mRNA. Polyclonal antigen assays were able to detect truncated proteins in cell lysates transfected with F8 constructs carrying nonsense mutations in the distal light chain, i.e. domains A3, C1 or C2. No protein expression was detectable from F8 constructs harbouring nonsense mutations in the proximal heavy chain, i.e. domains A1, A2 or B. These data were confirmed by intracellular immune localization of the truncated proteins. These results suggest an important role of the B domain during intracellular protein processing: it likely enables chaperone binding and thus protects the FVIII protein from degradation.
KW  - Hämophilie
KW  - Hämophilie A
KW  - Genmutation
KW  - Gerinnungsfaktor VIII
KW  - hemophilia
KW  - factor VIII
KW  - mutation mechanism
KW  - Nonsensmutation
KW  - Punktmutation
KW  - Mutation
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85747
N1  - die vorgelegten Publikationen im Volltext (komplette Artikel) sind nur in der gedruckten Ausgabe enthalten
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TY  - THES
A1  - Nilla, Jaya Santosh Chakravarthy
T1  - An Integrated Knowledgebase and Network Analysis Applied on Platelets and Other Cell Types
T1  - Integrierte Datenbank und Netzwerkanalysen zur Untersuchung von Blutplättchen und anderen Zelltypen
N2  - Systems biology looks for emergent system effects from large scale assemblies of molecules and data, for instance in the human platelets. However, the computational efforts in all steps before such insights are possible can hardly be under estimated. In practice this involves numerous programming tasks, the establishment of new database systems but as well their maintenance, curation and data validation. Furthermore, network insights are only possible if strong algorithms decipher the interactions, decoding the hidden system effects. This thesis and my work are all about these challenges. To answer this requirement, an integrated platelet network, PlateletWeb, was assembled from different sources and further analyzed for signaling in a systems biological manner including multilevel data integration and visualization. PlateletWeb is an integrated network database and was established by combining the data from recent platelet proteome and transcriptome (SAGE) studies. The information on protein-protein interactions and kinase-substrate relationships extracted from bioinformatical databases as well as published literature were added to this resource. Moreover, the mass spectrometry-based platelet phosphoproteome was combined with site-specific phosphorylation/ dephosphorylation information and then enhanced with data from Phosphosite and complemented by bioinformatical sequence analysis for site-specific kinase predictions. The number of catalogued platelet proteins was increased by over 80% as compared to the previous version. The integration of annotations on kinases, protein domains, transmembrane regions, Gene Ontology, disease associations and drug targets provides ample functional tools for platelet signaling analysis. The PlateletWeb resource provides a novel systems biological workbench for the analysis of platelet signaling in the functional context of protein networks. By comprehensive exploration, over 15000 phosphorylation sites were found, out of which 2500 have the corresponding kinase associations. The network motifs were also investigated in this anucleate cell and characterize signaling modules based on integrated information on phosphorylation and protein-protein interactions. Furthermore, many algorithmic approaches have been introduced, including an exact approach (heinz) based on integer linear programming. At the same time, the concept of semantic similarities between two genes using Gene Ontology (GO) annotations has become an important basis for many analytical approaches in bioinformatics. Assuming that a higher number of semantically similar gene functional annotations reflect biologically more relevant interactions, an edge score was devised for functional network analysis. Bringing these two approaches together, the edge score, based on the GO similarity, and the node score, based on the expression of the proteins in the analyzed cell type (e.g. data from proteomic studies), the functional module as a maximum-scoring sub network in large protein-protein interaction networks was identified. This method was applied to various proteome datasets (different types of blood cells, embryonic stem cells) to identify protein modules that functionally characterize the respective cell type. This scalable method allows a smooth integration of data from various sources and retrieves biologically relevant signaling modules.
N2  - Systembiologie sucht nach Systemeffekten in großflächigen Anordnungen von Molekülen und Daten, beispielsweise in menschlichen Blutplättchen. Allerdings kann der Rechenaufwand in den Schritten, die für solche Einsichten nötig sind, kaum unterschätzt werden. In der Praxis umfasst dies zahlreiche Programmieraufgaben, die Einrichtung neuer Datenbanksysteme, sowie deren Wartung, aber auch die Pflege und Validierung der vorgehaltenen Daten. Zudem sind Netzwerkeinsichten nur möglich, wenn effiziente und gute Algorithmen für versteckte Systemeffekte oder auch codierende Wechselwirkungen entschlüsseln. Diese Dissertation und meine Arbeit sind auf diese Herausforderungen konzentriert. Um diese Anforderung zu erfüllen, wurde ein integriertes Thrombozytennetzwerk, PlateletWeb, aus verschiedenen Quellen zusammengestellt und weiterhin auf Signalverarbeitung und –weitergabe einschließlich mehrstufiger Datenintegration und Visualisierung systembiologisch analysiert. PlateletWeb ist eine integrierte Netzwerkdatenbank, die durch die Kombination von Daten aus den neuesten Thrombozyten Proteom und Transkriptom (SAGE) Studien etabliert wurde. Information über Protein-Protein-Wechselwirkungen und Kinase-Substrat-Paaren wurde aus bioinformatischen Datenbanken hinzugefügt, extrahierte Daten aus der veröffentlichten Literatur ergänzten dies weiter. Darüber hinaus wurde das Blutplättchen-Phosphoproteom aufgrund von Daten aus der Massenspektroskopie mit ortsspezifischen Phosphorylierungs-/ Dephosphorylierungsdaten kombiniert. Ergänzt wurde dies um Daten aus der Datenbank Phosphosite und durch bioinformatische Sequenzanalyse unter Nutzung ortsspezifischer Kinasevorhersagen. Die Zahl der katalogisierten Thrombozytenproteine wurde im Vergleich mit der Vorversion von 2008 um mehr als 80% erhöht (beinahe Verdoppelung der Daten, insbesondere aber neue, zusätzliche Datenkategorien, z.B. über Pharmaka, Phosphorylierung, Gen-Ontologie, daneben auch weitere Validierung und Pflege der vorhandenen Daten). Die neue Integration von Annotationen für Kinasen, Proteindomänen, Transmembranregionen, Gene Ontology, Krankheitsbezüge und Azneimittelziele bietet neue, mächtige Werkzeuge für die funktionelle und systembiologische Analyse von Thrombozytensignalwegen. Die PlateletWeb Datenbank liefert eine neuartige systembiologische Werkbank zur Analyse von medizinisch relevanten Blutplättchensignalen (z.B. Plättchenaktivierung bei Thrombose, Hämostase etc.) im funktionellen Zusammenhang von Proteinnetzwerken. Durch umfassende Untersuchungen wurden über 15000 Phosphorylierungsstellen identifiziert, von denen 2500 einer Kinase zugeordnet werden konnten. Netzwerkmotive wurden auch in diesen Zellen ohne Zellkern untersucht und neue und interessante Signalmodule charakterisiert. Dies war nur durch die integrierte Information über Phosphorylierung und Protein-Protein-Wechselwirkungen möglich. Darüber hinaus wurden zahlreiche algorithmische Ansätze verwand, darunter ein exakter Ansatz zur Bayesschen Analyse von Interaktionsnetzwerken (Heinz) basierend auf linearer Integer-Programmierung. Gleichzeitig hat sich unser Konzept der semantischen Ähnlichkeiten zwischen zwei Genen basiert auf Gene Ontology (GO) Annotationen etabliert und ist eine wichtige Grundlage für viele analytische Ansätze in der Bioinformatik geworden. Unter der Annahme, dass eine höhere Anzahl von semantisch ähnlichen funktionellen Genannotationen biologisch relevantere Interaktionen reflektieren, wurde eine Bewertung der Kanten für funktionelle Netzwerkanalyse entwickelt. Die Kombination beider Ansäte, die Kantenbewertung, basierend auf der GO-Ähnlichkeit und die Netzknotenbewertung bezogen auf die Expression der Proteine ermöglichte in den analysierten Zelltypen (unter Nutzung von Daten z.B. aus Proteomstudien) die Identifizierung funktioneller Module als maximal bewertete Subnetzwerke in großen Proteinnetzwerken. Dieses Verfahren wurde an verschiedenen Proteomdatensätzen getestet (verschiedene Arten von Blutzellen, embryonale Stammzellen), um Proteinmodule zu identifizieren, die funktionell den jeweiligen Zelltyp charakterisieren. Weitere Ansätze der Methode erfassen die Analyse von quantitativen Phosphoproteom-Daten zur Identifizierung des Signalflusses in einem Kinase-Substrat Netzwerk. Diese skalierbaren Ansätze ermöglichen eine reibungslose Integration von Daten aus verschiedenen Quellen und liefern biologisch relevante Signalmodule.
KW  - Systembiologie
KW  - Netzwerkanalyse
KW  - Thrombozyt
KW  - Integrated Knowledgebase
KW  - Network Analysis
KW  - Platelets
KW  - Integrierte Datenbank
KW  - Blutplättchen
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85730
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TY  - THES
A1  - Pollinger, Thomas
T1  - Spatiotemporale Organisation der Interaktion von Gq Protein-Untereinheiten und der Phospholipase Cβ3
T1  - Spatiotemporal patterns of interaction of Gq protein subunits and phospholipase Cβ3
N2  - Die G-Protein vermittelte Aktivierung der Phospholipase Cβ (PLCβ) stellt einen primären Mechanismus dar, um eine Vielzahl von physiologischen Ereignissen zu regulieren, z.B. die Kontraktion glatter Muskelzellen, Sekretion oder die Modulation der synaptischen Transmission. Sowohl Gαq- als auch Gβγ-Untereinheiten sind dafür bekannt mit PLCβ Enzymen zu interagieren und diese zu aktivieren. Über die Dynamik dieser Interaktion und den relative Beitrag der G-Protein Untereinheiten ist jedoch nur wenig bekannt. Unter Verwendung Fluoreszenz Resonanz Energie Transfer (FRET)- basierter Methoden in lebenden Zellen, wurde die Kinetik der Rezeptor-induzierten Interaktion zwischen Gβγ und Gαq Untereinheiten, die Interaktion von sowohl der Gαq als auch der Gβγ-Untereinheit mit der PLCβ3 und die Interaktion des regulator of G-Protein signaling 2 (RGS2) mit Gαq-Untereinheiten untersucht. Um die Untersuchung der Protein-Protein-Interaktion auf die Zellmembran zu beschränken, wurde die Total-Internal Reflection Fluorescence (TIRF) Mikroskopie angewandt. Zeitlich hoch auflösendes, ratiometrisches FRET-Imaging offenbarte eine deutlich schnellere Dissoziation von Gαq und PLCβ3 nach Entzug purinerger Agonisten verglichen mit der Deaktivierung von Gq Proteinen in der Abwesenheit der PLCβ3. Dieser offensichtliche Unterschied in der Kinetik kann durch die GTPase-aktivierende Eigenschaft der PLCβ3 in lebenden Zellen erklärt werden. Weiterhin zeigte es sich, dass PLCβ3 die Gq Protein Kinetik in einem ähnlich Ausmaß beeinflusst wie RGS2, welches in vitro deutlich effizienter darin ist, die intrinsische GTPase Aktivität der Gαq-Untereinheit zu beschleunigen. Als Antwort auf die Rezeptorstimulation wurde sowohl eine Interaktion von Gαq-Untereinheiten als auch von Gq-abstammende Gβγ-Untereinheiten mit der PLCβ3 beobachtet. Darüber hinaus zeigte sich auch eine Agonist-abhängige Interaktion von Gαq und RGS2. In Abwesenheit einer Rezeptorstimulation konnte kein spezifisches FRET-Signal zwischen Gq Proteinen und der PLCβ3 oder RGS2 detektiert werden. Zusammengefasst ermöglichte das ratiometrische FRET-Imaging in der TIRF Mikroskopie neue Einsichten in die Dynamik und Interaktionsmuster des Gq-Signalwegs.
N2  - G protein-mediated activation of phospholipase Cβ (PLCβ) represents a primary mechanism to regulate many physiological events such induce smooth muscle contraction, secretion and modulation of synaptic transmission. Both Gαq- and Gβγ-subunits are known to interact and activate PLCβ enzymes, however little is known about the dynamics of this interactions and the relative contribution of the G protein subunits in intact cells. Using fluorescence resonance energy transfer- (FRET-) based assays in single intact cells we studies kinetics of receptor-induced interactions between Gβγ- and Gαq-subunits, interactions of both Gαq and Gβγ with PLCβ3 as well as interactions of regulator of G proteins signalling 2 (RGS2) with Gαq- and Gβγ-subunits. In order to restrict the protein/protein interaction studies to the cell membrane we applied total internal reflection (TIRF) microscopy. High temporal resolution ratiometric FRET imaging uncovered a markedly faster dissociation of Gαq and PLC upon withdrawal of purinergic agonists compared to the deactivation of Gq proteins in the absence of PLCβ3. This apparent difference in kinetics could be contributed to the GTPase-activating property of PLCβ3 in living cells. Furthermore we found that PLCβ3 modulated Gq protein kinetics to a similar extent compared to RGS2, which in vitro is about 100 fold more efficient in activating Gq-GTPase activity. We observed that both Gαq subunits and Gq-derived Gβγ-subunits interact with PLCβ3 in response to receptor stimulation. In the absence of receptor stimulation we did neither detect any specific FRET signals between Gq protein subunits and PLCβ3 nor did we detect any interactions between RGS2 and Gαq subunits. Finally we could not detect agonist- dependent FRET between RGS2 and Gβγ-subunits. Taken together, ratiometric FRET-imaging under conditions of TIRF allowed new insights into dynamics and interaction patterns within the Gq signalling pathway.
KW  - TIRF
KW  - Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer
KW  - Phospholipase C
KW  - Gq-Protein
KW  - RGS2
KW  - PLCβ3
KW  - TIRF
KW  - FRET
KW  - Gq-Protein
KW  - RGS2
KW  - PLCβ3
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-71884
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TY  - THES
A1  - Drechsler, Johannes
T1  - Determination of the hypertrophic potential of Oncostatin M on rat cardiac cells and the characterisation of the receptor complexes utilised by rat Oncostatin M
T1  - Erforschung des hypertrophen Potentials von Oncostatin M auf Ratten-Herzzellen und die Charakterisierung der Rezeptorkomplexe, welche von Ratten-Oncostatin M genutzt werden
N2  - Interleukin-6 (IL-6), oncostatin M (OSM), leukaemia inhibitory factor (LIF) and cardiotrophin-1 (CT-1) are members of the IL-6-type cytokine family that is characterised by sharing the common receptor subunit gp130. While the involvement of these polypeptides in cell differentiation, cell survival, proliferation, apoptosis, inflammation, haematopoiesis, immune response and acute phase reaction has already been demonstrated, the description of their role in development and progression of cardiac hypertrophy is still rather limited. A model has been postulated that declares the transient expression of IL-6-type cytokines as protective, while a continuous cardiac secretion of these proteins seems to be rather harmful for the heart. Within the first part of the study (results 4.1, 4.2 and 4.3) it was shown that OSM induces hypertrophy of primary neonatal rat cardiomyocytes (NRCM), just as its related cytokines LIF, CT-1 and hIL-6/hsIL-6R (hsIL-6R, human soluble IL-6 receptor). Regarding the hypertrophic potentials the LIFR/gp130 utilising cytokines (hLIF, hOSM and hCT-1) are stronger inducers than the OSMR/gp130 utilising mOSM. Human IL-6/hsIL-6R which signals via a gp130 homodimer has the weakest hypertrophic effect. The thorough analysis of typical signalling pathways initiated by IL-6-type cytokines revealed that STAT3 phosphorylation at Y705 seems to be the most important hypertrophy promoting pathway. In addition and in contrast to published work, we clearly demonstrate that classical IL-6 signalling (upon pure IL-6 treatment) has no hypertrophic effect on cardiomyocytes, because they lack sufficient amounts of the membrane-bound IL-6R. This is also true for neonatal rat cardiac fibroblasts (NRCFB). Since these cells can also influence cardiac hypertrophy, signalling pathways and target genes were additionally examined in NRCFB in response to OSM, LIF and IL-6/sIL-6R. One of the key findings of this thesis is the selective change in expression of cytokines and receptors of the IL-6 family in both cell types upon IL-6-type cytokine stimulation. A striking difference between NRCM and NRCFB is the fact that the target gene induction in NRCM is of similar duration upon mOSM and hIL-6/hsIL-6R treatment, while hIL-6/hsIL-6R is capable of promoting the induction of OSMR and IL-6 significantly longer in NRCFB. By searching for transcription factors or intermediate cytokines which could be responsible for this difference, a strong correlation between increased Il6 transcription and amount of mRNA levels for C/EBPβ and C/EBPδ was observed in response to IL-6/sIL-6R stimulation. Interestingly, mOSM also mediates the induction of C/EBPβ and δ, but the initiation is significantly less efficient than in response to IL-6/sIL-6R. Therefore, we assume that mOSM stimulation fails to reach threshold values required for a prolonged IL-6 secretion. Since we additionally observe a slight IL-6R mRNA upregulation in NRCFB, we assume that the combination of IL-6, LIF, C/EBPβ, C/EBPδ and IL-6R expression might be responsible for the observed different kinetics with which IL-6 and OSM stimulate NRCFB. In addition to the aforementioned proteins, members of the renin-angiotensin system seem to support the IL-6-type cytokine mediated hypertrophy. Since it has already been shown that angiotensin II vice versa induces IL-6 expression in NRCM and NRCFB, this enhanced expression of AT1α and ACE could be of crucial interest for the hypertrophy supporting phenotype. The second part of the presented work dealt with the characterisation of the receptor complexes of rat OSM. The central question of this analysis was, whether rOSM, just like mOSM, only binds the type II (OSMR/gp130) receptor complex or is able to utilise the type II and type I (LIFR/gp130) receptor complex. Using different experimental approaches (knock-down of the OSMR expression by RNA interference, blocking of the LIFR by LIF-05, an antagonistic LIF variant, and generation of stably transfected Ba/F3 cells expressing the newly cloned rat OSMR/gp130 or LIFR/gp130 receptor complex) we can clearly show that rat OSM surprisingly utilises both, the type I and type II receptor complex. Therefore it closely mimics the human situation. Furthermore, rOSM displays cross-species activities and stimulates cells of human as well as murine origin. Its signaling capacities closely mimic those of human OSM in cell types of different origin in the way that strong activation of the JAK/STAT, the MAP kinase as well as the PI3K/Akt pathways can be observed. Therefore, the results obtained in the last section of this thesis clearly suggest that rat disease models would allow evaluation of the relevance of OSM for human biology much better than murine models.
