TY  - THES
A1  - Eckner, Georg Ludwig
T1  - Der Einfluss vaskulär-adventitieller Makrophagen auf Gefäßwand-residente Stammzellen
T1  - The influence of vascular-adventitial macrophages on vessel wall resident stem cells
N2  - In dieser Dissertation wurden murine Aorta-Explantate im experimentellen Ansatz des "Aortic Ring Assay" über elf Tage kultiviert, erstmalig die Differenzierung zu F4/80(+)-Makrophagen gezeigt und eine nahezu vollständige Depletion dieser Zellen durch Clodronat-Liposomen bewirkt. Diese Adventitia-generierten Makrophagen wurden als die Hauptquelle des lokal gebildeten VEGF nachgewiesen. Die daraus resultierende Depletion des parakrin wirkenden VEGF resultierte in einer teilweisen Konservierung der CD34(+) „Vaskulogenen Zone“ der aortalen Adventitia. Zu der Bestätigung dieser Ergebnisse wurde experimentell über den VEGF-Rezeptor-Blocker E7080 in das VEGF-VEGFR-2 System eingegriffen. Die Versuchsansätze mit diesem Rezeptorblocker resultierten in einem ähnlichen Ergebnis wie die Versuche unter Makrophagen-Depletion.
N2  - In this dissertation murine aortic explants were cultivated for eleven days, using the method of “Aortic Ring Assay”. For the first time the differentiation to F4/80(+) macrophages and its depletion via clodronate liposomes could be described. These adventitia derived macrophages were identified to be the main source of the local VEGF. The depletion resulted in a lack of paracrine operating VEGF, thus partly preserving the CD34(+) vasculogenic zone within the aortal adventitia. To confirm these findings the VEGF-Receptor was blocked due to the VEGF-Receptor blocker E7080. These experiments resulted in almost the same findings compared to macrophage depletion.
KW  - Gefäßwand
KW  - Adventitia
KW  - Makrophagen
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-206080
ER  - 
TY  - THES
A1  - Rossow, Leonie
T1  - Einfluss der Lysyloxidase-katalysierten Matrix-Quervernetzung auf Tumorwachstum, -metabolismus und -malignität
T1  - Effects of LOX(L)-catalyzed extracellular matrix crosslinking on tumor growth, metabolism and malignity
N2  - Die EZM bildet ein Netzwerk quervernetzter Proteine, welches alle Zellen im Tumor umgibt. Sie übt direkte Effekte auf die Medikamenteneinbringung und -verteilung aus und somit auch auf die therapeutische Effizienz von Chemotherapeutika. Die LOX(L)-Proteinfamilie katalysiert die oxidative Desaminierung von Lysinresten in Elastin und Kollagenfasern und ermöglicht dadurch eine intra- und intermolekulare Quervernetzung. Diese wird für die Reifung und Stabilisierung der Kollagene in der EZM benötigt. Eine erhöhte LOX(L)-Expression steigert durch eine verstärkte EZM-Quervernetzung die Gewebesteifheit im Tumor und bildet so eine physikalische Diffusionsbarriere. Durch diese Barriere wird die Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen reduziert. Die resultierende Hypoxie im Tumor kann eine fehlgeleitete Angiogenese triggern und zu einer Aktivierung maligner Signalkaskaden führen. In dieser Arbeit wurden durch eine LOX(L)-Inhibierung mittels βAPN einerseits und eine ektopische LOX-/LOXL2-Überexpression andererseits Auswirkungen solcher Eingriffe auf verschiedene Indikatoren wie Zellproliferation und  apoptose, Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen, Angiogenese, Hypoxie, Makrophageninfiltration und die Expression verschiedener Wachstumsfaktoren analysiert. Die Versuche wurden an fünf verschiedenen Tumoren (4T1-, E0771- und EMT6-Brustkarzinome, LLC-Lungenkarzinome und MT6-Fibrosarkome) durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Arbeit demonstrieren eine direkte Verbindung zwischen der EZM und einer Therapieresistenz. Nach βAPN-Behandlung konnte eine verbesserte Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen beobachtet werden, welches in einer Verringerung maligner Signalkaskaden und folglich auch in einer verbesserten Vaskularisierung resultierte. Als Konsequenz wurde die therapeutische Effizienz von Chemotherapeutika verbessert. Im Gegensatz dazu führte eine LOX-/LOXL2-Überexpression zu einer erhöhten Therapieresistenz. Die vorliegende Studie zeigt, dass die Modifizierung der EZM durch eine Hemmung von LOX(L) das Potenzial birgt, das Ansprechen von Chemotherapeutika in der Behandlung von Krebserkrankungen zu verbessern.
N2  - The extracellular matrix (ECM) forms a network of cross-linked proteins, which surrounds all cells in the tumor. The ECM has direct effects on the accumulation and distribution of drugs and therefore also on the therapeutic efficacy of chemotherapeutics. The LOX protein family catalyzes the oxidative deamination of lysin-residues in elastins and collagen fibers and as a consequence allows an intra- and intermolecular crosslinking. This is necessary for the maturation and stabilization of the collagens in the ECM. An elevated LOX(L)-expression increases the stiffness through a higher cross-linked ECM and thus builds a physical diffusion barrier. Because of this barrier the oxygen and nutritional supply is limited. The resulting hypoxia in the tumor could promote errant angiogenesis and lead to an activation of malign signal cascades. In this dissertation, effects on different influences were examined on the one hand through a LOX(L)-inhibition with βAPN and on the other hand through an ectopic LOX /LOXL2-overexpression. These influences were cell proliferation and -apoptosis, supply with oxygen and nutrients, angiogenesis, hypoxia, infiltration of macrophages and the expression of various growth factors. The experiments were performed on five different tumor models (4T1, E0771, EMT6 breast carcinomas, LLC lung carcinomas and MT6 fibrosarcomas). The results of this work demonstrate a direct link between the ECM and a therapeutic resistance of tumors. After βAPN-treatment a better supply with oxygen and nutrients could be determined, which ended up in a reduction of malign signal cascades and thus in a better vascularization. As a consequence the therapeutic efficacy of chemotherapeutics was improved. In contrast, LOX /LOXL2-overexpression lead to a higher therapeutic resistance. This dissertation shows that modification of the ECM through LOX(L)-inhibition has the potential to improve response of chemotherapeutics in the treatment of cancer.
KW  - Lysyl-Oxidase
KW  - Tumor
KW  - β-Aminopropionitril
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-180346
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kleefeldt, Florian
T1  - Einfluss von CEACAM1 auf die endotheliale Funktion
T1  - Influence of CEACAM1 on endothelial function
N2  - Dem Endothel, welches die luminale Oberfläche aller Blutgefäße auskleidet, kommt eine wichtige Barrierefunktion zwischen Blut und Gewebe zu. Nur durch eine bedarfsgerechte Justierung dieser Barriere, die den Durchtritt von Molekülen und Zellen reguliert, kann die Gewebehomöostase aufrechterhalten werden. Dabei ist das Endothel nicht nur passive Barriere, sondern auch an dieser dynamischen Regulation aktiv beteiligt. Störungen oder Fehlregulationen dieser Prozesse führen zu Pathologien, z.B. Arteriosklerose.
Es ist seit längerem bekannt, dass Carcinoembryonic antigen–related cell adhesion molecule-1 (CEACAM1), ein Mitglied der Immunglobulin-Superfamilie, die Bildung und Morphogenese neuer Blutgefäße beeinflusst. Die spontane Entwicklung kleiner Arteriosklerose-ähnlicher Läsionen in CEACAM1 knockout (Cc1-/-) Mäusen zeigt, dass CEACAM1 auch für die Homöostase ausgereifter Blutgefäße von Bedeutung ist. Ziel dieser Dissertationsarbeit war daher, den Einfluss von CEACAM1 auf wesentliche Aspekte der Endothelfunktion in Aorten in situ bzw. in Endothelzellkulturen in vitro zu analysieren.
Es konnte zunächst gezeigt werden, dass CEACAM1-defiziente Endothelzellen im Vergleich zu Wildtyp (WT) Endothelzellen eine rundlichere Zellmorphologie mit meanderförmigen Zellgrenzen und interzellulären Lücken aufweisen. Diese morphologischen Unterschiede stimmen mit Befunden in situ an Aorten von WT und Cc1-/- Mäusen überein. 
Weiterhin wurde eine Translokation der endothelialen NO-Synthase (eNOS) von der Zellmembran in den peri-nukleären Bereich bei CEACAM1-Defizienz festgestellt. Die erhobenen Daten bieten zwei mögliche Erklärungen dafür. Einerseits könnte CEACAM1 durch Interaktion mit eNOS als Membrananker fungieren. Daneben wiesen CEACAM1-defiziente Endothelzellen eine erhöhte Expression des Enzyms APT1 auf, welches eNOS depalmitoyliert. Die daraus resultierende, ebenfalls nachgewiesene geringere Palmitoylierung könnte auch zur verminderten Membran-lokalisation von eNOS beitragen.
Zur endothelialen Funktion gehört, die Adhäsion von Blutzellen an die Gefäßwand weitestgehend zu beschränken. CEACAM1-defiziente Endothelzellen zeigten im Vergleich zu WT Endothelzellen eine verstärkte Adhäsivität gegenüber murinen und humanen Monozyten. Ähnliche Unterschiede wurden für Aortenexplantate aus WT und Cc1-/- Mäusen festgestellt. Dies ist einerseits mit einer verstärkten Expression des Zelladhäsionsmoleküls ICAM-1 bei CEACAM1-Defizienz erklärbar. Darüber hinaus vermittelt die Glykokalyx anti-adhäsive Eigenschaften. Aus Vorbefunden war bekannt, dass die endotheliale Glykokalyx in der Aorta von Cc1-/- Mäuse reduziert ist. Im Rahmen dieser Arbeit konnte dies auf eine verstärkte Expression der Glykokalyx-degradierenden Enzyme MMP9, Chondroitinase sowie Hyaluronidase-2 in Cc1-/- Endothelzellen zurückgeführt werden. 
Eine erhöhte Permeabilität stellt einen Indikator für ein dysfunktionales Endothel, eines der initialen Schritte in der Pathogenese der Arteriosklerose, dar. Zur Analyse der aortalen Permeabilität wurde ein modifizierter Miles-Assay etabliert. Unter Verwendung etablierter muriner Arteriosklerosemodelle konnte gezeigt werden, dass dieser Assay eine Störung der vaskulären Permeabilität bereits vor Auftreten makroskopischer Veränderungen zuverlässig detektiert.