N2  - Interleukin-6 (IL-6), Oncostatin M (OSM), Leukämie inhibierender Faktor (LIF) und Cardiotrophin-1 (CT-1) sind Mitglieder der IL-6-Typ Zytokin-Familie, welche durch die gemeinsame Nutzung der Rezeptoruntereinheit gp130 charakterisiert ist. Während eine Beteiligung dieser Proteine bei Zelldifferenzierung, Zellüberleben, Proliferation, Apoptose, Entzündung, Hämatopoese, Immunantwort und Akut-Phase-Reaktion bereits gezeigt wurde, ist die Beschreibung ihrer Rolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten der kardialen Hypertrophie deutlich limitierter. Es wurde bereits ein Modell postuliert, nach dem die kurzzeitige Expression dieser Zytokine schützend wirkt, während eine andauernde kardiale Sekretion eher schädlich für das Herz zu sein scheint. Im ersten Teil der Arbeit (Ergebnisse 4.1, 4.2 und 4.3) konnte gezeigt werden, dass OSM wie auch seine verwandten Zytokine LIF, CT-1 und hIL-6/hsIL-6R (hsIL-6R, humaner löslicher IL-6 Rezeptor) Hypertrophie-induzierend auf primäre neonatale Ratten-Kardiomyozyten (NRCM) wirkt. Hinsichtlich ihres hypertrophen Potentials sind die Zytokine, welche über LIFR/gp130 signalisieren (hLIF, hOSM und hCT-1), die stärkeren Induktoren im Vergleich zu mOSM, welches den OSMR/gp130 Rezeptorkomplex bindet. Die Stimulation mit humanem IL-6/hsIL-6R hatte hingegen die schwächste hypertrophe Wirkung. Unsere genaue Analyse der typischen IL-6-Typ Zytokin vermittelten Signalwege enthüllte die Phosphorylierung von STAT3 an Y705 als offenkundig wichtigsten hypertrophen Weg. Zusätzlich dazu konnten wir auch zeigen, dass klassisches IL-6 Signalling (ohne sIL-6R) keinen hypertrophen Einfluss auf NRCM hat, da diesen Zellen ausreichende Mengen des membranständigen IL-6R fehlen. Diese Beobachtung steht in klarem Kontrast zu bereits publizierten Arbeiten. In den ebenfalls untersuchten neonatalen Ratten-Kardiofibroblasten (NRCFB) verhält es sich, was den IL-6R angeht, genauso wie in NRCM. Da auch diese Zellen eine kardiale Hypertrophie mit beeinflussen können, wurden in ihnen die gleichen Signalwege und Zielgene nach Stimulation mit OSM, LIF und IL-6/sIL-6R untersucht. Die selektive Expressionsregulation von Zytokinen und Rezeptoren der IL-6-Familie in beiden Zelltypen nach IL-6-Typ Zytokin Stimulation ist hierbei einer unserer wichtigsten Befunde. Ein gravierender Unterschied zwischen NRCM und NRCFB besteht darin, dass die mOSM und hIL-6/hsIL-6R vermittelte Geninduktion in NRCM von vergleichbarer Dauer ist, wohingegen sie sich in NRCFB unterscheidet. Bei der Suche nach Transkriptionsfaktoren oder intermediären Zytokinen, welche für diesen Unterschied verantwortlich sein könnten, beobachteten wir nach IL-6/sIL-6R Stimulation eine deutliche Korrelation zwischen der Il6-Transkription und den mRNA Mengen von C/EBPβ und C/EBPδ. Auch OSM ist in der Lage beide Transkriptionsfaktoren zu induzieren, jedoch viel ineffizienter als IL-6/sIL-6R. Wir vermuten, dass mOSM einen bestimmten Schwellenwert, der für die verlängerte IL-6 Sekretion benötigt wird, nicht erreicht. Da wir zusätzlich noch eine schwache Zunahme der IL-6R mRNA in NRCFB beobachten konnten, gehen wir davon aus, dass die Expression von IL-6, LIF, C/EBPβ, C/EBPδ und IL-6R für die unterschiedlichen Kinetiken, mit denen IL-6 und OSM NRCFB stimulieren, verantwortlich sein dürfte. Es scheinen auch Mitglieder des Renin-Angiotensin-Systems die IL-6-Typ Zytokin vermittelte Hypertrophie zu unterstützen. Da schon gezeigt wurde, dass Angiotensin II reziprok die IL-6 Expression induziert, könnte diese verstärkte Synthese von AT1α und ACE von größter Bedeutung für den Hypertrophie-unterstützenden Phänotyp sein. Der zweite Teil der Arbeit (4.4) beschäftigte sich mit der Charakterisierung der Rezeptorkomplexe des Ratten-OSM. Die zentrale Frage hierbei bestand darin, ob rOSM wie mOSM nur den Typ II (OSMR/gp130) Rezeptorkomplex bindet, oder wie das hOSM sowohl den Typ II als auch den Typ I (LIFR/gp130) Rezeptorkomplex benutzen kann. Mit Hilfe unterschiedlicher experimenteller Strategien (knock-down der OSMR Expression durch RNA-Interferenz, LIFR-Blockade durch antagonistisches LIF-05, und die Generierung von stabil transfizierten Ba/F3-Zellen, welche die hierzu klonierten OSMR/gp130 oder LIFR/gp130 Rezeptorkomplexe der Ratte exprimieren) konnten wir eindeutig zeigen, dass Ratten-OSM überraschenderweise beide Rezeptorkomplexe benutzt. In dieser Hinsicht verhält sich es sich wie das humane Homolog. Des Weiteren besitzt Ratten-OSM Kreuz-Spezies-Aktivität und stimuliert humane und murine Zellen. Das Signal-Potential von rOSM ist dem von humanem OSM auf Zellen unterschiedlichen Ursprungs sehr ähnlich. Das Zytokin ist befähigt JAK/STAT, MAP Kinase und PI3K/Akt Signalwege potent zu aktivieren. Deshalb deuten die Daten des zweiten Teils dieser Arbeit darauf hin, dass Krankheitsmodelle in Ratten die Evaluierung der Relevanz des OSM für die humane Biologie deutlich besser widerspiegeln würden als murine Modelle.
KW  - Interleukin 6
KW  - Leukaemia-inhibitory factor
KW  - Herzhypertrophie
KW  - Interleukin 6
KW  - Leukaemia-inhibitory factor
KW  - Oncostatin M
KW  - gp130
KW  - LIFR
KW  - OSMR
KW  - Kardial Hypertrophy
KW  - Receptor Preference
KW  - Ratte
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85215
ER  - 
TY  - THES
A1  - Buckel, Lisa
T1  - Evaluating the combination of oncolytic vaccinia virus and ionizing radiation in therapy of preclinical glioma models
T1  - Evaluierung der Kombination von onkolytischem Vaccinia Virus und ionisierender Strahlung in vorklinischen Gliomamodellen
N2  - Glioblastoma multiforme (GBM) represents the most aggressive form of malignant brain tumors and remains a therapeutically challenge. Intense research in the field has lead to the testing of oncolytic viruses to improve tumor control. Currently, a variety of different oncolytic viruses are being evaluated for their ability to be used in anti-cancer therapy and a few have entered clinical trials. Vaccinia virus, is one of the viruses being studied. GLV-1h68, an oncolytic vaccinia virus engineered by Genelux Corporation, was constructed by insertion of three gene cassettes, RUC-GFP fusion, β-galactosidase and β- glucuronidase into the genome of the LIVP strain. Since focal tumor radiotherapy is a mainstay for cancer treatment, including glioma therapy, it is of clinical relevance to assess how systemically administered oncolytic vaccinia virus could be combined with targeted ionizing radiation for therapeutic gain. In this work we show how focal ionizing radiation (IR) can be combined with multiple systemically delivered oncolytic vaccinia virus strains in murine models of human U-87 glioma. After initial experiments which confirmed that ionizing radiation does not damage viral DNA or alter viral tropism, animal studies were carried out to analyze the interaction of vaccinia virus and ionizing radiation in the in vivo setting. We found that irradiation of the tumor target, prior to systemic administration of oncolytic vaccinia virus GLV-1h68, increased viral replication within the U-87 xenografts as measured by viral reporter gene expression and viral titers. Importantly, while GLV-1h68 alone had minimal effect on U-87 tumor growth delay, IR enhanced GLV-1h68 replication, which translated to increased tumor growth delay and mouse survival in subcutaneous and orthotopic U-87 glioma murine models compared to monotherapy with IR or GLV-1h68. The ability of IR to enhance vaccinia replication was not restricted to the multi-mutated GLV-1h68, but was also seen with the less attenuated oncolytic vaccinia, LIVP 1.1.1. We have demonstrated that in animals treated with combination of ionizing radiation and LIVP 1.1.1 a strong pro-inflammatory tissue response was induced. When IR was given in a more clinically relevant fractionated scheme, we found oncolytic vaccinia virus replication also increased. This indicates that vaccinia virus could be incorporated into either larger hypo-fraction or more conventionally fractionated radiotherapy schemes. The ability of focal IR to mediate selective replication of systemically injected oncolytic vaccinia was demonstrated in a bilateral glioma model. In mice with bilateral U-87 tumors in both hindlimbs, systemically administered oncolytic vaccinia replicated preferentially in the focally irradiated tumor compared to the shielded non- irradiated tumor in the same mouse We demonstrated that tumor control could be further improved when fractionated focal ionizing radiation was combined with a vaccinia virus caring an anti-angiogenic payload targeting vascular endothelial growth factor (VEGF). Our studies showed that following ionizing radiation expression of VEGF is upregulated in U-87 glioma cells in culture. We further showed a concentration dependent increase in radioresistance of human endothelial cells in presence of VEGF. Interestingly, we found effects of vascular endothelial growth factor on endothelial cells were reversible by adding purified GLAF-1 to the cells. GLAF-1 is a single- chain antibody targeting human and murine VEGF and is expressed by oncolytic vaccinia virus GLV-109. In U-87 glioma xenograft murine models the combination of fractionated ionizing radiation with GLV-1h164, a vaccinia virus also targeting VEGF, resulted in the best volumetric tumor response and a drastic decrease in vascular endothelial growth factor. Histological analysis of embedded tumor sections 14 days after viral administration confirmed that blocking VEGF translated into a decrease in vessel number to 30% of vessel number found in control tumors in animals treated with GLV-164 and fractionated IR which was lower than for all other treatment groups. Our experiments with GLV-1h164 and fractionated radiotherapy have shown that in addition to ionizing radiation and viral induced tumor cell destruction we were able to effectively target the tumor vasculature. This was achieved by enhanced viral replication translating in increased levels of GLAF-2 disrupting tumor vessels as well as the radiosensitization of tumor vasculature to IR by blocking VEGF. Our preclinical results have important clinical implications of how focal radiotherapy can be combined with systemic oncolytic viral administration for highly aggressive, locally advanced tumors with the potential, by using a vaccinia virus targeting human vascular endothelial growth factor, to further increase tumor radiation sensitivity by engaging the vascular component in addition to cancer cells.
N2  - Glioblastoma multiforme (GBM) verkörpert die aggressivste Form von bösartigen Gehirntumoren und seine Therapie gestaltet sich schwierig. Weitläufige Forschung hat dazu geführt, dass onkolytische Viren zur Verbesserung der Tumorbehandlung untersucht wurden. Gegenwärtig wird eine Vielzahl an verschiedenen onkolytischen Viren untersucht und einige wenige befinden sich bereits in klinischen Studien. Eines der Viren die untersucht werden, ist das Vaccinia-Virus. GLV-1h68, ein onkolytisches Vaccinia- Virus, wurde durch die Einfügung von drei Genkasseten, RUC-GFP Fusion, β- Galaktosidase und β- Glucuronidase in das Genom des LIVP Stammes hergestellt. Da fokale Bestrahlungstherapie aus der Behandlung von Krebs, nicht nur im Falle von Glioblastomen, nicht wegzudenken ist, ist es klinisch relevant, zu untersuchen, wie ein systemisch verabreichtes Vaccinia-Virus mit gezielter ionisierender Strahlung (IR) kombiniert werden könnte, um Therapiechancen zu verbesseren. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, wie gezielte IR mit verschiedenen sytemisch injizierten Vaccinia-Virus Stämmen in einem Mausmodell für humane U-87-Glioma kombiniert wurde. Nachdem einleitende Versuche bestätigten, dass IR die virale Erbinformation nicht beschädigt und auch nicht den viralen Tropismus verändert, wurden Tierstudien durchgeführt, die die Interaktion des Vaccinia-Virus mit Bestrahlungtherapie in vivo untersuchten. Wir konnten zeigen, dass eine vorherige Bestrahlung des Tumors, bevor das GLV-1h68-Virus systemisch injiziert wurde, eine erhöhte viraler Replikation im Tumor zur Folge hatte, wie wir durch gesteigerte virale Titer und Markergenexpression belegen konnten. Von wesentlicher Bedeutung ist, dass eine Verabreichung von ausschliesslich GLV-1h68 einen minimalen Einfluss auf das U-87 Tumorwachstum hatte, während die durch die Bestrahlung ausgelöste erhöhte Vermehrung von Virus im Tumor eine Verzögerung des Tumorwachstums sowie ein verlängertes Überleben von Mäusen mit U-87-Xenografts zur Folge hatte. Die Fähigkeit von IR virale Vermehrung zu erhöhen, wurde auch für das weniger attenuierte LIVP 1.1.1-Virus gezeigt. Wenn die Bestrahlung in einem klinisch relevanten fraktionierten Bestrahlungsschema verabreicht wurde, war virale Replikation ebenfalls erhöht. Dies verdeutlicht, dass das Vaccinia-Virus klinisch entweder in eine Bestrahlung mit einer einzelnen Dosis oder in eine konventionelle fraktionierte Bestrahlung integriert werden kann. Die Fähigkeit von fokaler IR, eine selektive Vermehrung von systemisch injizierten onkolytischen Vaccinia-Viren zu ermöglichen, wurde in einem bilateralen Gliomamausmodell bestätigt. In Mausen mit Tumoren an beiden Hinterbeinen, vermehrte sich das systemisch gespritzte Vaccinia-Virus bevorzugt im bestrahlten Tumor. Wir konnten zeigen, wie die Tumorkontrolle darüber hinaus weiter verbessert werden kann, wenn fraktionierte fokale Bestrahlung mit einem Vaccinia-Virus kombiniert wird, das eine anti-angiogenetische Ladung, die den vaskulaeren endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) inhibiert, exprimiert. Unsere Studien konnten zeigen, dass durch die Bestrahlung von U-87 Gliomazellen eine Hochregulation von VEGF-Expression ausgelöst wurde, die Radioresistenz von Endothelzellen konzentrationsabhängig induzierte. Wir konnten zeigen, dass die durch VEGF verursache Radioresistenz umkehrbar ist, wenn zusätzlich aufgereinigtes GLAF-1, einen Vaccinia Virus exprimierten Antikörper, zu den Zellen gegeben wurde. In einem Mausmodell zeigte die Kombination aus fraktionierter Bestrahlung und GLV-1h164, ein Vaccinia-Virus, das ebenfalls einen VEGF Antikörper mit Ähnlichkeit zu GLAF-1 exprimiert, resultierte in der stärksten volumetrischen Tumorantwort. Es wurde ebenfalls eine drastische Abnahme an VEGF im Tumor bereits 3 Tagen nach Virus- Injektion nachgewiesen. Histologische Analyse bestätigte, dass die Blockade von VEGF eine Erniedrigung der Anzahl von Tumorblutgefäßen, zu 30% von Kontrolltumoren, zur Folge hatte. Dieser Wert war niedriger als in allen anderen Behandlungsgruppen. Unsere Versuche mit fraktionierter Bestrahlung und GLV-1h164 konnten zeigen, dass zusätzlich zu der durch Virus und Bestrahlung ausgelösten Tumorzellzerstörung, eine effiziente Degeneration der Tumorblutgefäße möglich war. Dies wurde durch eine erhöhte Virus-Vermehrung als Folge der Bestrahlung, sowie durch Sensitiveren der tumoralen Endothelzellen durch Blockierung von VEGF-A erreicht. Die Ergebnisse, die in dieser Arbeit zeigen, wie fokale Bestrahlungstherapie mit systemisch verabreichten onkolytische Vaccinia-Viren für aggressive, fortgeschrittene Tumore kombiniert werden kann. Es ist denkbar, dass die Tumortherapie weiter verbessert werden kann, wenn ein Vaccinia-Virus benutzt wird, das sich zusätzlich gegen VEGF richtet, so werden zu den Krebszellen zusätzlich Tumorblutgefäße in die Therapie miteinbezogen, um die Sensitivität von Endothelzellen gegen Bestrahlung weiter zu erhöhen.
KW  - Gliom
KW  - Vaccinia-Virus
KW  - Strahlentherapie
KW  - Kombinationstherapie
KW  - onkolytische Virotherapie
KW  - Glioma
KW  - vaccinia virus
KW  - ionizing radiation
KW  - combination therapy
KW  - oncolytic virotherapy
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85309
ER  - 
TY  - THES
A1  - Haydn, Johannes
T1  - Regulation of ERK1/2 signaling in melanoma
T1  - Regulation des ERK1/2 Signalwegs im Melanom
N2  - Die Mechanismen in einer Zelle, die die Genexpression und somit den Stoffwechsel, das Wachstum und das gesamte Zellverhalten steuern, sind ebenso bedeutsam für das Verständnis der grundlegenden Biologie einer lebenden Zelle wie für die Vorgänge der Krebsentstehung. Dabei bilden hochvernetzte, und strikt regulierte Signaltransduktionswege die Basis für ein belastbares und zugleich hochflexibles regulatorisches Netzwerk. Die Störung solcher Signalkaskaden kann zum einen ursächlich aber auch modifizierend auf die Bildung von Tumoren wirken. Die von Rezeptortyrosinkinasen (RTK) und RAS abhängigen Signalwege, die zur Aktivierung von AKT und ERK1/2 führen, sind hierbei von besonderem Interesse für die Entstehung des malignen Melanoms. Mutationen in Komponenten dieser Wege (z.B. NRAS, BRAF oder PTEN), die die Signalstärke erhöhen kommen in Melanomen sehr häufig vor. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden die unterschiedlichen und vielfältigen Funktionen von MKP2, einem Feedbackregulator des ERK1/2-Weges, unter verschiedenen zellulären Rahmenbedingungen, untersucht. Des Weiteren wird eine Funktion des zum AP1-Komplex gehörenden FOSL1, einem unter transkriptioneller Kontrolle des ERK1/2-Weges stehendem Transkriptionsfaktors, hinsichtlich der Steuerung der Zell-Proliferation gezeigt. Weiterhin habe ich Aspekte der direkten pharmakologischen Inhibition des ERK1/2-Weges hinsichtlich ihres Effekts auf die Auslösung von Apoptose untersucht. Aufgrund der Häufigkeit von Mutationen in Genen, die für Proteine des ERK1/2-Weges kodieren (z.B. NRASQ61K, BRAFV600E), gilt die Inhibition dieses Signalwegs als vielversprechende Strategie zur Behandlung des Melanoms. Auch wenn klinische Studien, die Inhibitoren für MEK oder RAF als Einzelmedikamente verwenden, bei mehrmonatiger Behandlung sehr erfolgreich sind, konnten so keine langfristigen Erfolge erzielt werden. Aus diesem Grund werden nun Kombinationstherapien, die einen Inhibitor des ERK1/2-Weges und eine weitere Form der Therapie kombinieren, untersucht. Der zweite Teil dieser Arbeit beschreibt, dass der spezifische MEK Inhibitor PD184352 Melanomzellen vor der Apoptosewirkung von Cisplatin schützen kann. Einzelbehandlung mit Cisplatin führt hierbei zur Akkumulation von DNA Schäden, die wiederum Caspase-abhängig Apoptose induzieren. Zusätzliche Anwendung des MEK Inhibitors verringerte jedoch in einigen Zelllinien das Potential von Cisplatin, Apoptose auszulösen. Diese Zellen zeigten eine verstärkte Aktivierung der Serin/Threonin-KInase AKT nach MEK Inhibition. Diese AKT Aktivierung führte zur Inaktivierung der FOXO Transkriptionsfaktoren, was wiederum die Expression des pro-apoptotischen BH3-only Proteins PUMA verringerte. PUMA selbst ist ein wichtiger Bestandteil der Apoptose Maschinerie, die durch Cisplatin aktiviert wird. Die im Rahmen dieser Arbeit erhaltenen Befunde deuten darauf hin, dass RTKs, im besonderen EGFR, bei diesem Crosstalk eine Rolle spielen. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Inhibition des RAS/RAF/MEK/ERK Signalweges im Melanom nicht zwangsläufig von Vorteil sein muss, falls die Zellen gleichzeitig mit einem genotoxischen Medikament behandelt werden. Hier kann sie sogar die Überlebensfähigkeit von Melanomzellen unter Apoptose induzierenden Bedingungen verbessern.
N2  - The mechanisms that enable cells to regulate their gene expression and thus their metabolism, proliferation or cellular behaviour are not only important to understand the basic biology of a living cell, but are also of crucial interest in cancerogenesis. Highly interwoven and tightly regulated pathways are the basis of a robust but also flexible regulatory network. Interference with these pathways can be either causative for tumorigenesis or can modify its outcome. The receptor tyrosine kinase (RTK) and RAS dependent pathways leading to AKT or ERK1/2 activation are of particular interest in melanoma. These signaling modules are commonly activated by different mutations that can be found in various pathway components like NRAS, BRAF or PTEN. The first part of this work deals with the diverse and versatile functions of the ERK1/2 pathway feedbackregulator MKP2 in different cellular, melanoma relevant settings. In addition, a functional role of the AP1-complex member FOSL1, an ERK1/2 transcriptional target being implicated in the regulation of proliferation, is demonstrated. Secondly, aspects of direct pharmacological inhibition of the ERK1/2 pathway with regard to the induction of apoptosis have been analysed. Due to the high frequency of melanoma related mutations occurring in the RAS/RAF/MEK/ERK pathway (e.g. NRASQ61K, BRAFV600E), inhibition of this signaling cascade is deemed to be a promising therapeutic strategy for the treatment of malignant melanoma. However, although in clinical trials mono-therapeutic treatment with MEK- or RAF inhibitors was successful in the short run, it failed to show satisfactory long-lasting effects. Hence, combination therapies using a MAPK pathway inhibitor and an additional therapy are currently under investigation. I was able to demonstrate that inhibition of MEK using the highly specific inhibitor PD184352 can have a protective effect on melanoma cells with regard to their susceptibility towards the apoptosis inducing agent cisplatin. Single application of cisplatin led to strong DNA damage and the induction of caspase-dependent apoptosis. Additional administration of the MEK inhibitor, however, strongly reduced the apoptosis inducing effect of cisplatin in several melanoma cell lines, These cells displayed an increased activation of the serine/threonine kinase AKT after MEK inhibition. This AKT activation concomitantly led to the phosphorylation of FOXO transcription factors, attenuating the cisplatin induced expression of the BH3-only protein PUMA. PUMA in turn was important to mediate the apoptosis machinery after cisplatin treatment. My results also indicate a participation of RTKs, in particular EGFR, in mediating MEK inhibitor induced activation of AKT. These results demonstrate that inhibition of the RAS/RAF/MEK/ERK signaling pathway in melanoma cell lines does not necessilary have favourable effects in a cytotoxic co-treatment situation. Instead, it can even enhance melanoma survival under pro-apoptotic conditions.