Im Rahmen der folgenden Analysen an WT und Cc1-/- Mäusen zeigte sich ein altersabhängiger Effekt von CEACAM1 auf die Gefäßpermeabilität: Aorten von 3 Monate alten Cc1-/- Mäuse wiesen eine im Vergleich zum WT erhöhte Gefäßpermeabilität auf, welche wahrscheinlich Folge einer verzögerten Gefäßreifung ist. Im Alter von 9 Monaten zeigte sich dagegen ein entgegengesetztes Bild. Dies wurde auf eine verstärkte Expression des die Barriere schädigenden Inflammationsmediators TNF-α in 9 Monate alten WT Mäusen zurückgeführt. 
Außerdem modulierte CEACAM1 die TNF-α-vermittelte Lockerung der endothelialen Barriere, indem es die Phosphorylierung von Adherens Junction Proteinen beeinflusste. Basal stabilisierte CEACAM1 die endotheliale Barriere durch Hemmung der Phosphorylierung von Caveolin-1, welches Adherens Junctions destabilisiert. Unter Einfluss von TNF-α war CEACAM1 verstärkt im Bereich von Adherens Junctions lokalisiert und rekrutierte dort Src-Kinase. Src-Kinase wiederum destabilisierte Adherens Junctions durch Phosphorylierung von β-Catenin, was in verstärkter Gefäßpermeabilität resultierte. Dagegen führte TNF-α in CEACAM1-defizienten Endothelzellen zu einer Dephosphorylierung von Caveolin-1 und β-Catenin, wodurch Adherens Junctions und damit die endotheliale Barriere stabilisiert wurden. Diese CEACAM1-abhängige differenzielle Regulation der Stabilität von Adherens Junctions unter TNF-α trägt wahrscheinlich maßgeblich zu den Unterschieden der vaskulären Permeabilität in 3 bzw. 9 Monate alten WT und Cc1-/- Mäusen bei.

Zusammenfassend konnte im Rahmen dieser Arbeit nachgewiesen werden, dass CEACAM1 zentrale Funktionen des Endothels und hierüber die Homöostase reifer Gefäße beeinflusst. Da eine Expression von CEACAM1 auch in arteriosklerotischen Plaques nachgewiesen werden konnte, soll in weiteren Untersuchungen auch der Beitrag von CEACAM1 zur arteriosklerotischen Plaquebildung analysiert werden.
N2  - The endothelium forms the inner surface of blood vessels and therefore is critically involved in forming a barrier between the intraluminal blood and the surrounding tissue. Adequate regulation of this barrier regarding extravasation of molecules and cells is mandatory to maintain tissue homeostasis. Thereby the endothelium is not only a passive barrier but regulates barrier function in an active and dynamic manner. Malfunction and dysregulation of these processes promote pathologies, i.e. atherosclerosis.
It is known, that Carcinoembryonic antigen–related cell adhesion molecule-1 (CEACAM1), a member of the immunoglobulin superfamily, modulates the formation and morphogenesis of new blood vessels. In addition, spontaneous development of small atherosclerosis-like lesions within the aorta of CEACAM1-deficient (Cc1-/-) mice indicates the involvement of CEACAM1 in homeostasis of mature blood vessels. Therefore, the aim of this study was to analyze the effect of CEACAM1 on central aspects of endothelial function in situ (aortic tissue) and in vitro (endothelial cell cultures).
First it was shown, that CEACAM1-deficient endothelial cells display a rather round cellular morphology with meandering cell boundaries and inter-cellular gaps compared to CEACAM1-expressing cells. These morphologic differences are in agreement with in situ observations in WT and Cc1-/- mice. Furthermore, CEACAM1 deficiency resulted in translocation of endothelial NO-Synthase (eNOS) from the cell membrane towards the peri-nuclear compartment within endothelial cells. Analysis of the underlying mechanisms suggests two scenarios. On the one hand, CEACAM1 might serve as a membrane anchor due to physical interaction with eNOS. On the other hand, expression of the de-palmitoylating enzyme APT1 is upregulated and eNOS palmitoylation is reduced in CEACAM1-deficient endothelial cells. This might also contribute to its reduced location at the cell membrane.
 
Under physiological conditions the endothelium limits adhesion of blood cells to the vascular wall. However, adhesion of murine and human monocytes to cultured endothelial cells was increased when endothelial CEACAM1 was absent. Similar results were obtained using aortic explants of WT and Cc1-/- mice. This was attributed to the increased expression of cell adhesion molecule ICAM-1 in Cc1-/- endothelial cells. Furthermore, the glycocalyx of endothelial cells greatly contributes to anti- adhesive properties. Based on preliminary results which showed a reduced endothelial glycocalyx in aortae from Cc1-/- mice compared to WT mice, we found a higher expression of the glycocalyx-degrading enzymes MMP-9, chondroitinase and hyaluronidase-2 in Cc1-/- compared to WT endothelial cells.
Enhanced vascular permeability indicates a dysfunctional endothelium, which is the initial step in the pathogenesis of atherosclerosis. To analyze aortic permeability a modified Miles-assay was established. Using well-characterized murine atherosclerosis models, it was shown that this assay reliably detects alterations in vascular permeability prior to macroscopically visible morphological alterations. CEACAM1 had an age-dependent effect on vascular permeability: aortae from 3 months old Cc1-/- mice showed increased vascular permeability for Evans blue compared to aortae from age-matched WT mice most likely due to delayed vascular maturation. Interestingly, this situation was completely reversed at the age of 9 months. This was attributed to enhanced aortic expression of the permeability promoting inflammatory mediator TNF-α in 9 month old WT mice compared to age-matched Cc1-/- mice. Moreover, CEACAM1 modulated the TNF-α-dependent increase in vascular permeability by affecting adherens junction phosphorylation. Under basal conditions CEACAM1 stabilizes endothelial barrier by inhibition of caveolin-1 phosphorylation known to destabilize adherens junctions. In the presence of TNF-α, CEACAM1 translocate to endothelial adherens junctions and recruits Src kinase which destabilizes adherens junctions by phosphorylation of β-catenin resulting in enhanced vascular permeability. In contrast, in CEACAM1-deficient endothelial cells TNF-α promotes dephosphorylation of caveolin-1 and β-catenin thus stabilizing adherens junction complexes and endothelial barrier. This CEACAM1-dependent differential regulation of adherens junction complex stability presumably contributes substantially to the differences in vascular permeability observed in WT and Cc1-/- mice at the age of 3 and 9 months, respectively.
 
In summary, this study shows that CEACAM1 influences central aspects of endothelial functions and thereby affects homeostasis of mature blood vessels. Since expression of CEACAM1 was observed in endothelium covering atherosclerotic plaques, further studies will investigate the contribution of CEACAM1 to atherosclerotic plaque formation.
KW  - Endothel
KW  - Permeabilität
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-201726
ER  - 
TY  - THES
A1  - Karimli, Seymur
T1  - Einfluss des Wetters auf die Inzidenz von akuten thorakalen Aortendissektionen
T1  - Impact of weather on the incidence of acute thoracic aortic dissections
N2  - In dieser Studie wurden n=137 Patienten untersucht, die mit einer akuten thorakalen Aortendissektion in der Universitätsklinik für Herz- und Thoraxchirurgie Würzburg notfallmäßig behandelt worden sind. Hierbei wollten wir überprüfen, ob die Wetterparametern wie Lufttemperatur, Luftdruck, Bewölkung, Windgeschwindigkeit, Niederschlagshöhe und Sonnenscheindauer mit der Inzidenz von akuten thorakalen Aortendissektion korreliert ist. Durch statistischen Analysen konnte keine Signifikanz belegt werden.
N2  - In this study were 137 patients examined, who were treated with acute thoracic aortic dissection in the University Clinic for Cardio Thoracic Surgery Würzburg. Aim of this study was to analyze whether the weather parameters such as air temperature, air pressure, cloud cover, wind speed, precipitation height and sunshine duration have an influence on the incidence of acute thoracic aortic dissection. No correlation regarding weather parameters and onset of aortic dissection was find.
KW  - Aortenaneurysma
KW  - Aortendissektion
KW  - Wetterparametern
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-202010
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weis, Jessica
T1  - Innervation von Schweißdrüsen bei Patienten mit Morbus Parkinson
T1  - Innervation of sweat glands in patients with parkinson‘s
disease
N2  - Die Forschung auf dem Gebiet der Parkinson-Erkrankung erlebt einen großen Wandel. Eindeutig ist mittlerweile, dass es zu kurz gefasst wäre diese Erkrankung auf die motorischen Symptome zu beschränken. In den letzten Jahren wurde durch intensive Forschung bewiesen, dass der idiopathische M. Parkinson eine multisystemische Erkrankung ist, welche verschiedene Teile des Nervensystems betreffen kann. Um die zugrundeliegende Pathophysiologie und die Beteiligung des autonomen Nervensystems bei M. Parkinson näher zu untersuchen, wurden für diese Studie 30 Patienten mit idiopathischem M. Parkinson, 19 Patienten mit atypischem Parkinsonsyndrom und 30 gesunde Probanden am Universitätsklinikum Würzburg und an der Paracelsus-Elena-Klinik Kassel rekrutiert. Um Beeinträchtigungen von groß-und kleinkalibrigen Nervenfasern einschätzen zu können, wurden eine Neurografie des N. suralis sowie eine quantitativ sensorische Testung durchgeführt. Zur Bewertung einer möglichen toxischen Komponente von Levodopa gegenüber einer direkten Schädigung peripherer Nerven durch p-α-Synuclein wurden am Vitamin B12 Stoffwechsel beteiligte Proteine im Blut bestimmt. Alle Patienten und Probanden erhielten Hautbiopsien an Unterschenkel, Oberschenkel, Rücken und Finger, um anschließend eine immunhistochemische Aufarbeitung der Präparate durchführen zu können. Einerseits wurde die Beteiligung somatosensibler Nervenfasern mithilfe der Auszählung intraepidermaler Nervenfasern (PGP 9.5) bewertet. Andererseits wurden die Schweißdrüsen auf Pathologien der sympathischen Nervenfasern (VIP, TH, SP, CGRP) und der sudomotorischen Synapsen (SNCA, Synaptophysin, SNAP 25) untersucht. Weiterhin wurde versucht p-α-Synuclein, als Biomarker der Parkinson-Erkrankung, in der Haut nachzuweisen.