KW  - Melanom
KW  - MAP-Kinase
KW  - melanoma
KW  - MAP-Kinase
KW  - ERK signaling
KW  - Signalkette
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85727
ER  - 
TY  - THES
A1  - Maric, Hans-Michael
T1  - Molecular Basis of the Multivalent Glycine and γ-Aminobutyric Acid Type A Receptor Anchoring
T1  - Molekulare Basis der Multivalenten Verankerung der Glycin und γ-Aminobuttersäure Typ A Rezeptoren
N2  - γ-Aminobuttersäure-Rezeptoren vom Typ A (GABAARs) und Glyzin-Rezeptoren (GlyRs) sind die wichtigsten Vermittler der schnellen synaptischen Inhibition im zentralen Nervensystem. Von wesentlicher Bedeutung für ihre ordnungsgemäße Funktion in der inhibitorischen Signalübertragung ist ihre präzise Lokalisation und Konzentration innerhalb der neuronalen Oberflächenmembran. Diese Eigenschaften werden durch Gerüstproteine vermittelt, welche direkt an die großen intrazellulären Schleifen der Rezeptoren, sowie an Bausteine des neuronalen Zytoskeletts binden. In meiner Dissertation habe ich die molekularen Details mehrerer zugrunde liegenden Protein-Protein Wechselwirkungen untersucht. Im Speziellen habe ich die Interaktion ausgewählter GABAAR und GlyR Untereinheiten mit den Gerüstproteinen Gephyrin, Radixin und Collybistin analysiert. Ich habe kurze lineare Aminosäuren-Motive innerhalb der großen intrazellulären Schleifen der Rezeptoren identifiziert, welche die direkten und Untereinheit-spezifischen Interaktionen vermitteln. Die Quantifizierung der jeweiligen Bindungsstärke ergab, dass Gephyrins E-Domäne vor allem an die GABAAR α1 (Kd = 17 M) und α3 (Kd = 5 M) -Untereinheiten bindet, wohingegen die SH3-Domäne von Collybistin hauptsächlich mit der GABAAR α2-Untereinheit interagiert (Kd = 1 M). Demgegenüber bindet die FERM-Domäne von Radixin fest an die α5-Untereinheit des GABAAR (Kd = 8 µM). Weiterhin zeigt meine Arbeit, dass diese einfache Beziehung durch (i) fehlende oder (ii) überlappende Bindungsspezifitäten zwischen den Gerüstproteinen und den Rezeptor-Untereinheiten komplex reguliert wird. Ferner beschreibe ich hier, wie im Folgenden ausgeführt, die Möglichkeit einer (iii) negativen Modulation mittels posttranslationaler Modifikation, sowie einer Verstärkung der Bindung durch (iv) Aviditäts-Effekte. (i) Als erstes habe ich mit Hilfe biochemischer Methoden die Radixin-GABAAR α5 Interaktion im Detail untersucht. Meine Strukturanalyse und Kompetitionsstudien legen den Schluss nahe, dass Radixin die betreffende Rezeptor-Untereinheit mittels einer universellen Bindungstasche in der F3 Subdomäne innerhalb seiner FERM Domäne bindet. Diese Bindungsstelle wird durch zwei markante Strukturelemente gebildet: Einer α-Helix, die eine große hydrophobe Tasche bildet, welche eine Vielzahl unterschiedlicher hydrophober Reste in verschiedenen Konformationen akzeptiert, sowie ein β-Strang, der Peptidrückgrat-Interaktionen eingehen kann. Es überrascht nicht, dass eine Vielzahl an Studien die Beteiligung dieser Bindungsseite mit unterschiedlichen Liganden beschrieben hat. Diese Promiskuität unterstreicht die Bedeutung des Aktivierungsmechanismus der zuvor für die Radixin FERM GABAAR α5-Untereinheit beschrieben wurde und impliziert weitere Regulationsmechanismen, die eine koordinierte Interaktion in vivo ermöglichen. (ii) Weiterhin habe ich mich ausführlich der Analyse der Gephyrin-vermittelten GABAAR Clusterbildung gewidmet. Meine röntgenkristallographischen Studien und Bindungsstudien zeigen, dass Gephyrin mit den GABAAR α1, α2 und α3 Untereinheiten über eine universelle Bindungsstelle interagiert, welche auch die Wechselwirkungen mit der β-Untereinheit des GlyR vermittelt. Mittels Struktur-basierter Mutagenesestudien konnte ich die Schlüsselreste innerhalb von Gephyrin und der Rezeptor-Untereinheiten identifizieren, die einen entscheidenden Beitrag zur Gesamt-Bindungsstärke liefern. Insbesondere zwei konservierte aromatische Reste in der N-terminalen Hälfte der Rezeptorbindungsregion gehen entscheidende hydrophobe Wechselwirkungen mit Gephyrin ein. Dementsprechend konnte J. Mukherjee, ein Mitarbeiter in der Gruppe unseres Kooperationspartners Steven J. Moss, zeigen, dass der Austausch dieser Reste innerhalb der α2-Untereinheit des GABAAR ausreicht, um einen deutlichen Rückgang der Rezeptor Cluster-Anzahl und ihrer Größe in primären hippokampalen Neuronen zu verursachen. Die Ausweitung meiner Rezeptor-Interaktions-Studien auf Collybistin (CB) ergab, dass dieses Protein im Vergleich zu Gephyrin eine umgekehrte, aber dennoch überlappende Rezeptor-Untereinheiten-Präferenz aufweist. Die GABAAR α3-Untereinheit bindet ausschließlich an Gephyrin (Kd = 5 µM), während die GABAAR α1-Untereinheit zwar vor allem Gephyrin bindet (Kd = 17 µM), zusätzlich jedoch eine schwache Affinität (Kd ≈ 400 µM) für die SH3-Domäne von CB aufweist. Im Gegensatz dazu bindet die GABAAR α2-Untereinheit hochaffin an die SH3-Domäne von CB (Kd = 1 µM) und zeigt zusätzlich eine schwache Gephyrin Affinität (Kd ≈ 500 µM). Interessanterweise konnte ich Synergieeffekte zwischen der GABAAR α2-Untereinheit, Gephyrins E-Domäne und CBs SH3-Domäne ausschließen und statt dessen zeigen, dass diese Rezeptor-Untereinheit exklusiv entweder Gephyrin oder CB bindet. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass die Rolle von CB in der Rezeptor-Anhäufung allein durch die konkurrierenden Bindungs-Ereignisse seiner konstituierenden Domänen bestimmt wird. Die intramolekulare Assoziation zwischen der PH und der DH-Domäne mit der SH3-Domäne von CB konkurriert mit unterschiedlichen intermolekularen Wechselwirkungen von CB. Und zwar mit der GABAAR α2-Untereinheit-Bindung an die SH3-Domäne, mit der PIP2-Bindung an die PH-Domäne, sowie mit der Gephyrin-Bindung, welche vermutlich von der PH und DH-Domäne von CB vermittelt wird. (iii) Interessanterweise bestätigen frühere Studien, dass die Rezeptor-Motive, die ich hier identifiziert habe und welche direkt mit den Gerüst-Proteinen wechselwirken, in vivo posttranslational modifiziert vorliegen. Insbesondere wurde gezeigt, dass die Gephyrin-Bindemotive der GABAAR α1-Untereinheit und GlyR β-Untereinheiten Ziele des ERK/MAPK und PKC-Phosphorylierungs-Weges sind, während das Radixin-Bindungs-Motiv innerhalb der GABAAR α5-Untereinheit ubiquitiniert vorliegt. In dieser Dissertation habe ich im Besonderen die ERK-Phosphorylierung von Thr348 in der GABAAR α1-Untereinheit untersucht. Tatsächlich konnten meine Bindungs-Assays eine starke Reduktion der direkten Gephyrin Bindungsstärke beim Einbringen eines phosphomimetischen Restes bestätigen. Darüber hinaus konnte J. Mukherjee eine signifikante Reduktion der Cluster-Anzahl und Größe beim Einführen der gleichen Mutation in die α1-Untereinheit beinhaltenden GABAARs in hippokampalen Neuronen beobachten. Der ERK/MAPK-Regulation-Weg ist daher ein aussichtsreicher Kandidat für die Regulation der GABAergen-Signalübertragung. (iv) In vivo bildet Gephyrin vermutlich durch Selbstorganisation seiner G (GephG) und E-Domänen (GephE) ein multivalentes Gerüst. Angesichts der multimeren Natur Gephyrins und der pentameren Rezeptorarchitektur habe ich die Möglichkeit von Aviditäts-Effekten im Prozess der synaptischen Neurotransmitter-Rezeptor-Anhäufung untersucht. Die Kristallstrukturen von GephE im Komplex mit ausgewählten Peptiden zeigen zwei Rezeptor-Bindungsstellen in räumlicher Nähe (15 Å). Auf der Basis dieser Information habe ich bivalente Peptide entworfen, welche beide Rezeptor-Bindungsstellen in Gephyrin simultan besetzen können und, wie erwartet, konnte ich mit Hilfe verschiedener biophysikalischen Methoden eine unübertroffen hohe, durch Avidität potenzierte, Gephyrin-Affinität nachweisen. Mir gelang es diesen Aviditäts-Effekt für einen schwachen Gephyrin Liganden, ein GABAAR-abgeleitetes Peptid, welcher nicht mit herkömmlichen monomeren Liganden untersucht werden konnte, nutzbar zu machen. Darüber hinaus konnte ich zeigen, dass diese Verbindung gezielt die Rezeptor-Bindungsstelle in GephE besetzt und auf diese Weise hemmend auf Gephyrins Rezeptorbindungsaktivität wirkt. Eine weitere Entwicklung dieser Verbindung könnte die Möglichkeit eröffnen, spezifisch die Wirkung der Entkopplung der Gephyrin Rezeptor-Interaktion in der Zellkultur-Experimenten zu analysieren ohne dabei die Anzahl oder die Funktion der Proteine zu beeinträchtigen, was einen Nebeneffekt von konventionellen Methoden wie Gen „knock-out“, RNA-Interferenz oder den Einsatz von Antikörpern darstellt.
N2  - γ-Aminobutyric acid type A receptors (GABAARs) and glycine receptors (GlyRs) are the major mediators of fast synaptic inhibition in the central nervous system. For proper synaptic function their precise localization and exact concentration within the neuronal surface membrane is essential. These properties are mediated by scaffolding proteins which directly contact the large intracellular loops of the receptors and tether them to cytoskeletal elements of the neuronal cells. In my thesis I deciphered the molecular details of several underlying protein-protein interactions, namely the interaction of a subset of GABAAR and GlyR subunits with the scaffolding proteins gephyrin, radixin and collybistin. I determined short linear motifs within the large intracellular loops of the receptors that directly engage in subunit specific scaffold protein interactions. My quantitative binding studies revealed that gephyrins E domain primarily recognizes the GABAAR α1 (Kd = 17 M) and α3 (Kd = 5 M) subunits, in contrast, the SH3 domain of collybistin mainly interacts with the GABAAR α2 subunit (Kd = 1 µM), while the FERM domain of radixin tightly binds to the GABAAR α5 subunit (Kd = 8 µM). My work additionally demonstrated that this simple relationship is complicated by (i) missing or (ii) overlapping binding specificities between the scaffold proteins and the receptor subunits. Moreover, this thesis addressed the possibility of (iii) posttranslational negative regulation as well as amplification generated by (iv) avidity effects as summarized below. (i) First, using biochemical methods I mapped the radixin-GABAAR α5 interaction in detail. My structural analysis and competition assays suggest that radixin mediates the receptor subunit binding via a universal binding site within the F3 subdomain of its FERM domain. This binding site is formed by an α-helix that offers a large hydrophobic pocket, which accepts a variety of different hydrophobic residues adopting different conformations, and a β-strand that readily engages in peptide backbone interactions. Not surprisingly, this binding site has been implicated in a wide variety of different scaffold interactions, thus emphasizing the importance of the essential FERM activation mechanism described earlier and suggesting additional pathways to allow tight regulation of this interaction. (ii) Next, I analyzed in detail the process of gephyrin-mediated GABAAR clustering. My X-ray crystallographic studies and binding assays revealed that gephyrin mediates binding of the GABAAR α1, α2 and α3 subunit via a universal binding site that also mediates the interactions with the GlyR β subunit. Using structure-guided mutagenesis I identified key residues within gephyrin and the receptor subunits that act as major contributors to the overall binding strength. Namely, two conserved aromatic residues within the N-terminal half of the receptor binding region engage in crucial hydrophobic interactions with gephyrin. Accordingly, J. Mukherjee from the group of our collaborator Steven J. Moss verified a substantial decrease in GABAAR cluster number and size in primary hippocampal neurons upon exchange of these residues within the GABAAR α2 subunit. Extension of my studies to collybistin (CB) revealed an overlapping but reciprocal subunit preference for this protein in comparison to gephyrin. The GABAAR α3 subunit exclusively binds gephyrin, in contrast the GABAAR α1 subunit mainly targets gephyrin (Kd = 17 µM) but additionally displays a moderate affinity (Kd ≈ 400 µM) towards the SH3 domain of CB. The GABAAR α2 subunit binds tightly to the SH3 domain of CB (Kd = 1 µM) and additionally displays a weak gephyrin affinity (Kd ≈ 500 µM). Notably, I could exclude the possibility of synergistic effects between gephyrins E domain, the SH3 domain of CB and the GABAAR α2 subunit. Instead, I found that the GABAAR α2 subunit binds gephyrin and CB in a mutually exclusive manner. These results suggest that CBs role in receptor clustering is solely determined by competing binding events of its constituting domains. Namely, the intra-molecular association between the PH/DH domain and the SH3 domain within CB competes with different inter-molecular interactions of CB: GABAAR α2 binding to the SH3 domain, PIP2 binding to the PH domain and gephyrin presumably binding to the PH and DH domain of CB. (iii) Interestingly, the receptor motifs, which have been mapped in my thesis to directly interact with the scaffold proteins, were shown in earlier studies to be posttranslationally modified in vivo. In particular, the GABAAR α1 and GlyR β subunits have been implicated as targets of the ERK/MAPK and PKC phosphorylation-pathways, respectively, while the GABAAR α5 subunit motif was shown to be ubiquitinated. In this dissertation, I analyzed Thr348, a possible ERK phosphorylation site within GABAAR α1. My binding assays verified a severe reduction of the direct gephyrin binding strength upon introduction of the respective phosphomimetic residue. The relevance of this in vitro result was highlighted by J. Mukherjee who confirmed a significant reduction in GABAAR cluster number and size upon introduction of the same mutation. The ERK/MAPK pathway is therefore a promising candidate for regulation of GABAergic transmission. (iv) In vivo, gephyrin presumably forms a multivalent scaffold, which is based on the self-association of its G (GephG) and E domains (GephE). Given the multimeric nature of gephyrin and the pentameric receptor architecture, I tested the possibility of avidity in the clustering of inhibitory neurotransmitter receptors. Cocrystallization of selected minimum peptides with GephE and their crystal structure analyses enabled me to define a receptor-derived peptide that offers a maximized gephyrin affinity. The structure of the GephE-GlyR  receptor complex reveals two receptor-binding sites in close spatial vicinity (15 Å). I therefore designed bivalent peptides that enable to target both GephE sites at the same time and, as expected, a variety of biophysical methods verified an avidity-potentiated and unmatched high gephyrin affinity for these bidentate compounds. Notably, I could extend the dimerization approach to low affinity gephyrin ligands, namely short GABAAR-derived peptides that could not be studied using conventional monomeric ligands. Additionally, I verified that this compound specifically targets GephEs receptor binding site, and that it thereby inhibits its receptor binding activity. Further development of this molecule may offer the possibility to specifically analyze the effect of uncoupling the gephyrin-receptor interaction in cell culture-based assays, without altering protein function or expression level that accompanies conventional methods such as protein knock-out, RNA interference or the usage of antibodies.
KW  - Gephyrin
KW  - Neurotransmitter-Rezeptor
KW  - GABAA-Rezeptor
KW  - Glyzinrezeptor
KW  - Gephyrin
KW  - Neurotransmitter Rezeptoren
KW  - GABA A Rezeptoren
KW  - Rezeptor Verankerung
KW  - Glyzin Rezeptoren
KW  - Gephyrin
KW  - Neurotransmitter Receptors
KW  - GABA A Receptors
KW  - Receptor Anchoring
KW  - Glycine Receptors
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85712
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schneider, Mara
T1  - Effects of levothyroxine on bone mineral density, muscle force and bone turnover markers: A cohort study
T1  - Langzeitwirkung von Levothyroxin auf Knochendichte, Muskelkraft und Knochenstoffwechsel: eine Kohortenstudie
N2  - The objective of this prospective observational controlled study was to evaluate potential effects and dose-response relationship of LT4 administration on BMD, parameters of bone and muscle strength, and biochemical variables of calcium homoeostasis and bone turnover.Ninety-seven men and pre-menopausal women after near total thyroidectomy and ¹³¹I remnant ablation for well-differentiated thyroid carcinoma or after strumectomy for non-toxic goitre were stratified by degree of TSH suppression and by gender in three subgroups: 28 men and 46 women on LT4 suppressive treatment and 23 women on LT4 replacement therapy. Patients were matched for age, gender and BMI to 89 healthy controls with a negative history of thyroid disease. Patients and controls were followed and studied for a mean time of 1.1±0.2 years. Peripheral volumetric total and trabecular BMD as well as bone strength (pQCT) were determined at the ultra-distal radius. Central areal BMD (DXA) was measured at the lumbar spine, left and right femoral neck as well as left and right total hip. Maximum grip strength (dynamometer) of the non-dominant forearm and serum markers of calcium and bone metabolism were assessed. BMD at the axial skeleton and muscle strength were not impaired by LT4 medication irrespective of gender, underlying diagnosis or treatment regimen. By contrast, a general trend of inversely affected total and trabecular BMD and of decreased bone strength was detected at the ultra-distal radius. Only in women on LT4 suppressive treatment, loss of total BMD at the ultra-distal radius reached a level of high significance. In women on LT4 replacement therapy, a significant decline of maximum grip strength appeared in comparison with female controls, while appendicular total and trabecular BMD as well as bone strength remained unchanged and did not differ from respective controls. In men on LT4 suppressive treatment, greater reduction of bone strength as compared to female thyroid cancer patients was marginally significant. Calcium balance was stable and serum concentrations of bone metabolism markers levelled off or rather decreased contradicting (high turnover) bone loss. The study did not reveal any dose-related differential influence of LT4 administration either on primary or secondary study endpoints in female patients. A gender-related difference of bone strength in response to LT4 suppressive treatment might not be excluded, as male thyroid cancer patients showed greater decline of bone strength despite unaffected peripheral BMD and muscle strength. In conclusion, there was only little evidence of adverse LT4 effects. For the most part, LT4 administration irrespective of degree of TSH suppression was not associated with low or accelerated loss of BMD at the peripheral and central skeleton and loss of bone and muscle strength, a finding also confirmed biochemically. The ultra-distal radius as a non-weight bearing skeletal site might be at risk for BMD reduction. According to the results, pre-menopausal women on LT4 suppressive therapy might be at risk of bone loss. The more complex approach of this study also took into account biomechanical qualities of bone material as well as structural and geometrical characteristics of bone architecture implying a causal muscle-bone interrelationship.