Positive Ergebnisse konnten hinsichtlich pathologischer Prozesse an den Synapsen erzielt werden. Es zeigte sich sowohl eine Reduktion von nativem α-Synuclein (Unterschenkel, p=0,009 und Rücken, p=0,013), Synaptophysin (Unterschenkel, p=0,007) als auch SNAP 25 (Unterschenkel, p=0,023) an den untersuchten Schweißdrüsen der Patientengruppe. Bei der Untersuchung von SNAP 25 zeigte sich des Weiteren eine negative Korrelation zwischen der SNAP 25 Dichte im Unterschenkel und p-α-Synuclein (p=0,007). Bei der Suche nach p-α-Synuclein wurden beinahe 72% der Parkinson-Patienten positiv getestet, wohingegen keiner der gesunden Probanden p-α-Synuclein in der Haut zeigte. Weiterhin konnte bei 75% der positiv getesteten Patienten mit Multisystematrophie p-α-Synuclein an somatosensiblen Nervenfasern des subepidermalen Plexus nachgewiesen werden, wohingegen es bei den M. Parkinson Patienten nur 13% waren. Die Ergebnisse der zugrundeliegenden Arbeit zeigen, dass die Hautbiopsie als frühdiagnostisches Mittel und in der Differentialdiagnose ein hohes Potenzial hat. Die Erforschung von Pathologien an Synapsen wird in der Zukunft an großer Bedeutung gewinnen und scheint ein wichtiger Ansatz, um die Pathophysiologie des M. Parkinson genauer zu verstehen. Die Hautbiopsie könnte dabei von Vorteil sein, da sich Pathologien in vivo untersuchen lassen und man nicht auf Ergebnisse von Autopsien angewiesen ist.
N2  - During the last years it was proved by intensive research that idiopathic parkinson’s disease is multisystemic and can concern different parts of the nervous system. To examine the pathophysiology and the participation of the autonomic nervous system, we recruited 30 patients with idiopathic parkinson’s disease, 19 patients with atypical parkinsonian syndromes and 30 healthy controls from the university medical centre of Würzburg and from the Paracelsus Elena clinic of Kassel for this study. All patients got a neurography of the sural nerve as well as a Quantitative Sensory Testing to estimate involvement of large and small nerve fibres. Proteins, involved in vitamin B12 metabolism, were tested for the assessment of a possible toxic component of Levodopa dosage compared with a direct damage of peripheral nerves by p- α-synuclein. For immunhistochemical analysis all patients and healthy controls received skin biopsies from distal leg, thigh, back and finger. On the one hand the participation of somatosensory nerve fibres was valued with the help of counting up of intraepidermal nerve fibres (PGP 9.5). On the other hand, sweat glands were examined for pathologies of the sympathetic nerve fibres (VIP, TH, SP, CGRP) and the sudomotoric synapses (SNCA, Synaptophysin, SNAP 25). Furthermore we tried to prove that p-α-synuclein could be a biomarker in the skin of patients with idiopathic parkinson’s disease.
Positive results could be achieved concerning pathological processes at the synapses. We showed a reduction of native α-synuclein (distal leg, p=0,009 and back, p=0,013), Synaptophysin (distal leg, p=0,007) as well as SNAP 25 (distal leg, p=0,023) in the examined sweat glands of the patient's group. Concerning p-α-synuclein, nearly 72% of patients with parkinson's disease were tested positively, while none of the healthy controls showed deposits. Furthermore we could prove that 75% of the positively tested patients with multiple system atrophy showed p-α-synuclein  in somatosensory nerve fibres of subepidermal plexus, while there were only 13% patients with idiopathic parkinson's disease, who showed deposits at this site. The results of this work reveal that skin biopsies have a high potential as early-diagnostic instrument. The investigation of pathologies at synapses will win in great importance and will be necessary to understand the pathophysiology of parkinson's disease. Skin biopsies could be an advantage, because we can examine pathologies in vivo and we don't rely on results of autopsies.
KW  - Parkinson-Krankheit
KW  - Parkinson
KW  - Schweißdrüse
KW  - Synapse
KW  - Synuclein <alpha->
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-161505
ER  - 
TY  - THES
A1  - Mekala, SubbaRao
T1  - Generation of cardiomyocytes from vessel wall-resident stem cells
T1  - Erzeugung von Kardiomyozyten aus Gefäßwand-residenten Stammzellen
N2  - Myocardial infarction (MI) is a major cause of health problems and is among the leading deadly ending diseases. Accordingly, regenerating functional myocardial tissue and/or cardiac repair by stem cells is one of the most desired aims worldwide. Indeed, the human heart serves as an ideal target for regenerative intervention, because the capacity of the adult myocardium to restore itself after injury or infarct is limited. Thus, identifying new sources of tissue resident adult stem or progenitor cells with cardiovascular potential would help to establish more sophisticated therapies in order to either prevent cardiac failure or to achieve a functional repair. Ongoing research worldwide in this field is focusing on a) induced pluripotent stem (iPS) cells, b) embryonic stem (ES) cells and c) adult stem cells (e. g. mesenchymal stem cells) as well as cardiac fibroblasts or myofibroblasts. However, thus far, these efforts did not result in therapeutic strategies that were transferable into the clinical management of MI and heart failure. Hence, identifying endogenous and more cardiac-related sources of stem cells capable of differentiating into mature cardiomyocytes would open promising new therapeutic opportunities. The working hypothesis of this thesis is that the vascular wall serves as a niche for cardiogenic stem cells. In recent years, various groups have identified different types of progenitors or mesenchymal stem cell-like cells in the adventitia and sub-endothelial zone of the adult vessel wall, the so called vessel wall-resident stem cells (VW-SCs). Considering the fact that heart muscle tissue contains blood vessels in very high density, the physiological relevance of VW-SCs for the myocardium can as yet only be assumed. The aim of the present work is to study whether a subset of VW-SCs might have the capacity to differentiate into cardiomyocyte-like cells. This assumption was challenged using adult mouse aorta-derived cells cultivated in different media and treated with selected factors. The presented results reveal the generation of spontaneously beating cardiomyocyte-like cells using specific media conditions without any genetic manipulation. The cells reproducibly started beating at culture days 8-10. Further analyses revealed that in contrast to several publications reporting the Sca-1+ cells as cardiac progenitors the Sca-1- fraction of aortic wall-derived VW-SCs reproducibly delivered beating cells in culture. Similar to mature cardiomyocytes the beating cells developed sarcomeric structures indicated by the typical cross striated staining pattern upon immunofluorescence analysis detecting α-sarcomeric actinin (α-SRA) and electron microscopic analysis. These analyses also showed the formation of sarcoplasmic reticulum which serves as calcium store. Correspondingly, the aortic wall-derived beating cardiomyocyte-like cells (Ao-bCMs) exhibited calcium oscillations. This differentiation seems to be dependent on an inflammatory microenvironment since depletion of VW-SC-derived macrophages by treatment with clodronate liposomes in vitro stopped the generation of Ao bCMs. These locally generated F4/80+ macrophages exhibit high levels of VEGF (vascular endothelial growth factor). To a great majority, VW-SCs were found to be positive for VEGFR-2 and blocking this receptor also stopped the generation VW-SC-derived beating cells in vitro. Furthermore, the treatment of aortic wall-derived cells with the ß-receptor agonist isoproterenol or the antagonist propranolol resulted in a significant increase or decrease of beating frequency. Finally, fluorescently labeled aortic wall-derived cells were implanted into the developing chick embryo heart field where they became positive for α-SRA two days after implantation. The current data strongly suggest that VW-SCs resident in the vascular adventitia deliver both progenitors for an inflammatory microenvironment and beating cells. The present study identifies that the Sca-1- rather than Sca-1+ fraction of mouse aortic wall-derived cells harbors VW-SCs differentiating into cardiomyocyte-like cells and reveals an essential role of VW-SCs-derived inflammatory macrophages and VEGF-signaling in this process. Furthermore, this study demonstrates the cardiogenic capacity of aortic VW-SCs in vivo using a chimeric chick embryonic model.
N2  - Der Myokardinfarkt (MI) ist einer der Hauptgründe für gesundheitliche Probleme und zählt zu einer der am häufigsten tödlich verlaufenden Krankheiten weltweit. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die Regeneration von funktionellem Myokardgewebe und/oder die kardiale Reparatur durch Stammzellen eines der weltweit am meisten angestrebten Ziele darstellt. Das adulte menschliche Herz stellt aufgrund seiner äußerst eingeschränkten endogenen Regenerationskapazität, die bei weitem nicht ausreicht, das geschädigte Gewebe zu erneuern, ein ideales Zielorgan für regenerative Therapieverfahren dar. Folglich könnte die Identifizierung neuer Quellen adulter Stamm- oder Vorläuferzellen mit kardiovaskulärem Differenzierungspotential dabei helfen, verfeinerte Therapien zu entwickeln, um entweder kardiale Fehlfunktionen zu verhindern oder eine deutlich verbesserte myokardiale Reparatur zu erreichen. Die aktuelle weltweite Forschung auf diesem Gebiet fokussiert sich auf: a) induzierte pluripotente Stammzellen (iPS), b) embryonale Stammzellen (ES) und c) adulte Stammzellen, wie z. B. mesenchymale Stammzellen, kardiale Fibroblasten und Mesangioblasten