N2  - Diese prospektive, kontrollierte Beobachtungsstudie untersuchte den Langzeiteinfluß einer medikamentösen Behandlung mit LT4, auch unter dem Aspekt einer Dosis-Wirkungsbeziehung, auf periphere und axiale Knochendichte, periphere Knochenfestigkeit und Muskelkraft (d.h. primäre Studienendziele) sowie auf Laborparameter des Kalziums- und Knochenstoffwechsels (d.h. sekundäre Studienendziele) bei Schilddrüsenkarzinom- und Strumapatienten/-innen. Das Patientenkollektiv umfasste 97 Männer und prämenopausale Frauen unter LT4-Dauermedikation wegen Thyroidektomie und ¹³¹I Ablationstherapie bei differenziertem Schilddrüsenkarzinom oder einer Strumektomie bei euthyreoter Struma. Die Patienten wurden nach Geschlecht sowie Grad der TSH-Suppression, der abhängig von der vorliegenden Schilddrüsengrunderkrankung war, in drei Gruppen eingeteilt: 28 männliche und 46 prämenopausale Karzinompatienten/-innen unter TSH-suppressiver Therapie sowie 23 prämenopausale Strumapatientinnen unter physiologischer Schilddrüsenhormonsubstitution. 89 gesunde Freiwillige mit negativer Schilddrüsenanamnese dienten als Kontrollen, die bezüglich Alter, Geschlecht und BMI angepaßt waren. Patienten und Kontrollen wurden bei Studieneintritt und nach einem Zeitraum von 1.1±0.2 Jahren wiederholt untersucht. Bestimmt wurden die periphere volumetrische totale und trabekuläre Knochendichte sowie die periphere Knochenfestigkeit am ultra-distalen Radius (pQCT), die axiale planare Knochendichte an der Lendenwirbelsäule, am linken und rechten Schenkelhals sowie an der linken und rechten Hüfte (DXA), die maximale Griffstärke des nicht-dominanten Unterarms (Dynamometer) sowie Laborparameter des Kalziums- und Knochenstoffwechsels. Die langfristige Gabe von LT4 verringerte weder die Knochendichte am axialen Skelett noch die periphere Muskelkraft. Am ultra-distalen Radius zeigte sich eine Tendenz zu verminderter Knochenfestigkeit sowie zu verringerter totaler Knochendichte bei erhöhter trabekulärer Knochendichte. Nur bei Frauen unter TSH-suppressiver Therapie erreichte der Verlust an peripherer totaler Knochendichte ein hohes Signifikanzniveau. Frauen in Substitutionsbehandlung wiesen im Vergleich zu den weiblichen Kontrollen einen signifikanten Verlust an peripherer Muskelkraft auf bei unveränderter peripherer totaler und trabekulärer Knochendichte sowie unveränderter peripherer Knochenfestigkeit. Männer unter TSH-suppressiver Therapie zeigten tendenziell einen größeren Verlust an peripherer Knochenfestigkeit als Frauen. Die biochemischen Resultate, die einen normalen Kalziumhaushalt sowie konstante bzw. abfallende Serumkonzentrationen an Knochenstoffwechselmarkern umfassten, untermauerten die ausgebliebenen bis geringfügigen morphologischen Veränderungen am Knochen. Weder bei primären noch sekundären Studienendzielen lies sich eine Dosis-Wirkungsbeziehung nachweisen. Eine langfristige medikamentöse Behandlung mit LT4 wirkte sich nicht bzw. nur sehr geringfügig nachteilig auf die (Funktions-)Einheit von Knochen und Muskel aus. Die Gabe von LT4 war weder assoziiert mit niedrigen Ausgangswerten peripherer und axialer Knochendichte, peripherer Knochenfestigkeit und Muskelkraft noch mit einem (beschleunigten) Verlust an peripherer und axialer Knochendichte, peripherer Knochenfestigkeit und Muskelkraft. Dieses Resultat spiegelte sich auch biochemisch wider. Der ultra-distale Radius könnte einen hinsichtlich Knochendichteverlustes gefährdeten Skelettabschnitt darstellen. Für die Patientengruppe der Frauen unter TSH-suppressiver Therapie könnte sich daraus ein erhöhtes Risiko für periphere Frakturen ergeben. Diese Studie berücksichtigte auch bisher außer Acht gelassene biomechanische, strukturelle und geometrische Eigenschaften von Knochensubstanz und -architektur, denen eine eng miteinander verknüpfte, sich gegenseitig stark beeinflussende Funktionseinheit von Knochen und Muskel zugrunde liegt.
KW  - Schilddrüse
KW  - Muskelkraft
KW  - Knochenstoffwechsel
KW  - Schilddrüsenhormontherapie
KW  - Knochendichte
KW  - Levothyroxine
KW  - bone mineral density
KW  - muscle force
KW  - bone metabolism
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85173
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schuster, Beatrice
T1  - Genotyping Fanconi Anemia : From Known to Novel Genes -From Classical Genetic Approaches to Next Generation Sequencing
T1  - Genotypisierung der Fanconi Anämie
N2  - Fanconi anemia (FA) is an autosomal recessive or X-chromosomal inherited disorder, which is not only phenotypically but also genotypically very heterogeneous. While its hallmark feature is progressive bone marrow failure, many yet not all patients suffer additionally from typical congenital malformations like radial ray defects and growth retardation. In young adulthood the cumulative risk for developing hematological or other malignancies is compared to the general population several hundred-fold increased. The underlying molecular defect is the deficiency of DNA interstrand crosslink (ICL) repair. ICLs are deleterious lesions, which interfere with crucial cellular processes like transcription and replication and thereby can lead to malignant transformation, premature senescence or cell death. To overcome this threat evolution developed a highly complex network of interacting DNA repair pathways, which is conserved completely only in vertebrates. The so called FA/BRCA DNA damage response pathway is able to recognize ICLs on stalled replication forks and promotes their repair through homologous recombination (HR). Today we know 15 FA genes (FANCA, -B, -C, -D1, -D2, -E, -F, -G, -I, -J, -L, -M, -N, -O and -P) whose products are involved in this pathway. Although more than 80% of FA patients carry biallelic mutations in either FANCA, FANCC or FANCG, there are still some who cannot be assigned to any of the known complementation groups. This work aimed to indentify the di¬sease causing mutations in a cohort of those unassigned patients. Initial screens of the candidate genes FAN1, MHF1 and MHF2 did not reveal any pathogenic alterations. Moreover, FAN1 could be excluded as FA candidate gene because patients carrying a homozygous microdeletion including the FAN1 locus did not show a phenotype comparable to FA patients. In the case of MHF1 and MHF2 the reason for the negative screening result is not clear. Mutation carriers might be rare or, regarding the diverse and also FA pathway independent protein functions, phenotypically not comparable to FA patients. Nevertheless, this study contri¬buted to the identification and characterization of the most recent members of the FA pathway - RAD51C (FANCO), SLX4 (FANCP) and XPF (FANCQ). FANCO is one of the RAD51 paralogs and is involved in crucial steps of HR. But since the only reported FA-O patient has so far not developed any hematological anomalies, FANCO is tentatively designated as gene underlying an FA-like disorder. In contrast, patients carrying biallelic mutations in FANCP do not only show hematological anomalies, but as well congenital malformations typical for FA. The distinct role of FANCP in the FA pathway could not be determined, but it is most likely the coordination of structure-specific nucleases during ICL excision. One of these nucleases is the heterodimer XPF/ERCC1. XPF is probably disease causing in the complementation group FA-Q and is the first FA gene, which was identified by Next Generation Sequencing (NGS). Extraordinarily is that mutations in this gene had previously been reported to cause two other disorders, xeroderma pigmentosum and segmental progeria. Despite some overlaps, it was shown that the divergent phenotypes could clearly be distinguished and are caused by distinct functional defects of XPF. Additionally, this work aimed to improve and accelerate the genotyping process of FA patients in general. Therefore, classical approaches should be complemented or fully replaced by approa¬ches using NGS. Massively parallel sequencing of the whole exome proved to be most appro¬priate and the establishment of an FA-specific analysis pipeline facilitated improved molecular diagnostics by combining complementation group assignment and mutation analysis in one step. Consequently two NGS studies revealed the pathogenic defect in several previously unassigned FA patients and thereby added another patient to one of the most recent subtypes, FA-P. In summary, this work contributed not only to further completion of the FA/BRCA DNA repair network by adding three novel genes, it also showed that classical molecular approaches for re¬search as well as for diagnostics could be replaced by NGS.
N2  - Die Fanconi Anämie (FA) ist eine autosomal rezessiv oder X-chromosomal vererbte Erkrankung, deren charakteristisches diagnostisches Merkmal das progressive Versagen des Knochenmarks darstellt. Viele, jedoch nicht alle Patienten leiden zusätzlich an kongenitalen Fehlbildungen, wie Radialstrahl-Anomalien oder Minderwuchs. Im Vergleich zur normalen Bevölkerung steigt zu¬dem im jungen Erwachsenenalter das Risiko für hämatologische und auch solide Tumoren um ein Vielfaches. Verantwortlich hierfür ist sehr wahrscheinlich der zugrunde liegende Defekt in der Reparatur von DNA-Interstrang-Quervernetzungen. Diese Art der Läsion blockiert wich¬tige zelluläre Prozesse wie Transkription und Replikation, und kann daher nicht nur zur Ent¬artung oder vorzeitigen Alterung der Zellen, sondern auch zu stark erhöhten Apoptose-Raten führen. Zur Entfernung dieser Quervernetzungen hat die Evolution ein komplexes Netzwerk an verschiedenen Reparaturwegen hervorgebracht, das nur in Vertebraten vollständig konserviert ist. Der sogenannte FA/BRCA-Reparaturweg ist in der Lage Quervernetzungen an stagnierten Replikationsgabeln zu erkennen und zu entfernen. Heute kennen wir 15 Gene (FANCA, -B, -C, -D1, -D2, -E, -F, -G, -I, -J, -L, -M, -N, -O und -P), deren Produkte in diesem Weg involviert sind und deren pathogene Veränderung zur Ausprägung des FA-Phänotyps führen. Rund 80% aller Fälle können durch biallelische Mutationen in FANCA, FANCC und FANCG erklärt werden. Pa¬thogene Varianten in anderen Genen werden weitaus seltener gefunden und ein kleiner Anteil der Patienten kann keiner der bekannten Komplementationsgruppen zugeordnet werden. Das Ziel dieser Arbeit war es, den ursächlichen genetischen Defekt in diesen Patienten aufzudecken. Untersuchungen an den Kandidatengenen FAN1, MHF1 und MHF2 konnten keine pathoge¬nen Veränderungen identifizieren. FAN1 konnte darüber hinaus gänzlich als Kandidatengen aus¬geschlossen werden, da Patienten mit einer homozygoten FAN1-Deletion keinen FA-Phänotyp zeigten. Im Fall von MHF1 und MHF2 sind Mutationsträger wahrscheinlich sehr selten oder unterscheiden sich in ihrem Phänotyp von den bisher bekannten FA Patienten. Nichtsdestotrotz trug diese Arbeit maßgeblich zur Aufklärung der genetischen Ursache in den Untergruppen FA-O, FA-P und FA-Q bei. Ursächlich für den Subtyp FA-O sind biallelische Mutationen in RAD51C, einem Paralog der Rekombinase RAD51, mit offenbar entscheidender Funktion in der homolo¬gen Rekombinationsreparatur. Da der einzige bislang beschriebene Patient zum Zeitpunkt der Veröffentlichung zwar charakteristische Fehlbildungen, aber weder hämatologische Auffälligkei¬ten, noch maligne Veränderungen zeigte, wird RAD51C (FANCO) bisher als zugrunde liegendes Gen einer FA-ähnlichen Krankheit bezeichnet. Bei der Identifizierung von SLX4 als ursächliches Gen der Untergruppe FA-P gab es hingegen keine Zweifel; alle Patienten zeigten einen sehr ty¬pischen Phänotyp. SLX4 (FANCP) scheint eine entscheidende Rolle bei der Exzision von DNA-Quervernetzungen zu spielen, indem es die Funktion oder richtige Positionierung von Struktur-spezifischen Nukleasen koordiniert. Eine dieser Nukleasen ist das Heterodimer XPF/ERCC1. XPF liegt wahrscheinlich der Komplementationsgruppe FA-Q zugrunde und ist das erste FA-Gen, das mittels Next Generation Sequencing (NGS) identifiziert wurde. Interessanterweise wurde es zuvor bereits als genetische Ursache von Xeroderma pigmentosum und segmentärer Progerie beschrieben. Diese Studie konnte jedoch belegen, dass die jeweiligen Mutationen die Proteinfunktion derart unterschiedlich beeinflussen, dass es tatsächlich zur Ausprägung von drei divergenten Phänotypen kommen kann. Neben der Kandidatengensuche war ein weiteres Ziel dieser Arbeit die Implementierung neuer Techniken für die FA-Genotypisierung. Klassische Methoden der Molekulargenetik sollten hier¬für durch Anwendungen des NGS ergänzt oder gänzlich ersetzt werden. Die Hochdurchsatz- Sequenzierung des gesamten Exoms erwies sich als geeignet und kann Komplementationsgrup¬pen-Zuordnung und Mutationsanalyse in einem Schritt vereinen. Durch die Etablierung einer FA-spezifischen bioinformatischen Datenanalyse konnte im Rahmen dieser Arbeit der genetische Defekt bereits mehrerer Patienten aufgeklärt werden. Im Besonderen konnte ein weiterer Patient der neuen, noch wenig charakterisierten Untergruppe FA-P zugeordnet werden. Insgesamt trug diese Arbeit also nicht nur zur weiteren Vervollständigung des FA/BRCA-Re-paraturweges bei, indem drei neue FA-Gene hinzugefügt wurden; sie zeigte außerdem, dass klas¬sische Methoden der Molekulargenetik sowohl in Forschung als auch Diagnostik künftig durch das NGS ersetzt werden könnten.
KW  - Fanconi Anämie
KW  - DNA Reparatur
KW  - DNS-Reparatur
KW  - Fanconi Anemia
KW  - DNA repair
KW  - Next generation sequencing
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85515
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TY  - THES
A1  - Trebin, Amelie
T1  - Entwickelt sich eine Meningeose beim Medulloblastom gleichmäßig kranial und spinal?
T1  - Is the development of meningeosis in medulloblastomas uniformly cranial and spinal?
N2  - In der Nachsorge des Medulloblastoms wird standardmäßig auf die Bildgebung mittels Magnetresonanztomographie zurück gegriffen. Da die Erkrankung vor allem entlang der Liquorwege in Form einer kranialen oder spinalen Meningeose metastasiert, wurde anhand Daten der Therapieoptimierungsstudie "HIT 2000" verglichen, welche Lokalisation am häufigsten betroffen ist. Es zeigte sich, dass zu einem hohen Prozentanteil vor allem eine kombinierte Meningeose im Rezidiv oder Progress auftritt, gefolgt von einer kranialen Metastasierung. Dennoch gibt es eine Gruppe an Patienten, die eine isolierte spinale Meningeose entwickeln.
N2  - In the follow-up of patients with medulloblastoma, the MRI has been established as standard procedure. The tumor most often spreads via the cerebrospinal fluid as cranial oder spinal meningeoses. We compared the frequency of progress or relapse in children undergoing treatment according to the "HIT 2000" protocol. There could be shown, that the most common localization of meningeosis is both cranial and spinal, followed by isolated cranial meningeosis. Nevertheless there is a group of patients, developing an isolated spinal meningeosis.
KW  - Kernspintomographie
KW  - Metastase
KW  - Hirntumor
KW  - Meningeose
KW  - Medulloblastom
KW  - kranial
KW  - Meningeosis
KW  - Medulloblastoma
KW  - cranial
KW  - spinal
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-92226
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TY  - THES
A1  - Herrmann, Leonie Judith Maria
T1  - TP53 Mutationen und Polymorphismen bei erwachsenen Patienten mit Nebennierenrindenkarzinom
T1  - TP53 mutations and polymorphisms in adult patients with adrenocortical carcinoma
N2  - Das Nebennierenrindenkarzinom (NNR-Ca) gehört mit einer Inzidenz von 1-2/1000000 zu den seltenen malignen Neubildungen. Neben Sarkomen, Hirntumoren, Brustkrebs und Leukämie gehört das NNR-Ca zu den Kerntumoren, durch die das selten vorkommende autosomal dominante Tumor-Prädispositions Syndrom, das Li Fraumeni Syndrom (LFS) gekennzeichnet ist. Das LFS wird mit Keimbahnmutationen im Tumorsuppressor Gen TP53 in Verbindung gebracht. Die vorliegende Arbeit untersucht TP53 Keimbahnmutationen und -polymorphismen und ihre Auswirkung auf klinische Faktoren bei einem großen Kollektiv von erwachsenen NNR-Ca Patienten. 
Es wurde DNS aus Blut und teilweise aus Tumorgewebe von Patienten aus dem Deutschen Nebennierenrindenkarzinom Register extrahiert und die Exons 2 bis 11 von TP53 sequenziert. Darüber hinaus wurde der Nachweis der Mutationen und eines Loss of Heterozgosity von TP53 im Tumorgewebe und die immunhistochemische Färbung von p53 vorgenommen. Die anschließende Auswertung der Daten erfolgte unter Einbeziehung des klinischen Verlaufs der Krankheit bei den Patienten. 
In dieser Arbeit konnten vier NNR-Ca Patienten (3,9 %) mit mindestens einer Keimbahnmutation im TP53 identifiziert werden, bei den unter 40-jährigen entspricht dies einem Anteil von 13,0 %. Unter der Altersgrenze von 40 Jahren sollte daher ein TP53 Mutationsscreening erwogen werden. 
Die Auswertung der Polymorphismen zeigte, dass diese einen Einfluss auf die Entstehung und den klinischen Verlauf des NNR-Cas zu haben scheinen, jedoch weitere Studien nötig sind.
N2  - Adrenocortical cancer (ACC) is a rare malignancy with an incidence of 1-2 cases  per million population. Li Fraumeni Syndrom (LFS) is a rare autosomal dominant cancer predisposition syndrome  that is characterized by sarcoma, brain tumor, breast cancer, leukaemia, and ACC. LFS is associated with germline mutations in the tumor supressor gene TP53. This study investigates TP53 germline mutations and polymorphisms and their impact on clinical characteristics of a large cohort of adult patients with ACC. 
DNA was extracted from peripheral blood and tumor tissue derived from patients from the German ACC registry and sequencing was performed on exons 2-11 and adjacent introns.
Tumor tissue was analyzed for loss of heterozygosity of TP53 and p53 immunohistochemitry. Analysis was performed by taking clinical characteristics of ACC patients into consideration.
Four ACC patients (3.9%) were carriers of at least one TP53 germline mutation corresponding to 13% below the age of 40 years.
In younger adults (<40 yr) with ACC screening for TP53 mutations should be considered.
While further studies are needed to validate the data, the analysis of TP53 polymorphisms showed possible impact of polymorphisms on development and course of ACC.
KW  - TP53
KW  - Nebennierenrindenkarzinom
KW  - Adrenocortical cancer
KW  - Mutationen
KW  - Polymorphismen
KW  - LOH
KW  - Li Fraumeni Syndrom
KW  - R337H
KW  - mutation
KW  - polymorphism
KW  - Li Fraumeni syndrome
KW  - LOH
KW  - R337H
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-93786
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TY  - THES
A1  - Ullrich, Franziska
T1  - Infektion mit Polyomavirus WU bei Kindern mit akuter Erkrankung des Respirationstrakts
T1  - WU Polyomavirus in children with acute respiratory infection
N2  - Das Polyomavirus WU (WUPyV) wurde erstmalig im Jahr 2007 in respiratorischem Material bei Patienten mit respiratorischem Infekt beschrieben. Charakterisierung, Epidemiologie und Beurteilung des Krankheitswerts des neuen Virus sind seither Gegenstand vieler Studien weltweit. Retrospektiv wurde Probenmaterial aus dem Respirationstrakt auf WUPyV mittels PCR untersucht. Das Material war zur virologischen Routinediagnostik eingegangen und stammte von in der Universitätskinderklinik Würzburg stationär behandelten Kindern, deren klinische Diagnosen anonymisiert zur Verfügung standen. Es wurden 1277 Nasenrachensekrete (NRS) berücksichtigt aus dem Zeitraum zwischen Januar 2002 und September 2005 sowie zwischen Januar und Juli 2007.  Von 1277 NRS waren 62 (4,9 %) positiv für WUPyV. Das Virus wurde in jedem Monat eines Jahres nachgewiesen, wobei Wintermonate insgesamt stärker vertreten waren. Das mediane Alter der betroffenen Patienten betrug 3,0 Jahre (4 Monate – 6,3 Jahre). Klinische Diagnosen bei WUPyV-Infektionen umfassten ein breites Spektrum an oberen und unteren Luftwegserkrankungen. Bei 33 NRS (53,2 %) waren neben WUPyV zuvor ein oder zwei weitere respiratorische Viren durch PCR oder Immunfluoreszenz-Antigentest nachgewiesen worden (Adenovirus: 10; Influenza A: 10; humanes Bocavirus: 9; RSV: 5; Parainfluenzavirus 1/2/3: 3). Die Sequenzanalyse eines 647 bp langen Abschnitts der nicht kodierenden Region bei 50 WUPyV-positiven NRS zeigte eine Übereinstimmung der Sequenzen von 98,5 %. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie unterstützen bisherige Ergebnisse zur Epidemiologie und Verbreitung des WUPyV. Demnach konnte WUPyV-DNA bei akuter respiratorischer Infektion im menschlichen Respirationstrakt, bevorzugt bei Kleinkindern, detektiert werden. WUPyV wies eine hohe Koinfektionsrate mit anderen respiratorischen Viren auf. Es zeigte sich in der phylogenetischen Analyse zweier Genomabschnitte eine geringe Variabilität des Genoms. Bei bisheriger Datenlage bleibt unklar, ob der Nachweis von WUPyV-DNA in NRS mit einer akuten respiratorischen Erkrankung assoziiert werden kann.