sowie Myofibroblasten. Bisher haben jedoch alle Bemühungen noch zu keinem Durchbruch geführt, so dass die teilweise vielversprechenden experimentellen Ergebnisse nicht in die klinische Therapie des MI und der kardialen Defekte mittels Stammzellen transferiert werden können. Abgesehen davon, ob und wie stark so ein endogenes herzeigenes Potential wäre, würde die Identifizierung neuer endogener Stammzellen mit kardiogenem Potential, die genaue Charakterisierung ihrer Nischen und der Mechanismen ihrer Differenzierung einen Meilenstein in der kardioregenerativen Stammzelltherapie darstellen. Die Arbeitshypothese der hier vorgelegten Dissertation besagt, dass die Gefäßwand als Nische solcher Zellen dienen könnte. Innerhalb der letzten Jahre konnte die Adventitia und die subendotheliale Zone der adulten Gefäßwand als Nische für unterschiedliche Typen von Vorläuferzellen und multipotenten Stammzellen, die sogenannten Gefäßwand-residenten Stammzellen (VW-SCs) identifiziert werden. In Anbetracht der Tatsache, dass die Blutgefäße aufgrund ihrer hohen Dichte im Herzen eine essentielle stromale Komponente des Herzgewebes darstellen, kann die mögliche klinische Relevanz von VW-SCs für das Myokardium im Moment nur erahnt werden. Ausgehend von der Annahme, dass eine Subpopulation dieser VW-SCs die Fähigkeit besitzt, sich in Kardiomyozyten-ähnliche Zellen zu differenzieren, sollte im Rahmen dieser Dissertationsarbeit das myokardiale Potential der Gefäßwand-residenten Stammzellen aus der Aorta adulter Mäuse studiert werden, indem die Zellen unter unterschiedlichen definierten Bedingungen kultiviert und dann sowohl morphologisch als auch funktionell charakterisiert werden. Erstaunlicherweise zeigten die ersten Ergebnisse die Generierung spontan schlagender Kardiomyozyten-ähnlicher Zellen, nur durch Verwendung eines speziellen Nährmediums und ohne jegliche genetische Manipulation. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Analysen belegen zudem, dass die Kardiomyozyten-ähnlichen Zellen reproduzierbar nach ca. 9-11 Tagen in der Kultur anfangen, spontan zu schlagen. In immunzytochemischen Analysen zeigten die schlagenden Zellen ein quergestreiftes Färbemuster für α sarkomeres Actinin. Passend dazu wiesen diese spontan schlagenden Zellen, wie reife Kardiomyozyten, Sarkomerstrukturen mit Komponenten des sarkoplasmatischen Retikulums in elektronenmikroskopischen Analysen auf. Sie zeigten dementsprechend eine mit dem spontanen Schlag assoziierte Kalzium-Oszillation. Erstaunlicherweise zeigten die hier vorgelegten Befunde erstmalig, dass es nicht die Sca-1+ (stem cell antigen-1) Zellen waren, denen seit Jahren eine kardiomyozytäre Kapazität zugeschrieben wird, sondern es waren die Sca-1- Zellen der Mausaorta, die sich zu den spontan schlagenden Zellen differenzierten. Des Weiteren scheint diese Differenzierung von einer endogen generierten inflammatorischen Mikroumgebung abhängig zu sein. Die hier vorgelegten Ergebnisse legen daher den Schluss nahe, dass die VW-SCs in der vaskulären Adventitia sowohl die inflammatorische Mikroumgebung als auch die spontan schlagenden Kardiomyozyten-ähnlichen Zellen bereitstellten. So entstanden in der Kultur aortaler Zellen unter anderem auch Makrophagen, die hohe Mengen des Gefäßwachstumsfaktors VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) aufweisen. Wurden die Makrophagen in der Zellkultur durch Zugabe von Clodtronat-Liposomen depletiert, so wurde damit auch die Generierung spontan schlagender Zellen aus den aortalen VW-SCs unterbunden. Um zu testen, ob und inwieweit dieser Einfluss der Makrophagen auf die Entstehung spontan schlagender Zellen aus den VW-SCs auf den VEGF zurückzuführen ist, wurden kultivierte Zellen der Mausaorta mit dem VEGF-Rezeptor-2-Blocker (E7080) behandelt. Auch diese Behandlung resultierte wie bei der Depletion von Makrophagen darin, dass keine spontan schlagenden Zellen entstanden. Um die von VW-SCs generierten spontan schlagenden Zellen funktionell zu charakterisieren, wurden die kultivierten Zellen der Mausaorta mit Isoproterenol (ß-Sympathomimetikum) und Propranolol (ß-Blocker) behandelt. Eine signifikante Steigerung der Schlagfrequenz unter Isoproterenol und eine Reduzierung bei Zugabe von Propranolol unterstreichen ebenfalls die Kardiomyozyten-ähnliche Eigenschaft der spontan schlagenden Zellen. Schließlich wurden die aus der Mausaorta isolierten Zellen Fluoreszenz-markiert und dann in das kardiale Feld des sich entwickelnden Hühnerembryos (am fünften Tag der Entwicklung) implantiert. Zwei Tage später wurden die Herzen entnommen. Immunfärbungen zeigten, dass ein Teil der implantierten Zellen auch unter diesen in vivo-Bedingungen für α-sarkomeres Actinin positiv wurde und somit einen kardiomyozytären Phänotyp aufwies.
KW  - vessel wall resident stem cells
KW  - cardiomyocytes
KW  - Herzmuskelzelle
KW  - Stammzelle
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-146046
N1  - My PhD research work has been published in Circ Res. 2018 Aug 31;123(6):686-699.
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dambacher, Helena
T1  - Die Etablierung des CRISPR/Cas9-Systems in humanen induzierten pluripotenten Stammzellen zur Untersuchung der Funktion des Kanalproteins Connexin 43 in der Embryonalentwicklung
T1  - The establishment of the CRISPR/Cas9 system in human induced pluripotent stem cells to study the function of the channel protein connexin 43 in the embryonic development
N2  - Die Rolle von Connexinen und Gap Junction-vermittelter Kommunikation in pluripotenten Stammzellen sowie der frühen Embryonalentwicklung sind bis heute nicht vollständig aufgeklärt. Mutationen in humanen Connexinen verursachen eine Vielzahl von Krankheiten. Connexin-defiziente iPS Zellen stellen eine gute Basis für die Erforschung der Rolle von Connexinen während der Embryonalentwicklung und bei der Krankheitsentstehung dar. 