N2  - WU Polyomavirus (WUPyV) was identified in 2007 in respiratory tract samples from individuals with acute respiratory tract infection. Since then there was research worldwide to characterize the new virus in terms of epidemiology, prevalence as well as virus pathogenicity, associated diseases and clinical aspects. We tested 1277 nasal pharyngeal aspirates (NPA) for WUPyV-DNA with a qualitative PCR. NPA were collected from patients, which were treated for acute respiratory tract infection at the University Children’s Hospital in Wuerzburg, Germany. The samples were sent to the Institute of Virology and Immunobiology, Wuerzburg, for routine screening of respiratory viruses between January 2002 and July 2007. Clinical diagnoses were available for retrospective analyse. We found 62 out of 1277 (4,9%) NPA positive for WUPyV-DNA. The virus circulated during the whole year. The median age of infected patients was 3 years (range 4 months to 6,3 years). Clinical diagnoses of the patients included symptoms of upper and lower respiratory tract infections. Co-infections with other respiratory viruses occurred in 33 NPA (53,2%), simultaneously detected with WUPyV were Adenovirus, Influenza A-Virus, human Bocavirus, RS-Virus and Parainfluenzavirus 1/2/3. Additionally we analysed in a set of 50 WUPyV-positive samples a 647 bp sequence of the non-coding control region and revealed a sequence identity of 98,5%. The results of this study were able to reproduce data of previous reports concerning the newly discovered WUPyV. The virus was detected in NPA of patients with acute respiratory tract infection worldwide, particularly in children at the age of 4 and younger. It goes along with a high co-infection rate with other respiratory viruses. In phylogenetic analyses the WUPyV genome seems to have a high sequence identity. Further studies need to be done to determine the pathogenicity of WUPyV and connect the presence of the virus in human samples to a causal relationship with a specific clinical condition.
KW  - Atemwegsinfektionen
KW  - Polyomaviren
KW  - Polymerase-Kettenreaktion
KW  - Virusinfektionen
KW  - Respiratory infection
KW  - qualitative PCR
KW  - Polyomavirus WU
KW  - new respiratory viruses
KW  - epidemiology
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-93894
ER  - 
TY  - THES
A1  - Herz, Stefan
T1  - Dynamische Veränderungen der Homing-Rezeptor-Expression humaner T-Zellen im peripheren Blut
T1  - The dynamics of surface marker expression on human peripheral blood T cells
N2  - Dieses Projekt soll zur Entwicklung eines Bluttests beitragen, um bei allogen stammzelltransplantierten (allo-SZT) Patienten eine drohende akute Graft-versus-Host 
Disease (aGVHD) vorhersagen und von einer Infektionskomplikation unterscheiden zu 
können. Die aGVHD und opportunistische Infektionen, wie etwa eine Zytomegalievirus-
Infektion, stellen die Hauptrisiken der allo-SZT dar. Eine durch einen prädiktiven Test verbesserte Vorhersage bzw. Differenzierung dieser beiden schweren omplikationen 
könnte zu einem breiteren Einsatz der allo-SZT führen. 
Eine Reihe von Erkenntnissen lassen die Vermutung zu, dass bestimmte Homing-
Rezeptoren auf T-Zellen im peripheren Blut als Marker zur Vorhersage und Differenzierung zwischen einer aGVHD und Infektionskomplikationen dienen könnten. So wurde in Mausmodellen gezeigt, dass die Pathogenese der aGVHD ein streng zeitlich regulierter und organspezifischer Immunprozess ist. Alloreaktive T-Zellen müssen bestimmte Homing-Rezeptoren exprimieren, um in die Zielorgane der aGVHD (Gastrointestinaltrakt, Leber und Haut) einwandern zu können. Die Immunreaktion auf eine Infektion setzt ebenfalls voraus, dass in der adaptiven Immunantwort T-Zellen organ- und entzündungsspezifische Homing-Rezeptoren exprimieren. 
Eine zentrale Voraussetzung für einen prospektiven klinischen Test mit allo-SZT Patienten ist die Kenntnis der physiologischen Bandbreite der Oberflächenmarker auf  
T-Lymphozyten in Gesunden, um diese von pathophysiologischen Veränderungen unterscheiden zu können. Ziel dieser Arbeit war es daher, eine effiziente und zuverlässige Methode zu entwickeln, um das Homing-Rezeptor-Profil von humanen T-Zellen im peripheren Blut analysieren zu können. Dazu wurde ein urchflusszytometrie-Test mit 25 Oberflächenmarkern etabliert, die eine Rolle in der Pathogenese der aGVHD und bei Infektionen spielen könnten. Mit diesem Test wurde die Expression der 
Oberflächenmarker von 21 gesunden Probanden an 8 Zeitpunkten über einen Zeitraum von 3 Wochen analysiert.  
Die untersuchten Oberflächenmarker lassen sich dabei entsprechend ihrer Expressionsmuster in drei Kategorien einteilen, nämlich (I) zeitlich stabile niedrige,  
(II) zeitlich stabile hohe und (III) dynamisch schwankende Expression. Aufbauend auf diesen Ergebnissen für gesunde Probanden wurde am Universitätsklinikum Würzburg eine prospektive klinische Studie an aGVHD-Patienten begonnen.
N2  - This project contributes to the development of a blood test to predict acute graft-versus-
host disease (aGvHD) and to differentiate it from infectious complications in allogeneic hematopoietic cell transplantation (allo-HCT). aGvHD and opportunistic infections like Cytomegalovirus infections are major risks of allo-HCT. Such a predictive test could 
bring a major improvement in the prevention and treatment of aGvHD. The basic idea of this test is that certain homing receptors on peripheral blood 
T cells could serve as markers to predict and to differentiate between aGvHD and 
opportunistic infections. This is supported by several empirical findings. It has been 
recently demonstrated in murine in vivo imaging models that aGvHD pathogenesis is an 
organ specific process that is tightly regulated in time. Alloreactive T cells express certain homing receptors in order to reach the aGvHD target organs (intestinal tract, 
liver and skin). Also the immune response to an infection requires the expression of specific homing receptors on T cells.  
For a prospective clinical test with allo-HCT patients it is important to establish the physiological ranges of T cell surface markers of healthy individuals, to distinguish them from pathological changes. This project intends to establish an efficient and reliable method to analyze the homing receptor profile of human peripheral blood 
T cells. A multiplex flow cytometry test for cytotoxic and T helper cell subsets was developed to analyze the expression of 25 activation markers, organ specific homing receptors and inflammatory response receptors on human peripheral blood T cells that are likely to play a role in the pathogenesis of aGvHD and infections. With this test the surface marker profile of 21 healthy individuals was analyzed. The peripheral blood 
mononuclear cells were examined by flow cytometry at 8 points in time within 3 weeks. Preliminary mouse experiments in our group suggested these points in time as critical for subsequent prospective clinical studies.  
We found that the surface marker expression on peripheral blood cytotoxic and 
T helper cells in healthy probands can be subdivided into 3 categories: (I) constant low 
expression, (II) constant high expression and (III) T cell subsets that dynamically change the expression. These findings for healthy probands form the basis for a recently 
initiated clinical prospective study with allo-HCT patients at the University Hospital Würzburg.
KW  - T-Lymphozyt
KW  - graftversushostdisease
KW  - Homing-Rezeptor
KW  - Oberflächenmarker
KW  - Durchflusszytometrie
KW  - Graft-versus-Host-Disease
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-93907
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TY  - THES
A1  - Schuster, Thomas Friedrich
T1  - Akute exogene Intoxikationen im Patientengut der Intensivstation der Medizinischen Universitätsklinik Würzburg : 1996 - 2000
T1  - Acute exogenous intoxications 
in the patient property of the intensive care unit 
of the medical university clinic Wuerzburg: 1996 - 2000
N2  - Akute exogene Intoxikationen, Arten, Häufigkeiten, Therapien und Komplikationen im 5 Jahresrückblick 1996 bis 2000 und im Vergleich zu 1986 bis 1990 im Patientengut der Intensivstation der Medizinischen Universitätsklinik Würzburg.
N2  - Acute exogenous intoxications 
in the patient property of the intensive care unit 
of the medical university clinic Wuerzburg: 1996 - 2000
KW  - Vergiftung
KW  - Intoxikation
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-90523
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TY  - THES
A1  - Hustavova, Maria
T1  - Förderung erneuerbarer Energien in der Slowakei und in Deutschland - Eine rechtsvergleichende Analyse am Beispiel der Richtlinie 2009/28/EG mit Schwerpunkt auf Biogas -
T1  - Promoting renewable energy in Slovakia and in Germany – A comparative legal analysis exemplifying directive 2009/28/EG with focus on Biogas
N2  - Das Europarecht stellt eine gemeinsame Grundlage für die Förderung der erneuerbaren Energien in den Mitgliedstaaten dar. Sowohl die Slowakei als auch Deutschland mussten die Richtlinie 2009/28/EG in ihr nationales Recht umsetzen. Dabei ergeben sich Gemeinsamkeiten, aber auch Unterschiede. In der vorliegenden Arbeit werden die Förderungspolitiken beider Staaten erörtert und auch der Frage nachgegangen, inwiefern sie den Anforderungen der Richtlinie gerecht werden. Politische, kulturelle und historische Hintergründe spielen hierbei eine wichtige Rolle. Die Arbeit enthält auch Empfehlungen zum Handlungsbedarf.
N2  - Promoting renewable energy in Slovakia and in Germany – A comparative legal analysis exemplifying directive 2009/28/EG with focus on Biogas
KW  - erneuerbare Energien
KW  - Slowakei
KW  - Richtlinie
KW  - Rechtsvergleich
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-92468
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TY  - THES
A1  - Hartmann, Fabian
T1  - Elektrooptische Transporteigenschaften und stochastisch aktivierte Prozesse Resonanter Tunneldioden
T1  - Electro-optical and transport properties and stochastically activated processes of resonant tunneling diodes
N2  - Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden elektrooptische Transporteigenschaften und stochastisch aktivierte Prozesse Resonanter Tunneldioden (RTDs) bei Raumtemperatur untersucht. Die RTDs wurden auf dem III-V Halbleitermaterialsystem AlGaAs/GaAs durch Molekularstrahlepitaxie, Elektronenstrahllithographie und trockenchemischen Ätztechniken hergestellt. Im Bereich des negativen differentiellen Leitwerts konnte bistabi-les Schalten und hierbei stochastisch aktivierte Dynamik nichtlinearer Systeme untersucht werden. Die Flächenabhängigkeit der Ätzrate konnte ausgenutzt werden, um RTDs mit einem Stamm und zwei Transportästen zu realisieren, welche hinsichtlich ihrer optischen und elektrischen Eigenschaften untersucht wurden. Im ersten experimentellen Abschnitt 3.1 werden die elektrischen Transporteigenschaften Resonanter Tunneldioden bei Raum-temperatur und die Flächenabhängigkeit des kohärenten und nicht-kohärenten Elektronen-transports analysiert. Die Realisierung universeller logischer Gatter (NOR und NAND) und deren Rekonfigurierbarkeit durch einen externen Kontrollparameter wird in Abschnitt 3.2 gezeigt. In Abschnitt 3.3 wird die Lichtsensitivität Resonanter Tunneldioden als Photode-tektoren für den sichtbaren Wellenlängenbereich und in Abschnitt 3.4 für die Telekommu-nikationswellenlänge bei λ = 1,3 µm demonstriert.
N2  - In this thesis, electro-optical transport properties and stochastically-activated processes of resonant tunneling diodes (RTDs) were investigated at room temperature. The RTDs were prepared on the basis of AlGaAs/GaAs heterostructures by molecular beam epitaxy, elec-tron beam lithography and dry chemical etching techniques. In the region of negative dif-ferential conductance (NDC) bistable RTD switching was achieved by exploiting the load line effect in combination with stochastically-activated dynamics of nonlinear systems. The surface dependence of the etching rate was exploited in order to realize RTDs with a stem and two transport branches, which were studied with respect to their optical and electrical properties. In the first section of the experimental part, electrical transport properties of resonant tunneling diodes at room temperature and the area dependence of the coherent and non-coherent electron transport properties are described. The realization of universal logic gates (NAND and NOR) and their reconfigurability by external control parameters is then demonstrated in Section 3.2. The light sensitivity of resonant tunneling diode photo-detectors was studied for the visible wavelength range and for the telecommunication wavelength at λ = 1.3 µm, in Section 3.3, and 3.4, respectively.
KW  - Resonanz-Tunneldiode
KW  - resonant tunneling diode
KW  - Resonanztunneldiode
KW  - noise
KW  - stochastic resonance
KW  - photo detector
KW  - Rauschen
KW  - Stochastische Resonanz
KW  - Lichtsensor
KW  - Elektrooptische Eigenschaft
KW  - Tunneldiode
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-90876
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kalogirou, Charis Alexis Thomas
T1  - Untersuchungen zur Funktion und Expression von miR-205 und miR-221 im Prostatakarzinom unter besonderer Beachtung von miR-205 als Prognosemarker beim Hochrisiko-Patienten
T1  - Analysis of expression and functional studys of miR-205 and miR-221 in high-risk prostate cancer with special attention to miR-205 as a prognostic marker in the high-risk patient
N2  - Das Prostatakarzinom (PCa) ist weltweit das häufigste Malignom des Mannes mit weiter steigenden Inzidenz. Leider ist es bisher mit den gebräuchlichen Prognosefaktoren nicht möglich, diesen klinisch sehr heterogenen Tumor vor einer chirurgischen Therapie hinsichtlich des postoperativen Rezidivrisikos zu charakterisieren. Die Einführung neuer, hochsensitiver Biomarker, die diese Aufgabe zuverlässig erfüllen können, stellt vor allem für die Entwicklung individualisierter Therapieregimes von Patienten mit einem high-risk-PCa eine aktuelle Herausforderung dar. MicroRNAs rückten in den letzten Jahren als potentielle Biomarker zunehmend in den wissenschaftlichen Fokus. Sie stellen kleine RNA-Moleküle dar, welche posttranskriptionell die Genexpression in Organismen steuern und auch in der Regulation von Tumorsuppressoren und Onkogenen eine Rolle spielen. Differentielle Expressionslevels verschiedener RNAs wurden in sehr vielen Tumorentitäten, wie auch dem PCa beobachtet. Vorarbeiten aus unserem Labor zeigten, dass zwei microRNAs, miR-205 und miR-221, im PCa sehr stark unterexprimiert werden. Im Falle von mir-221 konnte zudem bereits eine Korrelation mit dem klinischen Verlauf und der Prognose des high-risk-PCa dargestellt werden. Aufbauend auf diesen Vorarbeiten sollte in einem Teilprojekt der vorliegenden Arbeit die tumorsuppressive Funktion von miR-221 im PCa untersucht werden. Mittels transienter Überexpression von miR-221 in PCa-Zelllinien konnte die Bedeutung von miR-221 als Regulator der Proliferation in PCa-Zellen beschrieben werden. Um die molekulare Wirkweise von miR-221 weiter darzustellen, wurde die posttranskriptionelle Inhibierung von p27kip1 und c-kit, zwei bekannten miR-221-Zielgenen, untersucht. In sogenannten Luciferase-Assays konnte eine direkte Interaktion von miR-221 mit definierten Sequenzen im 3‘-untranslatierten Bereich (=3‘UTR) beider Gene nachgewiesen werden. Erwartungsgemäß wurde aber in primären PCa-Tumoren, die anders wie viele andere Tumorentitäten eine reduzierte miR-221-Expression aufwiesen, keine Überexpression des potentiellen Tumorsuppressors p27kip1 beobachtet. Somit ist nachgewiesen, dass miR-221 zwar prinzipiell den Tumorsuppressor p27kip1 regulieren kann, dass allerdings dieser Mechanismus in primären PCa für die Regulation des Tumorsuppressors p27kip1 keine übergeordnete Rolle spielt. Anders verhält es sich bei dem potentiellen Onkogen c-kit. Die von mir druchgeführten Untersuchungen können erstmals eine direkte Interaktion von c-kit und miR-221 in PCa-Zellen nachweisen. Somit kann die beschriebene Proliferations-inhibierung und Apoptoseinduktion nach ektopischer miR-221-Überexpression im Zellmodell mit einer miR-221-vermittelten c-kit-Inhibierung in Zusammenhang gebracht werden. Dieses Ergebnis wird durch den Nachweise einer inversen Assoziation der mir-221- und ckit-Expression in primären PCa-Fällen untermauert (nicht gezeigte Ergebnisse). Betrachtet man diese Ergebnisse in Zusammenhang mit der bekannten tumor-progressiven Funktionen von c-kit, könnte durch die fehlende/reduzierte miR-221-Inhibierung der c-kit-Translation die Entstehung und Progression vieler PCas erklärt werden. In einem zweiten Projektansatz wurde die Bedeutung und Funktion von miR-205 als möglicher Tumorsuppressor im PCa untersucht. Dabei kann gezeigt werden, dass mir-205 ebenfalls in der Lage ist, nach transienter Überexpression die Proliferation von PCa-Zellen zu inhibieren. Um molekulare Mechanismen und Wirkweisen von mir-205 zu untersuchen, wurden im Zellmodell die Expression der Onkogene HER2/neu und HER3, beides vorausgesagte miR-205-Zielgene, analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass in PCa-Zellen die Unterexpression von HER3 und HER/neu mit der ektopischen Überexpression von miR-205 assoziiert ist. Die HER2/neu-Expression konnte zusätzlich auch im primären Tumor mit der miR-205-Expression invers assoziiert werden, wodurch die Regulation dieses Zielgens auf nativer Ebene verifiziert wurde. Ein weiterer Fokus dieser Arbeit konzentrierte sich auf die Fragestellung, ob sich miR-205 als Prognosemarker im high-risk-PCa eignen könnte. Hierzu wurden in einem etablierten high-risk-PCa-Studienkollektiv die Expression von mir-205 analysiert und anschließend Korrelations- und Überlebensanalysen durchgeführt. Es konnte statistisch keine Assoziation zwischen der miR-205-Expression und verschiedenen Prognoseparametern, die in der Klinik präoperativ prognostische Vorraussagekraft besitzen, hergestellt werden. Allerdings fiel auf, dass Karzinome, die miR-205 relativ schwach herabregulierten, ein signifikant schlechteres prognostisches Outcome und Überlebensnachteile zeigten, im Vergleich zu Tumoren, die eine starke miR-205-Regulation aufweisen. Somit konnten im Hochrisikokollektiv mit Hilfe der miR-205-Expressionsanalyse Karzinome identifiziert werden, die ein erhöhtes Rezidivrisiko aufweisen. Die hier vorgelegten Untersuchungen stellen also erste Hinweise dar, dass miR-205 als unabhängiger prognostischer Marker im PCa Verwendung finden könnte. Zusammenfassend kann in der vorgelegten Arbeit gezeigt werden, dass die microRNAs miR-205 und miR-221 zwei tumorsuppressive RNAs im PCa darstellen. Eine mögliche zukünftige Implementation der Expressionsanalysen von miR-221 und/oder miR-205 als Progressionsmarker stellt eine vielversprechende Möglichkeit dar, in Zukunft die Prognose und vielleicht auch die Therapie des PCa zu verbessern.
N2  - Analysis of expression and functional studys of miR-205 and miR-221 in high-risk prostate cancer with special attention to miR-205 as a prognostic marker in the high-risk patient
KW  - Prostatakrebs
KW  - Prostatakarzinom
KW  - miRNS
KW  - microRNA
KW  - Prognose
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85549
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TY  - THES
A1  - Nwandu, McDonald Kelechi
T1  - Akọ na Uche (Wisdom and Justifiability) of Preemptive-strike in Self-defense and Alternative Conflict Resolutions
T1  - Akọ na Uche (Weisheit und Vertretbarkeit)
N2  - The “Akọ na Uche” (Wisdom and Justifiability) of Preemptive-strike in Self-defense and Alternative Conflict Resolutions is an ethical examine on man’s inherent right of self-defense, not only as a right that is innate, but also as an individual’s or a nation’s right enshrined in, and guaranteed by the Charter provisions of the United Nations.

Stemming from the painful experience of the First and Second World Wars, nations wishing never again to engage one another in such full scale wars of destruction, met in San Francisco, California, accepted the formation of a new organization, the United Nations, to replace the League of Nations considered as ineffectual. The participating nations articulated a set of guiding principles in the form of rules, rights and responsibilities endorsed by all the early member-nations on June 26, 1945, but effective from October 24, same year. This is the birth of the United Nations Charter.

With the endorsement of the Charter, all member-nations assumed the responsibility of making the world a better place, peaceful and secure for humanity. They vowed never again to engage in unethical wars, they accepted to respect and foster human rights, to fight poverty, to spread democracy and to promote more healthy and robust international relations through a more vibrant cooperation and aggressive diplomacy. The Charter also reaffirmed the intrinsic right of self-defense of the victim of an armed attack, which sometimes has been utilized as well as exploited.
N2  - Das „Ako na Uche“ - die Weisheit und Vertretbarkeit - eines präemptiven Schlags in der Selbstverteidigung und der alternativen Konfliktlösung ist eine ethische Prüfung sowohl auf ein angeborenes Recht auf Selbstverteidigung des Menschen als auch auf die Bewahrung und Garantie eines individuellen Rechts, aber auch einer ganzen Nation, durch die Bestimmungen der Charta der Vereinten Nationen gewährleistet. 

Ausgehend von der schmerzhaften Erfahrung des Ersten und Zweiten Weltkriegs, wollen sich die Nationen nie wieder gegenseitig in solchen intensiven Kriegen der Zerstörung angreifen. Die Nationen trafen sich in San Francisco, Kalifornien und akzeptierten die Gründung einer neuen Organisation, die Vereinten Nationen, um den Völkerbund, der als unwirksam betrachtet wurde, zu ersetzen. Die teilnehmenden Nationen artikulierten eine Reihe von Leitlinien in Form von Regeln, Rechten und Pflichten, die von allen früheren Mitglied-Nationen am 26. Juni 1945 gebilligt, aber erst ab 24. Oktober desselben Jahres wirksam wurden. Dies ist die Geburtsstunde der Charta der Vereinten Nationen.

Mit der Befürwortung der Charta, übernehmen alle Mitgliedsländer die Verantwortung, die Welt zu einem besseren, friedlicheren und sichereren Ort für die Menschheit zu machen. Sie schworen, nie wieder skrupellose Kriege zu führen, sie akzeptierten Menschenrechte zu respektieren und zu unterstützen, gegen Armut zu kämpfen, die Demokratie zu verbreiten und mehr gesunde und stabile internationale Beziehungen durch eine dynamischere Zusammenarbeit und offensive Diplomatie voranzutreiben. Die Charta bekräftigt auch das wesentliche Recht der Selbstverteidigung des Opfers eines bewaffneten Angriffs, das manchmal sowohl benutzt als auch ausgenutzt wurde.
KW  - Internationaler Konflikt
KW  - Preemptive-strike
KW  - Wisdom and Justifiability
KW  - Ako na Uche
KW  - Vertretbarkeit
KW  - Self-defense
KW  - Alternative Conflict Resolutions
KW  - alternative Konfliktlösung
KW  - Selbstverteidigung
KW  - präemptiver Schlag
KW  - Selbstverteidigung <Völkerrecht>
KW  - Konfliktlösung
KW  - Weisheit
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-94846
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TY  - THES
A1  - Hubert, Alexander Thomas Wilhelm
T1  - Funktionelle kardiale Magnet-Resonanz-Tomographie: Einfluss der alternativen Wahl des Narkosemittels Isofluran, Propofol sowie Propofol in Kombination mit Pancuronium auf die kardialen Funktionsparameter im Rattenmodell
N2  - Die Magnetresonanztomographie stellt den Goldstandard zur kardialen Funktionsdiagnostik dar und ermöglicht die nicht-invasive Analyse der Herzfunktion mit valider Bestimmung von Volumina, Flüssen sowie der Ejektionsfraktion in vivo. In unserer Arbeitsgruppe erfolgt eine stetige Weiterentwicklung der Methode am Rattenmodell, wobei regelhaft eine Narkose des Versuchtstiers notwendig ist. Im Rahmen meiner Arbeit wurde der Effekt verschiedener Narkoseformen auf die Herzfunktion untersucht. Dabei wurde eine Isoflurannarkose einer Narkose mittels Propofol sowie Propofol in Kombination mit Pancuronium gegenübergestellt. Hierbei zeigen sich teilweise deutliche Unterschiede in den kardialen Funktionsparametern während der Untersuchung. Hieraus ist zu folgern, dass ein sinnvoller Vergleich der Herzfunktion von Versuchsreihen mit unterschiedlicher Narkosetechnik problematisch ist. Dies unterstreicht die Wichtigkeit einer Festlegung der Narkosetechnik vor Beginn einer Versuchsreihe in der kardiovaskulären Forschung und deren Konstanthaltung über die gesamte Versuchsdauer.
N2  - Cardiac magnetic resonance imaging (MRI) is considered the current gold standard for in vivo-analysis of cardiac structure and function. Our workgroup is concentrating on developing cardiac MRI techniques in small animal models, which generally requires anaesthesia of the animal. In the current study, the effects of the narcotics Isoflurane vs. Propofol vs. Propofol in combination with Pancuronium on functional cardiac parameters measured by cardiac MRI were analyzed. The results reveal major differences of the acquired functional cardiac parameters in animals anaesthetized with Isoflurane, Propofol, or Propofol in combination with Pancuronium, respectively. This highlights the importance of establishing a specific anaesthesia technique and keeping it unchanged during an entire MRI study.
KW  - Kernspintomographie
KW  - Magnetresonanztomographie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-94402
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TY  - THES
A1  - Schönmann [geb. Simon], Anna-Lena
T1  - Langzeitverlauf der Borreliose bei Kindern und Jugendlichen
T1  - Longterm follow up of lyme disease on children and adolescent
N2  - In der vorliegenden Arbeit sollten die unterschiedlichen Manifestationsformen der Borreliose anhand verschiedener Parameter verglichen und der Verlauf einer Borrelioseerkrankung analysiert werden. 
Dabei konnte gezeigt werden, dass es sich um eine ganzjährige Erkrankung handelt, die jedoch - je nach Manifestationsform - verschiedene jahreszeitliche Gipfel aufweist. So kommen die Neuroborreliose und die Frühborreliose gehäuft im Frühling und im Sommer vor, während die Lyme Arthritis durchweg ganzjährig auftritt. 
Da die Borrelien erst nach ca. 12 Stunden Latenz auf den Wirt übertragen werden, sind es vor allem die unbemerkten Zeckenstiche, die eine Infektion verursachen. Deshalb ist es nicht verwunderlich, dass sich nur rund 55 % der Patienten an einen zurück liegenden Zeckenstich erinnern konnten. 
Bei der Untersuchung der verschiedenen Laborparameter ergaben sich keine wesentlichen Unterschiede zwischen den Manifestationsformen bezüglich Hämoglobingehalt, Blutsenkungsgeschwindigkeit, Thrombozyten und Leukozyten im Serum. Desweiteren ergaben sich keine Hinweise auf eine Beteiligung des Rheumafaktors oder antinukleärer Antikörper an den immunologischen Prozessen während einer Lyme Arthritis Erkrankung. 
IL-17 konnte mittels ELISA weder in Serum/Plasma noch in Synovialflüssigkeit signifikant erhöht nachgewiesen werden. Es bleibt jedoch unklar, ob dies aufgrund einer langen Lagerung der Proben der Fall war oder ob IL-17 tatsächlich nicht signifikant erhöht vorlag. Aus der Literatur kann man entnehmen, dass IL-17 bei den Abläufen einer Infektion mit B. burgdorferi eine wichtige Rolle zu spielen scheint. Dies könnte einen Ansatz für neue Behandlungsmethoden der Lyme Arthritis darstellen, weshalb die Durchführung weitere Untersuchungen wichtig ist. 
Durch die Analyse der initialen Serologie konnte die Antikörperreaktion während einer Infektion mit B. burgdorferi veranschaulicht werden, die mit der Bildung von IgM- Antikörpern beginnt und dann einen Shift zu IgG-Antikörpern vollzieht. Die Antigene p19, p31/34, p39 und p65 scheinen hierbei vor allem bei der Lyme Arthritis im Vordergrund zu stehen. Weiterhin konnte bei dieser Analyse beobachtet werden, dass teilweise zahlreiche serologische Untersuchungen bei ein und demselbem Patienten statt fanden, was darauf schließen lässt, dass diese Untersuchung zur Verlaufskontrolle benutzt wurde. Grundsätzlich ist die Serologie hierzu jedoch nicht geeignet. Vielmehr sollte sie lediglich zur Diagnosestellung dienen. In dieser Funktion ist sie bei korrekter Interpretation ein hervorragendenes diagnostisches Mittel. 
Leider werden serologische Untersuchungen jedoch häufig falsch interpretiert und angewendet, was dazu führt, dass Patienten häufiger oder auch länger als nötig antibiotisch behandelt werden. So erhielten auch rund 8 % der Lyme Arthritis Patienten mehr als 2 Zyklen antibiotischer Therapie. Die Nebenwirkungen dieser langwierigen antibiotischen Behandlung sind nicht zu vernachlässigen. Die aktuellen Leitlinien sehen im Gegensatz dazu nämlich nach dem zweiten antibiotischen Zyklus den Beginn einer Therapie mit DMARD ́s vor, selten kommen auch intraartikuläre Steroide zum Einsatz. Diese beobachtete „Überdiagnostik und Übertherapie“ der Borrelioseerkrankung spiegelt vermutlich die Angst vor chronischen Verlaufsformen in der Bevölkerung und teilweise auch unter Ärzten wider. 
Bereits in anderen Studien konnte die Existenz einer therapieresistenten Verlaufsform der Borreliose - insbesondere der Lyme Arthritis – nachgewiesen werden. In der vorliegenden Arbeit litten 24 % der Lyme Arthritis Patienten nach einer adäquaten antibiotischen Behandlung laut eigenen Angaben zum Zeitpunkt der Umfrage noch unter Gelenkbeschwerden. Ob es sich hierbei nun um eine schwerwiegendere Verlaufsform in Europa handelt, bleibt zunächst offen. Zur Objektivierung der Beschwerden, zum Ausschluss einer Zweitinfektion oder aber auch einer Fibromyalgie als mögliche Differentialdiagnose sind prospektive Studien mit klinischer Untersuchung der Patienten im Verlauf nötig. 
Eindeutig ist jedoch, dass durch eine frühzeitige antibiotische Behandlung nach Infektion das Fortschreiten der Erkrankung effektiv verhindert werden kann. Chronische Beschwerden gaben hingegen auch die Patienten mit zurückliegender Neuroborreliose an. Rund 20% der Patienten litten nach eigener Angabe unter Allgemeinsymptomen, die ihre Lebensqualität subjektiv wesentlich einschränkten. Der spezifische Zusammenhang zwischen diesen Beschwerden und einer Neuroborreliose bzw. einer Borrelioseerkrankung im Allgemeinen ließ sich jedoch nicht endgültig klären. Es wäre hierfür der Vergleich mit einer gesunden Kohorte und die Anwendung spezieller neuropsychologischer Untersuchungen nötig.
N2  - This paper should compare different manifestations of borreliosis based on various parameters as well as analyze the development of a borreliosis infection.
It could be shown that it is a year-round disease reaching different seasonal peaks depending on its manifestation. As an example, neuro borreliosis and early borreliosis occur frequently in spring and summer, whereas lyme arthritis infections occur during the whole year.

As borrelia are transmitted to the host only after 12 hours of latency, especially tick bites that go unnoticed cause infections. That is why it does not come as a surprise that only 55% of the patients were able to remember a tick bite in the past.

Examining the different laboratory parameters, no substantial differences between the different types of manifestation regarding haemoglobin content, erythrocyte sedimentation rate, thrombocytes and leucocytes in the serum were discovered. In addition, there were no hints as to a contribution of the rheumatic factor or antinuclear antibodies to immunologic processes during a lyme arthritis infection.

Using ELISA, IL-17 could neither be detected in serum/plasma nor in synovial liquid in significantly increased concentrations. However, it remains unclear whether this was due to the long storage of the samples or whether IL-17 was actually not significantly increased. According to literature on this topic, IL-17 seems to play a major role during the course of an infection with B. burgdorferi. This could be a starting point for new ways of treating lyme arthritis and makes further research necessary.

By analyzing initial serology, the antibody reaction during an infection with B. burgdorferi could be shown. It starts with the creation of IgM antibodies and then shifts to IgG antibodies. The antigenes p19, p31/34, p39 and p65 seem to be especially important when it comes to lyme arthritis. The analysis also made it clear that in some cases a single patient was exposed to numerous serological examinations what makes it probable that this examination was used to control the course of the infection. Basically, serology is not a suitable instrument to do so. It should rather be used to diagnose. Interpreting it correctly, it is in that function an excellent means of diagnosing.

Unfortunately, serological examinations are often interpreted and applied in the wrong way, what leads to a more frequent or unnecessarily long antibiotics treatment of patients. Around 8% of lyme arthritis patients received more than two cycles of antibiotics treatment. The side effects of this longsome antibiotics treatment are not to be neglected. In contrast, current guidelines recommend a DMARDs therapy after the second cycle of antibiotics treatment, in rare cases intraarticular steroids are used. This observed “overdiagnostics and overtherapy” of borreliosis infections presumably reflects the fear of chronic infections among the population and partly among doctors.

There have already been other studies proving the existence of a form of borreliosis infection resistant to therapy – especially regarding lyme arthritis. According to this paper, 24% of lyme arthritis patients said, when they were interrogated, that they were still suffering from arthralgia after an adequate antibiotics treatment. It remains open whether this is just a more serious progression in Europe. To come to an objective judgement of the pains, to exclude a second infection or a fibromyalgia as a potential differential diagnosis, prospective studies invoving clinical examinations of the patients are necessary.

However, it is beyond any doubt that an early antibiotics treatment after the infection can effectively prevent the progress of the infection. Nevertheless, also patients with an overcome neuroborreliosis reported chronic pains. About 20% of the patients reported that they were suffering from general syndromes limiting their quality of life subjectively essentially. The specific connection between these pains and a neuroborreliosis respectively a borreliosis infection in general could, however, not be proven in the end. For this, it would be necessary to make a comparison with a healthy cohort and to apply special neuropsychological studies.
KW  - Lyme-Krankheit
KW  - Borreliose
KW  - Erythema chronicum migrans
KW  - Borrelia burgdorferi
KW  - Zeckenbiss
KW  - Neuroborreliose
KW  - neuroborreliosis
KW  - Lyme Arthritis
KW  - lyme arthritis
KW  - Borrelienserologie
KW  - serology of borreliosis
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-95910
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hu, Wanning
T1  - Organometal half-sandwich complexes and their bioconjugates: Biological activity on cancer cells and potential applications in biolabelling
T1  - Organometall-Halbsandwich Komplexe und ihre Biokonjugate: Die biologischen Eigenschaften auf Krebszellen und die potenziellen Anwendungen in Biolabelling
N2  - In summary, structure-activity relationships in peptide and dendrimer carriers modified with different organometal complexes were studied on a human breast cancer cell line. Variation of the organometal cargo and carrier can significantly influence their biological properties and might open the way to new approaches in chemotherapy. Furthermore, the incorporation of complexes with different C≡O vibrational signatures in a model peptide was explored to examine information encoding in biomolecules in a barcoding strategy for potential imaging applications. In particular for the latter, additional stable metal-carbonyl markers need to be prepared in future work to expand the pool of vibrational labels available.
N2  - In der vorliegenden Arbeit konnten also Struktur-Wirkungs-Beziehungen für Organometall-Peptid- und Dendrimer-Konjugate mit unterschiedlichen funktionellen Gruppen an einer humanen Brustkrebs-Zelllinie untersucht werden. Die Variation der Organometall-Gruppen und des Trägermoleküls führen zu signifikanten Unterschieden in ihrer biologischen Aktivität. Zusätzlich wurden Modell-Peptide mit verschiedenen Metallcarbonyl-basierten IR-Markern versehen um diese in einer Barcoding-Strategie zu labeln. In Zukunft soll das Spektrum der verfügbaren, nicht-überlappenden Schwingungsmarker noch deutlich erweitert werden.
KW  - Konjugate
KW  - Sandwich-Verbindungen
KW  - Metallorganische Verbindungen
KW  - bioconjugate
KW  - CPP-peptide
KW  - dendrimer
KW  - biolabelling
KW  - organometal complexes
KW  - cymantrene
KW  - Biokonjugate
KW  - CPP Peptide
KW  - Dendrimer
KW  - Biolabelling
KW  - Organometall-Komplexe
KW  - Cymantren
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-87899
ER  - 
TY  - THES
A1  - Boyanova, Desislava Veselinova
T1  - Systems biological analysis of the platelet proteome and applications of functional module search in proteome networks
T1  - Systembiologische Analyse des Blutplättchenproteoms und funktionelle Modulsuche in Proteinnetzwerken
N2  - Recent development of proteomic approaches and generation of large-scale proteomic datasets calls for new methods for biological interpretation of the obtained results. Systems biological approaches such as integrated network analysis and functional module search have become an essential part of proteomic investigation. Proteomics is especially applied in anucleate cells such as platelets. The underlying molecular mechanisms of platelet activation and their pharmacological modulation are of immense importance for clinical research. Advances in platelet proteomics have provided a large amount of proteomic data, which has not yet been comprehensively investigated in a systems biological perspective. To this end, I assembled platelet specific data from proteomic and transcriptomic studies by detailed manual curation and worked on the generation of a comprehensive human platelet repository for systems biological analysis of platelets in the functional context of integrated networks (PlateletWeb) (http:/PlateletWeb.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de). I also added platelet-specific experimentally validated phosphorylation data and generated kinase predictions for 80% of the newly identified platelet phosphosites. The combination of drug, disease and pathway information with phosphorylation and interaction data makes this database the first integrative platelet platform available for platelet research. PlateletWeb contains more than 5000 platelet proteins, which can also be analyzed and visualized in a network context, allowing identification of all major signaling modules involved in platelet activation and inhibition. Using the wealth of integrated data I performed a series of platelet-specific analyses regarding the platelet proteome, pathways, drug targets and novel platelet phosphorylation events involved in crucial signaling events. I analyzed the statistical enrichment of known pathways for platelet proteins and identified endocytosis as a highly represented pathway in platelets. Further results revealed that highly connected platelet proteins are more often targeted by drugs. Using integrated network analysis offered by PlateletWeb, I analyzed the crucial activation signaling pathway of adenosine diphosphate (ADP), visualizing how the signal flow from receptors to effectors is maintained. My work on integrin inside-out signaling was also based on the integrated network approach and examined new platelet-specific phosphorylation sites and their regulation using kinase predictions. I generated hypothesis on integrin signaling, by investigating the regulation of Ser269 phosphorylation site on the docking protein 1 (DOK1). This phosphorylation site may influence the inhibiting effect of DOK1 on integrin a2bb3. Extending the integrated network approach to further cell lines, I used the assembled human interactome information for the analysis of functional modules in cellular networks. The investigation was performed with a previously developed module detection algorithm, which finds maximum-scoring subgraphs in transcriptomic datasets by using assigned values to the network nodes. We extended the algorithm to qualitative proteomic datasets and enhanced the module search by adding functional information to the network edges to concentrate the solution onto modules with high functional similarity. I performed a series of analyses to validate its performance in small-sized (virus-infected gastric cells) and medium-sized networks (human lymphocytes). In both cases the algorithm extracted characteristic modules of sample proteins with high functional similarity. The functional module search is especially useful in site-specific phosphoproteomic datasets, where kinase regulation of the detected sites is often sparse or lacking. Therefore, I used the module detection algorithm in quantitative phosphoproteomic datasets. In a platelet phosphorylation dataset, I presented a pipeline for network analysis of detected phosphorylation sites. In a second approach, the functional module detecting algorithm was used on a phosphoproteome network of human embryonic stem cells, in which nodes represented the maximally changing phosphorylation sites in the experiment. Additional kinases from the human phosphoproteome in PlateletWeb were included to the network to investigate the regulation of the signal flow. Results indicated important phosphorylation sites and their upstream kinases and explained changes observed in embryonic stem cells during differentiation. This work presents novel approaches for integrated network analysis in cells and introduces for the first time a systematic biological investigation of the human platelet proteome based on the platelet-specific knowledge base PlateletWeb. The extended methods for optimized functional module detection offer an invaluable tool for exploring proteomic datasets and covering gaps in complex large-scale data analysis. By combining exact module detection approaches with functional information data between interacting proteins, characteristic functional modules with high functional resemblance can be extracted from complex datasets, thereby focusing on important changes in the observed networks.
N2  - Jüngste Entwicklungen der Proteomik und die damit einhergehende Erzeugung großer Datensätze erfordern neue Methoden zur biologischen Interpretation der gewonnenen Ergebnisse. Systembiologische Ansätze wie die integrierte Netzwerkanalyse sowie die funktionelle Modulsuche sind zu einem wesentlichen Bestandteil bei der Untersuchung von Proteinen geworden. Die Proteomik wird vor allem in kernlosen Zellen wie den Blutplättchen angewandt. Die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen bei der Aktivierung von Thrombozyten und deren pharmakologische Modulation sind von immenser Bedeutung für die klinische Forschung. Aktuelle Studien in der Proteomforschung haben insbesondere bei Thrombozyten große Mengen an Daten erzeugt, die bisher noch nicht umfassend systembiologisch untersucht wurden. Zu diesem Zweck stellte ich manuell thrombozyten-spezifische Daten aus Proteom- und Transkriptomstudien zusammen und arbeitete an der Entwicklung einer umfassenden menschlichen Thrombozytendatenbank für die systembiologische Analyse der Funktion von Blutplättchen mittels integrierter Netzwerkanalyse (PlateletWeb) (http:/PlateletWeb.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de). Zusätzlich habe ich plättchen-spezifische, experimentell validierte Phosphorylierungsinformationen hinzugefügt und generierte Kinasenvorhersagen für 80% der neu identifizierten Phosphorylierungsstellen. Die Kombination aus Medikamenten, assoziierten Krankheiten und Signalweginformation zusammen mit Phosphorylierungs- und Interaktionsdaten macht diese Datenbank zu einer ersten und umfassenden Anlaufstelle für Thrombozytenforschung. PlateletWeb enthält mehr als 5000 Plättchenproteine, die in einem Netzwerk analysiert und dargestellt werden können. Dabei ist die Identifizierung aller wichtigen Signalmodule zur Plättchenaktivierung und -inhibierung möglich. Mit der Fülle an verfügbaren Daten führte ich eine Reihe thrombozyten-spezifischer Analysen am Plättchenproteom, an Signalwegen, pharmakologischen Wirkstoffzielen und Phosphorylierungsreaktionen in grundlegenden Signalprozessen durch. Ich analysierte die statistische Anreicherung bekannter Signalwege für Plättchenproteine und identifizierte Endozytose als einen sehr repräsentativen Signalweg in Thrombozyten. Weitere Ergebnisse zeigten, dass stark vernetzte Plättchenproteine häufiger Ziel von Medikamenten sind. Mittels der Netzwerkanalyse von PlateletWeb untersuchte ich den grundlegenden Signalaktivierungspfad von Adenosindiphosphat (ADP), und veranschaulichte den Signalfluss von Rezeptor zu Effektor. Meine Arbeit an der Integrin-Inside-Out-Signalisierung beinhaltete zudem die Untersuchung neuer thrombozyten-spezifischer Phosphorylierungsstellen und ihre Regulation durch Kinasenvorhersagen mit Hilfe des integrierten Netzwerkanalyseansatzes. Durch die Untersuchung der Regulation bei der Phosphorylierungsstelle Ser269 im Docking-Protein (DOK1) stellte ich eine neue Hypothese zur Integrinsignalisierung auf. Diese Phosphorylierungsstelle könnte den inhibitorischen Effekt von DOK1 auf integrin a2bb3 beeinflussen. Ich erweiterte den integrierten Netzwerkanalyseansatz für andere Zelllinien, indem ich die gesammelten Informationen aus dem menschlichen Interaktom für die Analyse von funktionellen Modulen in zellulären Netzen nutzte. Die Untersuchung wurde mit einem zuvor entwickelten Algorithmus zur Modulerkennung durchgeführt, der maximal bewertete Teilgraphen in Transkriptomdatensätzen anhand zugewiesener Werte für Netzwerkknoten findet. Wir erweiterten den Algorithmus zur Anwendung auf qualitative Proteomdatensätze und optimierten die Modulsuche durch Integration funktioneller Informationen in die Netzwerkkanten. Dies fokussierte die Optimierung auf Proteinmodule mit hoher funktioneller Ähnlichkeit. Ich führte eine Reihe von Analysen durch, um die Effizienz des Algorithmus in kleinen (durch Viren infizierte Magenzellen) und mittelgroßen Netzwerken (menschliche Lymphozyten) zu überprüfen. In beiden Fällen extrahierte der Algorithmus charakteristische Module der untersuchten Proteine mit hohen funktionellen Ähnlichkeiten. Die funktionelle Modulsuche ist besonders bei positionsspezifischen Phosphoproteomikdatensätzen nützlich, in denen die Kinasenregulation der detektierten Phosphorylierungsstellen nur spärlich oder gar nicht vorhanden ist. Daher habe ich den Algorithmus der Moduldetektion auf quantitative Phosphoproteomikdatensätze angewandt. Anhand eines Datensatzes bestehend aus phosphorylierten Plättchenproteinen habe ich eine Vorgehensweise zur Netzwerkanalyse von Phosphorylierungsstellen entwickelt. In einer zweiten Studie wurde der Algorithmus der Moduldetektion auf ein phosphoproteomisches Netzwerk menschlich embryonaler Stammzellen angewandt, in dem Phosphorylierungsstellen mit maximaler Veränderung durch Netzwerkknoten repräsentiert wurden. Um die Regulation des Signalflusses zu untersuchen wurden weitere Kinasen aus dem menschlichen Phosphoproteom beziehungsweise PlateletWeb integriert. Ergebnisse wiesen auf wichtige Phosphorylierungsstellen und ihre Upstream-Kinasen hin und verdeutlichten Vorgänge, die während der Differenzierung in den embryonalen Stammzellen stattgefunden haben. Diese Arbeit bietet neue Vorgehensweisen der integrierten Netzwerkanalyse in Zellen und präsentiert zum ersten Mal eine systembiologische Untersuchung des menschlichen Proteoms mit Hilfe der Trombozytendatenbank PlateletWeb. Die erweiterten Methoden zur verbesserten Erkennung funktioneller Module bieten ein wertvolles Werkzeug für die Erforschung proteomischer Datensätze und vervollständigen die komplexe und umfangreiche Datenanalyse. Charakteristische Module, die große Ähnlichkeit auf funktioneller Ebene aufweisen, können durch die Kombination von exakten Modulerkennungsansätzen mit funktionellen Daten extrahiert werden. Dabei werden wichtige Änderungen besonders bei der Analyse komplexer Netzwerke hervorgehoben.
KW  - Netzwerkanalyse
KW  - Thrombozyt
KW  - Proteomanalyse
KW  - Systembiologie
KW  - Funktionelle Modulsuche
KW  - Plättchenphosphoproteom
KW  - Netzwerkalgorithmen
KW  - Systems Biology
KW  - Integrated network analysis
KW  - Plättchennetzwerk
KW  - Proteome
KW  - Phosphoproteomic analysis
KW  - Functional module search
KW  - Functional interaction
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72165
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gueta, Ronnie
T1  - Untersuchungen zur Struktur und Funktion von Channelrhodopsinen
T1  - Structural and functional analysis of channelrhodopsins
N2  - Die zur Gruppe der mikrobiellen Rhodopsine gehörenden lichtaktivierbaren Ionenkanäle Channelrhodopsin 1 (ChR1) und Channelrhodopsin 2 (ChR2) aus dem Augenfleck von C. rheinhardtii sind Bestandteile des visuellen Systems und an der Phototaxis beteiligt. Sie bestehen aus einem zytosolisch gelegenen C Terminus, dessen Funktion noch ungeklärt ist und einem, für die Kanalaktivität verantwortlichen, N terminalen Bereich aus sieben Transmembranhelices. Der lichtsensitive Kofaktor all trans Retinal ist kovalent an einen Lysinrest (K257) der siebten Transmembranhelix gebunden. Bei einer Belichtung mit Blaulicht isomerisiert das Chromophor zur 13 cis Form, was eine Konformationsänderung und das Öffnen des Kanals zur Folge hat. Im Zuge dessen strömen ein und zweiwertige Kationen in die Zelle und eine Depolarisation findet statt. Um einen tieferen Einblick in Struktur und funktionelle Mechanismen zu bekommen, wurden Wildtyp und Mutanten von Ch1 und ChR2 heterolog in Oozyten von X. laevis exprimiert. In Bakteriorhodopsin bilden die Seitenketten von T90 und D115 eine für Stabilität und Funktion wichtige Wasserstoffbrücke aus. Durch elektrophysiologische, fluoreszenzmikroskopische und biochemische Verfahren wurden Mutanten der entsprechenden Reste in ChR2 (C128, D156) untersucht. Diese zeigten eine deutlich verlangsamte Kinetik und eine 10 bis 100fache Erhöhung der Lichtempfindlichkeit. Die identischen Auswirkungen von Mutationen beider Reste deuten auf eine Bindung mit funktioneller Bedeutung zwischen C128 und D156 hin. Im Falle von ChR2 C128T, C128A und D156A konnte der Kanal nach Anregung mit Blaulicht, durch grünes und violettes Licht vorzeitig geschlossen werden. Diese Lichtqualitäten entsprechen den Absorptionswellenlängen zweier Intermediate des Photozyklus von ChR2 (P390 und P520). Durch Veränderung des externen pH-Wertes konnten Hinweise auf eine protonenabhängige Gleichgewichtsreaktion dieser Intermediate gefunden werden. Auch in dem für Protonen höher leitfähigen ChR1 konnten Hinweise auf eine Interaktion zwischen den Resten C167 und D195 gefunden werden. Elektrische Messungen von Mutanten zeigten eine deutliche Erhöhung des Photostroms bei verhältnismäßig geringem Anstieg der Schließzeit. Der Einfluss dieser Mutationen auf die Kinetik war somit weniger ausgeprägt als bei ChR2. Einen besonderen Stellenwert unter allen Channelrhodopsin Mutanten nehmen ChR2 D156C und ChR1 D195C ein. Mit einem Photostrom von 5 µA bei ChR1 D195C und bis zu 50 µA bei ChR2 D156C konnten für diese die höchsten Photoströme aller bisher charakterisierten ChR1 bzw. ChR2 Varianten nachgewiesen werden. Durch fluoreszenzmikroskopische Quantifizierung konnte für alle im Rahmen dieser Arbeit erstellten ChR1 und ChR2 Mutanten eine erhöhte Proteinmenge sowohl in Anwesenheit als auch Abwesenheit zusätzlichen all trans Retinals während der Inkubation nachgewiesen werden. Die Fluoreszenzintensitäten korrelierten hierbei mit der Höhe der Stromamplituden und erreichten ein Maximum bei ChR2 D156C. Biochemische Experimente mit der Gesamtmembranfraktion von ChR2 exprimierenden Oozyten lieferten Hinweise auf eine dimere Quartärstruktur von Channelrhodopsinen, was durch die Kristallstruktur einer Chimäre aus ChR1 und ChR2 von (Kato et al., 2012) bestätigt wurde. Unter der Annahme, dass die Poren in den Proteomeren gebildet werden, konnte eine gegenseitige Beeinflussung der Regionen in heterodimeren Kanälen aus ChR2 Wildtyp und Mutanten aufgrund kinetischer Unterschiede bei kurzer und langer Belichtung oder der Verwendung von unterschiedlichen Lichtintensitäten nachgewiesen werden. Eine Voraussetzung für diesen Effekt ist eine synchrone Anregung beider Untereinheiten. Die Interaktion von Channelrhodopsin Untereinheiten konnte in vivo mithilfe der bimolekularen Fluoreszenzkomplementation nachgewiesen werden. Dabei zeigte sich, dass die Wechselwirkung nicht nur auf identische Untereinheiten in Homodimeren beschränkt ist, sondern auch bei Heterodimeren aus verschiedenen ChR2 Untereinheiten und sogar zwischen ChR2 und ChR1 möglich ist.
N2  - The microbial type rhodopsins Channelrhodopsin 1 (ChR1) and Channelrhodopsin 2 (ChR2) are located in the eyespot of the green algae Chlamydomonas rheinhardtii. They are light activated cation channels and play an important role in phototaxis. They are comprised of a cytosolic C terminal part of unknown function and a transmembranal N terminal part responsible for channel activity. The latter consists of seven transmembrane helices and the chromophore all trans Retinal, which is bound covalently as a Schiff base to a lysine residue. When activated with blue light, the chromophore isomerizes to the 13 cis state, followed by a conformational change of the protein and opening of the channel. The resulting influx of mono and divalent cations leads to a depolarization of the cell. To get a deeper insight in structure and function of ChR1 and ChR2, wildtype and mutants have been heterologously expressed in oocytes of Xenopus laevis. In bacteriorhodopsin, a hydrogen bond between the amino acids T90 and D115 is vital for protein stability and proper pump function. Mutants of the corresponding amino acids in ChR2 (C128, D156) were generated and analyzed electrophysiologically. They displayed a significant deceleration of closing time and a 10 100fold increase in light sensitivity. The identical impact of these mutations on kinetics suggests an interaction between these residues, probably also by the formation of a hydrogen bond. In the case of ChR2 C128T, C128A and D156A closing could be accelerated via green and violet light application. These wavelengths correspond to the absorption wavelengths of the photointermediates P390 and P520 in the photocycle of ChR2. Furthermore, a possible proton-dependent equilibrium between these intermediates was identified by varying external proton concentrations. Electrophysiological analyses of C167 and D195 mutants in ChR1 hinted towards an interaction similar to the one between the homologous residues C128 and D156 in ChR2. Both, ChR1 C167 and ChR1 D195 displayed increased current amplitudes, accompanied by only a small increase in closing time. The impact of these mutations on channel kinetics was less pronounced than in ChR2. The mutants ChR2 D156C and ChR1 D195C are of particular importance. Photocurrent amplitudes of 5 µA for ChR1 and 50 µA for ChR2 at 100 mV render these mutants the ones with the highest current amplitudes of all channelrhodopsin variants characterized up till now. In comparison to wildtype channelrhodopsins, quantification by fluorescence microscopy revealed an increased protein amount in oocytes expressing ChR1 and ChR2 mutants, both in absence and presence of additional all trans Retinal during incubation. The fluorescence intensities correlated to the increased photocurrent amplitudes, reaching a maximum in the ChR2 D156C mutant. Immunoblot experiments with total membrane fractions of oocytes expressing ChR2, bacteriorhodopsin and halorhodopsin hinted towards a dimeric quartenary structure of the channel. This has been confirmed by the recently published crystal structure of a chimaeric ChR1/ChR2 protein (Kato et al., 2012). Assuming the pore in a channel dimer is formed by the protomers, interference or crosstalk between the subunits has been identified. Oocytes expressing mixtures of channelrhodopsins demonstrated differences in kinetics when illumination length and light intensity was varied. A prerequisite for this effect is a simultaneous excitation of both subunits. The interaction of channelrhodopsin-subunits in vivo has been demonstrated by bimolecular fluorescence complementation assays. It was shown, that oligomerization is not restricted to identical subunits in a homodimer but also possible between different ChR2 variants in a heterodimer and even between ChR1 and ChR2.
KW  - Ionenkanal
KW  - Chlamydomonas reinhardii
KW  - Glatter Krallenfrosch
KW  - Rhodopsin
KW  - Channelrhodopsin
KW  - Kationenkanal
KW  - Channelrhodopsin
KW  - Cation channel
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85693
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ehrig, Klaas
T1  - Effects of stem cell transcription factor-expressing vaccinia viruses in oncolytic virotherapy
T1  - Effekte von Stammzell-Transkriptionsfaktor exprimierenden Vaccinia Viren in onkolytischer Virotherapie
N2  - Krebserkrankungen bleiben auch im Jahr 2012 die zweithäuftigste Todesursache in der industralisierten Welt. Zusätzlich hat die Etablierung der Krebsstammzell-Hypothese grundsätzliche Auswirkungen auf die Erfolgsaussichten konventioneller Krebstherapie, wie Chemotherapie oder Strahlentherapie. Deswegen ist es von gröβter Notwendigkeit, dass neue Ansätze zur Krebstherapie entwickelt werden, die den Ausgang der Behandlung verbessern und zu weniger Nebenwirkungen führen. Diverse vorklinische Studien haben gezeigt, dass die onkolytische Virotherapie mit Vaccinia-Viren ein potentes und gut tolerierbares neues Werkzeug in der Krebstherapie darstellt. Die Effizienz des Vaccinia-Virus als Therapeutikum allein oder in Kombination mit Strahlen- oder Chemotherapie wird aktuell in mehreren klinischen Studien der Phasen I & II getestet. Krebsstammzellen und Stammzellen teilen eine Vielzahl von Eigenschaften, wie die Fähigkeit zur Selbst-Erneuerung und Pluripotenz, Stilllegung der Zellproliferation, Resistenz gegen Medikamente oder Bestrahlung, die Expression von diversen Zelloberflächen-molekülen, die Aktivierung und Hemmung spezifischer Signaltransduktionswege oder die Expression von Stammzell-spezifischen Genen. In dieser Arbeit wurden zwei neue rekombinante Vaccinia-Viren entwickelt, welche die Stammzell-Transkriptionsfaktoren Nanog (GLV-1h205) und Oct4 (GLV-1h208) exprimieren, um tiefere Einblicke in die Rolle dieser Masterregulatoren in der Entstehung von Krebs und ihrem Einfluss auf die onkolytische Virotherapie zu gewinnen. Das Replikationspotential beider Virusstämme in menschlichen A549-Zellen und PC-3-Zellen wurde anhand von Replikations-Assays bestimmt. Die Expression der Virus-spezifischen Markergene Ruc-GFP und beta-Galaktosidase, wie auch die Expression der Transkriptionsfaktoren Nanog und Oct4 wurde mit Hilfe von RT-PCR, SDS-PAGE und Western blotting, sowie immunozytochemischen Experimenten nachgewiesen. Des Weiteren wurde der Einfluss einer GLV-1h205-Infektion von A549-Zellen auf den Zellzyklus untersucht. Zudem wurde die Bedeutung der Virus-vermittelten Transkriptionsfaktor-Expression auf die Behandlung von subkutanen A549-Tumoren in einem Xenograft-Modell untersucht. Zur Untersuchung, ob die beobachteten Vorteile in der Behandlung von Lungenadenokarzinomen in Mäusen mit GLV-1h205 Promoter- oder Transkriptionsfaktor-abhängig sind, wurde ein Kontroll-Virus (GLV-1h321) hergestellt, dass für eine unfunktionale Nanog-Mutante codiert. Mittels SDS-PAGE und Western blotting sowie Immunozytochemie wurde die Transgen-Expression analysiert. Ein weitere Aspekt dieser Arbeit war die Fragestellung, ob sich das onkolyische Vaccinia-Virus GLV-1h68 eignet, als neues und weniger invasives Therapeutikum effizient Darmkrebszellen zu infizieren um sich in ihnen zu replizieren und diese anschlieβend zu lysieren. Ein derartiger Therapieansatz würde besonders im Hinblick auf spät diagnostizierten, metastasierenden Darmkrebs eine interessante Behandlungsalternative darstellen. Virale Markergen-expression wurde anhand von Fluoreszenzmikroskopie und FACS-Analyse untersucht. Desweiteren wurde gezeigt, dass die einmalige Administration von GLV-1h68 in mindestens zwei verschiedenen Darmkrebszelllinien zu einer signifikanten Inhibierung des Tumorwachstums in vivo und zu signifikant verbessertem Überleben führt. Der Transkriptionsfaktor Klf4 wird zwar stark in ruhenden, ausdifferenzierten Zellen des Darmepithels exprimiert, ist hingegen bei Darmkrebs generell dramatisch herabreguliert. Die Expression von Klf4 führt zu einem Stop der Zellproliferation und inhibiert die Aktivität des Wnt-Signalweges, indem es im Zellkern an die Transaktivierungsdomäne von beta-Catenin bindet. Um die Behandlung von Darmkrebs mit Hilfe onkolytischer Virotherapie weiter zu verbessern, wurden verschiedene Vaccinia-Viren (GLV-1h290-292) erzeugt, die durch verschiedene Promoterstärken die Expression unterschiedlicher Mengen an Tumorsuppressor Klf4 vermitteln. Die anfängliche Charakterisierung der drei Virusstämme mittels Replikations-Assay, Zytotoxizitätstudien, SDS-PAGE und Western blotting, Immunozytochemie sowie die Analyse der Proteinfunktion mit Hilfe von qPCR- und ELISA-Analysen zur Bestimmung von zellulärem beta-Catenin, zeigten eine Promoter-abhängige Expression und Wirkung von Klf4. Für weitere Analysen wurde das Virus GLV-1h291 gewählt, welches nach Infektion die gröβte Menge an Klf4 produziert und zusätzlich durch die C-terminale Fusion einer TAT Transduktionsdomäne Membran-gängig gemacht (GLV-1h391). Die erhaltenen Befunde machen das Klf4-TAT-kodierende Vaccinia-Virus GLV-1h391 zu einem vielversprechenden Kandidaten für eine Behandlung von Darmkrebs beim Menschen.
N2  - Cancer remains the second leading cause of death in the industrialized. The data from many different studies investigating the nature of cancer-initiating cells coined the description ‘cancer stem cells’ and has major implications on conventional cancer therapy. Thus, to improve the outcome of cancer treatment and to lower negative side effects, the development of novel therapeutic regimens is indispensable. It has been demonstrated in many preclinical studies that oncolytic virotherapy using vaccinia virus may provide a powerful and well-tolerable new tool in cancer therapy which is currently investigated in several clinical trials (Phase I & II) as stand-alone treatment or in combination with conventional cancer therapy. Cancer-initiating cells and stem cells share a variety of characteristics like the ability to self-renew, differentiation potential, quiescence, drug and radiation resistance, activation and inhibition of similar signaling pathways as well as expression of cell surface markers and stem cell-related genes. In this work, two new recombinant vaccinia viruses expressing the transcription factors Nanog (GLV-1h205) and Oct4 (GLV-1h208) were engineered to provide deeper insight of these stem cell master regulators in their significance of cancer-initiation and their impact on oncolytic virotherapy. Both viruses were analyzed for their replication potential in A549 and PC-3 human cancer cells. Marker gene expression was assessed by RT-PCR, SDS-PAGE and Western blotting, ELISA or immunocytochemistry.Furthermore, the effect of GLV-1h205 infection on the cell cycle in A549 cells was analyzed. Next, the effects of virus-mediated expression of stem cell transcription factors on therapeutic efficacy and survival rates in A549 xenograft mouse models was analyzed. A non-functional Nanog mutant-expressing virus strain (GLV-1h321) was engineered to analyze whether the observed therapeutic benefits were promoter- or payload-driven. Furthermore, this study analyzed the potential of GLV-1h68 to infect, replicate in, and lyse colorectal cancer cell lines to study whether oncolytic vaccinia viruses can be potential new and less invasive treatment regimens for late stage colorectal cancer. Marker gene expression was assessed by fluorescence microscopy and FACS. The transcription factor Klf4 is highly expressed in quiescent, terminally differentiated cells in the colonic epithelium whereas it is dramatically downregulated in colon cancers. Klf4 expression leads to cell growth arrest and inhibits Wnt signaling by binding to beta-catenin. To further improve the treatment of colorectal cancers, new recombinant vaccinia viruses (GLV-1h290-292) mediating the expression of differing amounts of the tumor suppressor Klf4 by using different promoter strengths were engineered. Initial characterization of recombinant vaccinia viruses expressing Klf4 by replication assay, cell viability assay, SDS-PAGE and Western blotting, immuncytochemistry and analysis of protein functionality by qPCR and ELISA analysis for cellular beta-catenin expression, demonstrated promoter strength-dependent expression of and impact of Klf4. To further boost the effects of tumor suppressor Klf4, a vaccinia virus strain expressing Klf4 with a C-terminal fusion of the TAT transduction domain (GLV-1h391) was engineered. Treatment of HT-29 non-responder tumors in vivo with GLV-1h291 and GLV-1h391 led to significant tumor growth inhibition and improved overall survival compared to GLV-1h68. This makes the Klf4-TAT expressing GLV-1h391 a promising candidate for the treatment of colorectal cancer in man.
KW  - Lungenkrebs
KW  - Darmkrebs
KW  - Vaccinia-Virus
KW  - Transkriptionsfaktor
KW  - Cancer
KW  - Vaccinia virus
KW  - oncolytic virotherapy
KW  - stem cells
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85139
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Toepfer, Regina
T1  - Spielregeln für das Überleben: Dietrich von Bern im "Nibelungenlied" und in der "Nibelungenklage"
JF  - Zeitschrift für deutsches Altertum und deutsche Literatur
N2  - Anknüpfend an Jan Dirk Müllers Studie ‘Spielregeln für den Untergang’ fragt der Beitrag nach jenen Verhaltensweisen im ‘Nibelungenlied’, mit denen die Katastrophe hätte verhindert werden können. Im Zentrum des Beitrags steht Dietrich von Bern, der wiederholt Handlungsalternativen aufzeigt, die eine andere Entwicklung des Geschehens ermöglicht hätten. Seine Spielregeln für ein Überleben funktionieren nur deshalb nicht, weil der Herr der Amelungen in der nibelungischen Welt keine Mitspieler findet, die sich dauerhaft an seine Regeln halten. Nach der Katastrophe werden seine Maximen jedoch bestätigt und anerkannt, wie die zeitgenössischen Reflexionen im Umfeld des Epos zeigen. In der ʻNibelungenklageʼ wird nicht nur rückblickend das Fehlverhalten einzelner Figuren getadelt, sondern ermöglichen die Anweisungen Dietrichs auch ein Weiterleben und die Gestaltung künftigen Geschehens. Um diese These zu stützen, werden zunächst die für Dietrich relevanten Episoden des ‘Nibelungenlieds’ in chronologischer Folge untersucht und die jeweiligen Handlungsmaximen bestimmt, anschließend die Bedeutung und Bewertung seiner Spielregeln in der ‘Klage’ untersucht. Flankierend werden auch die Werke der historischen Dietrichepik herangezogen.
KW  - Katastrophe
KW  - Spielregeln
KW  - historische Dietrichepik
KW  - Handlungsalternative
KW  - Nibelungenlied
KW  - Klage (Epos)
KW  - Dietrich, von Bern
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-303049
UR  - https://www.hirzel.de/zeitschrift-fuer-deutsches-altertum-und-deutsche-literatur/0044-2518
SN  - 0044-2518
VL  - 141
IS  - 3
ER  - 
TY  - THES
A1  - Eisermann, Philip
T1  - Wirkmechanismus neuartiger Adjuvantien bei einer Herpes-Virus-Vakzine: Welche Rolle spielen NK-Zellen?
T1  - Mechanism of action of novel herpes vaccine adjuvants: the relative role of NK cells
N2  - 2,3-Dipalmitoyl-S-Glycerylcystein (Pam2Cys), ein Toll-like-Rezeptor 2 (TLR2)-Ligand, aktiviert dendritische Zellen und erhöht die Expression von HLA-DR auf deren Zelloberfläche. Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) können über die Ausschüttung von Zytokinen das erworbene Immunsystem stimulieren. Zudem weist die Entdeckung von HLA-DR auf NK-Zellen, besonders auf CD56bright-NK-Zellen, auf eine Verbindung zwischen angeborenem und erworbenem Immunsystem hin. Gekoppelt an ein immundominantes Peptidepitop aus dem Glykoprotein D des Herpes-Simplex-Virus (HSV) Typ 2, wurde Pam2Cys in dieser Arbeit als potentieller lipopeptidbasierter HSV-Impfstoff eingesetzt, um die Effekte dieser Vakzine auf NK-Zellen zu untersuchen. Die Einflüsse der Vakzine wurden anhand der CD69-, HLA-DR- und TLR2-Expression auf und in NK-Zellen nach Inkubation mit Pam2Cys untersucht. Die Analyse der Gesamt-NK-Zellpopulation ließ nur mit Hilfe der quantitativen Real-Time-PCR einen signifikanten Anstieg der TLR2-Expression erkennen, jedoch nicht durchflusszytometrisch. Inkubierte NK-Zellen zeigten deutlich mehr HLA-DR auf der Zelloberfläche, als unstimulierte NK-Zellen. Die Untersuchung der zwei großen NK-Zellsubpopulationen, CD56bright und CD56dim, ergab, dass stimulierte CD56bright-Zellen wesentlich mehr HLA-DR und TLR2 aufwiesen, als stimulierte CD56dim-Zellen. Die Expression des Aktivierungsmarkers CD69 stieg in der Gesamtpopulation der NK-Zellen nicht in signifikantem Maße an, zeigte jedoch eine Zunahme nach Inkubation mit den Pam2Cys-Molekülen. Die Aufnahme der Lipopeptide in NK-Zellen wurde mit der konfokalen Mikroskopie bestätigt. Diese Ergebnisse zeigen, dass die hier verwendete HSV-Vakzine von NK-Zellen aufgenommen wird und sie die Ausbildung von Oberflächenrezeptoren auf diesen Zellen moduliert. Insbesondere die Expressionssteigerung von HLA-DR auf CD56bright-NK-Zellen deutet auf die Fähigkeit dieser Zellen hin, Antigene zu präsentieren und stellt einen weiteren Mechanismus vor, der eine impfstoffbezogene Immunantwort unterstützen kann. Die vorliegende Arbeit bildet eine Basis für weiterführende Studien an NK-Zellen hinsichtlich der Antigenpräsentation im Allgemeinen und der Antigenpräsentation nach Stimulation durch eine Vakzine im Besonderen.
N2  - The Toll-like receptor 2 (TLR2) ligand 2,3-Dipalmitoyl-S-Glycerylcystein (Pam2Cys) enhances the surface expression of HLA-DR on dendritic cells and activates them. Natural killer cells (NK cells) may stimulate the adaptive immune system via the production of cytokines. Furthermore the detection of HLA-DR on NK cells, especially on CD56bright NK cells, hints at a connection between innate and adaptive immunity. In this study Pam2Cys was used as a potential lipopeptide-based HSV vaccine attached to an immunodominant epitope in herpes simplex virus (HSV) type 2 glycoprotein D. The effects of this vaccine on NK cells were analysed here. Examination of the influence of this vaccine was performed by measuring the expression of CD69, HLA-DR and TLR2 on and in NK cells after incubating them with Pam2Cys. Using quantitative real-time PCR, a significant increase of TLR2-mRNA in the entire NK cell population was detectable; however flow cytometry was not able to confirm these results. Incubated NK cells showed considerably more HLA-DR than unstimulated NK cells. Analysis of the two big NK cell subpopulations, CD56bright and CD56dim, revealed essentially more HLA-DR and TLR2 on stimulated CD56bright cells, compared to stimulated CD56dim cells. Expression of the activation marker CD69 after incubation was not triggered significantly on NK cells altogether; nevertheless an increase could be measured. Confocal microscopy confirmed an uptake of lipopeptides into NK cells. These data demonstrate the surface receptor modulation on NK cells by a potential HSV vaccine and the ability of NK cells to endocytose Pam2Cys. Particularly, the increase of HLA-DR on CD56bright NK cells points at the ability of these cells to present antigens, introducing a new mechanism able to support a potent immune response to a vaccination. This study provides a basis for further work on NK cells in terms of antigen presentation in general and antigen presentation after stimulation by a vaccine in particular.
KW  - Herpes simplex
KW  - Adjuvans
KW  - Toll-like-Rezeptor
KW  - Pam2Cys
KW  - herpes simplex
KW  - adjuvant
KW  - Toll-like receptor
KW  - Pam2Cys
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75966
N1  - die Arbeit wurde am Zentrallabor der Stiftung Juliusspital, Akademisches Lehrkrankenhaus der Universität Würzburg, gefertigt
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Spannaus, Ralf
A1  - Hartl, Maximilian J.
A1  - Wöhrl, Birgitta M.
A1  - Rethwilm, Axel
A1  - Bodem, Jochen
T1  - The prototype foamy virus protease is active independently of the integrase domain
N2  - Background: Recently, contradictory results on foamy virus protease activity were published. While our own results indicated that protease activity is regulated by the viral RNA, others suggested that the integrase is involved in the regulation of the protease. Results: To solve this discrepancy we performed additional experiments showing that the protease-reverse transcriptase (PR-RT) exhibits protease activity in vitro and in vivo, which is independent of the integrase domain. In contrast, Pol incorporation, and therefore PR activity in the viral context, is dependent on the integrase domain. To further analyse the regulation of the protease, we incorporated Pol in viruses by expressing a GagPol fusion protein, which supported near wild-type like infectivity. A GagPR-RT fusion, lacking the integrase domain, also resulted in wild-type like Gag processing, indicating that the integrase is dispensable for viral Gag maturation. Furthermore, we demonstrate with a trans-complementation assays that the PR in the context of the PR-RT protein supports in trans both, viral maturation and infectivity. Conclusion: We provide evidence that the FV integrase is required for Pol encapsidation and that the FV PR activity is integrase independent. We show that an active PR can be encapsidated in trans as a GagPR-RT fusion protein.
KW  - Medizin
KW  - Foamy virus
KW  - Regulation of protease activity
KW  - PARM
KW  - Integrase
KW  - GagPol fusion protein
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75370
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Pfister, Roland
A1  - Pohl, Carsten
A1  - Kiesel, Andrea
A1  - Kunde, Wilfried
T1  - Your Unconscious Knows Your Name
N2  - One’s own name constitutes a unique part of conscious awareness – but does this also hold true for unconscious processing? The present study shows that the own name has the power to bias a person’s actions unconsciously even in conditions that render any other name ineffective. Participants judged whether a letter string on the screen was a name or a non-word while this target stimulus was preceded by a masked prime stimulus. Crucially, the participant’s own name was among these prime stimuli and facilitated reactions to following name targets whereas the name of another, yoked participant did not. Signal detection results confirmed that participants were not aware of any of the prime stimuli, including their own name. These results extend traditional findings on ‘‘breakthrough’’ phenomena of personally relevant stimuli to the domain of unconscious processing. Thus, the brain seems to possess adroit mechanisms to identify and process such stimuli even in the absence of conscious awareness.
KW  - Psychologie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75304
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schmidt, Gerald
T1  - The Influence of Anticipation and Warnings on Collision Avoidance Behavior of Attentive Drivers
T1  - Einfluss von Antizipation und Warnung auf das Kollisionsvermeidungsverhalten aufmerksamer Fahrer
N2  - This thesis deals with collision avoidance. Focus is on the question of under which conditions collision avoidance works well for humans and if drivers can be supported by a Forward Collision Warning (FCW) System when they do not react appropriately. Forward Collision Warning systems work in a way that tries to focus the driver's attention in the direction of the hazard and evoke an avoidance reaction by some sort of alert (e.g., tone or light). Research on these warning systems generally focuses on inattention and distraction as the cause for crashes. If the driver is inattentive, the results of a crash are thought to be worse as the driver‘s reaction is belated or might not mitigate the crash at all. To ensure effectiveness in the worst case, most of the experiments studying FCW systems have been conducted with visually distracted drivers. Research on the cause and possible countermeasures for crashes of attentive drivers are hardly available, although crash databases and field operational test data show that 40-60% of the drivers look at the forward scene shortly before they crash. Hence, only a few studies elaborated on ideas about the reasons for crashes with attentive drivers. On the basis of the literature, it is worked out that one reason for delayed avoidance behavior can be an incorrect allocation of attention. It is further elaborated that high level attention processes are strongly influenced by interpretation of the situation and the anticipation of future status. Therefore, it is hypothesized that alert drivers react later when they can not foresee a potential threat or even when they misinterpret the situation. If the lack of threat anticipation or incorrect anticipation is a reason for crashes, a FCW system could be a great help, when the FCW is easily comprehensible. It is hypothesized that a FCW can compensate for missing threat anticipation in the driver. The results of the experiments show that the level of threat anticipation has the largest influence on driver behavior in an imminent crash situation. The results further suggest that FCW systems - especially warnings of audible or haptic modality - can help attentive drivers who do not anticipate a threat or misinterpret a situation. The negative influence of missing or mislead threat anticipation on objective measures was small when the threat appeared suddenly. This is thought to be due to the visual appearance of the introduced threat. It is assumed that this type of stimulus triggers a lower level attentional process, as opposed to a top-down attention process controlled by an anticipatory process. In the other scenario types such a lower level process may not be triggered. An important result of the second study is that (Forward) Collision Warnings have to be learned. Participants with warnings reacted slower than participants without any FCW in the first critical event. Participants with a visual warning reacted particularly slow. Later in the experiment, the probands with warnings were constantly faster than their counterparts without them. Hence, the results of this study suggest that a haptic or audible modality should be used as a primary warning to the driver. The characteristic of visual warnings to draw the visual attention is both a blessing and a curse. It is suggested to use the visual warning component for only a short period of time to attract the driver's attention to the forward scene, but then end the display to not further distract him. Car manufacturers try to avoid as many unnecessary alarms as possible. If driver monitoring would be available, it is often planned to suppress warnings when the driver is looking through the windshield. The results suggest not to do so. If a driver reaches a critical situation represented by a low Time-to-collision (TTC) or a high need to decelerate, he should always get a warning, unless he is already braking or steering. The most important arguments for this are: - Looking at the street does not mean that the driver has the correct situational awareness. - The driver has to learn the meaning of the warning. - The driver will not be annoyed by a warning when the situation is considered critical.
N2  - Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Kollisionsvermeidungsverhalten im Straßenverkehr. Die Hauptfragestellung der Arbeit erforscht die Bedingungen, unter welchen Menschen Kollisionsvermeidung gut beherrschen, und stellt dabei den Anteil der Antizipation in den Vordergrund. Ein weiterer Hauptpunkt der Arbeit ist die Frage, ob in den Situationen, in denen Fahrer kein angemessenes Verhalten zeigen, ein Frontkollisionswarnsystem unterstützend wirkt. Der Begriff Frontkollisionswarnung wird im Folgenden von dem Englischen Begriff "Front Collision Warning" als FCW abgekürzt. Anhand der Literatur wird herausgearbeitet, dass eine Hauptursache für verspätete Vermeidungsreaktionen eine falsche Aufmerksamkeitsausrichtung des Fahrers ist. Des Weiteren wird dargestellt, dass höhere Aufmerksamkeitsprozesse stark von der Situationsinterpretation und -antizipation beeinflusst werden. Daraus wird die Hypothese abgeleitet, dass aufmerksame Fahrer dann verspätet reagieren, wenn es ihnen entweder nicht möglich ist, die Gefahr vorherzusehen oder der Fahrer die Situation falsch einschätzt. Falls dies zutrifft und eine fehlende oder fehlgeleitete Antizipation die Ursache für Unfälle darstellt, müsste eine FCW vorteilhaft wirken, wenn diese schnell und leicht verständlich ist. Eine so gestaltete FCW könnte die Situationswahrnehmung des Fahrers ergänzen. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass FCW fehlende oder fehlgeleitete Gefahrenantizipation des Fahrers kompensieren können. Hauptuntersuchungsgegenstand der Experimente ist die Interaktion zwischen verschiedenen Gütestufen der Gefahrenantizipation und der An- bzw. Abwesenheit von FCW in verschiedenen Fahrsituationen. Um die verschiedenen Gütestufen der Antizipation zu realisieren, wurden komplexe Stadtszenarien im Fahrsimulator umgesetzt. Das Verhalten des umgebenden Verkehrs wurde in einer Weise modifiziert, dass es das Situationsbewusstsein des Fahrers beeinflusste. Der umgebende Verkehr erlaubte es dem Fahrer, (1) die Gefahr vorherzusehen, (2) die Gefahr nicht vorherzusehen oder leitete (3) die Antizipation des Fahrers dadurch fehl, dass ein weiterer, irrelevanter Verkehrsteilnehmer eingeführt wurde. Die Ergebnisse bestätigen die Hypothese, dass die Güte der Gefahrenantizipation den größten Einfluss auf das Fahrerverhalten in einer drohenden Unfallsituation hat. Die Ergebnisse deuten weiter darauf hin, dass FCW-Systeme aufmerksamen Fahrern messbar helfen, wenn diese die Gefahr nicht antizipieren oder sogar die Situation falsch einschätzen. Die positive Wirkung ist bei der getesteten akustischen und haptischen Warnung besonders ausgeprägt. Auffällig war, dass der negative Einfluss der fehlenden oder fehlgeleiteten Antizipation bei plötzlich auftauchenden Gefahrenobjekten deutlich geringer war, als wenn diese längere Zeit sichtbar waren, bevor sie zur Gefahr wurden. Es wird davon ausgegangen, dass dieser Effekt aufgrund visueller Eigenschaften der Gefahrenobjekte ausgelöst wird. Bei den plötzlich auftauchenden Gefahren wird davon ausgegangen, dass diese einen lower-level Aufmerksamkeitsprozess auslösen, welcher im Konflikt zu top-down Aufmerksamkeitsprozessen steht, die die Antizipation steuern. Ein wichtiges Ergebnis der zweiten Studie ist, dass (Front-) Kollisionswarnungen erst vom Fahrer gelernt werden müssen, damit sie sich positiv auf die Kollisionsvermeidung auswirken können. Die Teilnehmer mit Warnung reagierten beim ersten kritischen Ereignis langsamer als die Teilnehmer ohne Warnung. Dieser Zusammenhang war bei Probanden mit visueller Warnung besonders ausgeprägt. Später im Experiment war die Probandengruppe mit Warnung konstant schneller als die Gruppe ohne und zeigte einen klaren Vorteil einer gelernten FCW. Die Ergebnisse der Simulatorstudien legen u.a. nahe, haptische oder akustische Warnungen als primäre Warnmodalitäten in drohenden Auffahrsituationen zu verwenden, da bei diesen die negativen Auswirkungen der ersten Warnung geringer ausfallen.
KW  - Zusammenstoss
KW  - Verkehrsunfall
KW  - Fahrerassistenz
KW  - Frontkollisionswarnung
KW  - Warnung
KW  - Antizipation
KW  - Driver Assistance System
KW  - Front Collision Warning
KW  - Anticipation
KW  - HMI
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-73789
ER  -