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das CRISPR/Cas9-System in pluripotenten Stammzellen erfolgreich anzuwenden und ein Protokoll zur Erstellung verschiedener Cx43-Defektmutanten zu entwerfen. Nach der Etablierung der CRSIPR/Cas9-Methode in HEK293T-Zellen konnte in der vorliegenden Arbeit darüber hinaus erfolgreich eine Cx43-Defizienz in FSiPS-Zellen erzeugt werden. Weiterhin wurden mehrere Cx43-Mutanten geschaffen und initial auf Pluripotenzmarker und ihr Differenzierungspotential untersucht. 
Diese Arbeit bildet die Basis für weitere Untersuchungen des Cx43 in iPS-Zellklonen und davon abgeleiteten Zelltypen sowie artifiziellen 3D-Gewebekulturen. Darüber hinaus bildet sie die Grundlage für die Bildung weiterer Connexin-Defektmutanten sowie von iPS-Zellen mit krankheitsrelevanten Mutationen.
N2  - The roles of connexins and gap junction-mediated communication in pluripotent stem cells and early embryonic development have not been fully elucidated to date. Mutations in human connexins cause a variety of diseases. Connexin-deficient iPS cells provide a good basis for studying the role of connexins during embryonic development and in disease development. 
The aim of the present work was to successfully apply the CRISPR/Cas9 system in pluripotent stem cells and to design a protocol to generate different Cx43 defective mutants. Furthermore, after establishing the CRSIPR/Cas9 method in HEK293T cells, a Cx43 deficiency in FSiPS cells was successfully generated. Furthermore, several Cx43 mutants were created and initially screened for pluripotency markers and their differentiation potential. 
This work forms the basis for further studies of Cx43 in iPS cell clones and derived cell types as well as artificial 3D tissue cultures. Furthermore, it forms the basis for the generation of further connexin defect mutants as well as iPS cells with disease-relevant mutations.
KW  - CRISPR/Cas-Methode
KW  - Induzierte pluripotente Stammzelle
KW  - Connexin
KW  - Genome Editing
KW  - Knockout <Molekulargenetik>
KW  - Okulodentodigitale Dysplasie
KW  - Cas9
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-240152
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ryma, Matthias
T1  - Exploiting the Thermoresponsive Properties of Poly(2-oxazoline)s for Biofabrication
T1  - Anwendung der Thermoresponsivität von Poly(2-oxazolin) für die Biofabrikation
N2  - In this thesis, non-modified POx, namely PnPrOx and PcycloPrOx, with an LCST in the physiological range between 20 and 37°C have been utilized as materials for three different biofabrication approaches. Their thermoresponsive behavior and processability were exploited to establish an easy-to-apply coating for cell sheet engineering, a novel method to create biomimetic scaffolds based on aligned fibrils via Melt Electrowriting (MEW) and the application of melt electrowritten sacrificial scaffolds for microchannel creation for hydrogels. 
Chapter 3 describes the establishment of a thermoresponsive coating for tissue culture plates. Here, PnPrOx was simply dissolved in water and dried in well plates and petri dishes in an oven. PnPrOx adsorbed to the surface, and the addition of warm media generated a cell culture compatible coating. It was shown that different cell types were able to attach and proliferate. After confluency, temperature reduction led to the detachment of cell sheets. Compared to standard procedures for surface coating, the thermoresponsive polymer is not bound covalently to the surface and therefore does not require specialized equipment and chemical knowledge. However, it should be noted that the detachment of the cell layer requires the dissolution of the PnPrOx-coating, leading to possible polymer contamination. Although it is only a small amount of polymer dissolved in the media, the detached cell sheets need to be washed by media exchange for further processing if required. ...
N2  - In dieser Dissertation wurden die unmodifizierten Poly(2-oxazoline) PnPrOx und PcycloProx, welche eine LCST im physiologischen Bereich zwischen 20 und 37°C aufweisen, für drei verschiedene Biofabrikationsansätze verwendet. Deren Thermoresponsivität und Prozessierbarkeit wurde genutzt, um ein simples Beschichten von Oberflächen für Cell Sheet Engineering, eine neue Methode zur Herstellung biomimetischer Gerüststrukturen basierend auf der Generierung von Fibrillenbündeln via Melt Electrowriting und die Anwendung als Opferstrukturen zur Generierung von Mikrokanälen in Hydrogelen zu etablieren.
KW  - Thermoresponsive Polymere
KW  - Dihydrooxazole
KW  - 3D-Druck
KW  - Melt Electrowriting
KW  - Biofabrikation
KW  - Poly(2-oxazoline)
KW  - Cell Sheet Engineering
KW  - Vaskularisation
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-247462
ER  - 
TY  - THES
A1  - Löw, Kornelia
T1  - Identifizierung und Charakterisierung koronarer Gefäßwand-residenter Stammzellen
T1  - Identification and characterisation of VW-resident stem cells in coronary vessels
N2  - In der vorliegenden Arbeit gelang es die Bedeutung sowie die Aktivierung und Mobilisierung der koronaren Gefäßwand-residenten Stammzellen bei der Angiogenese des Herzgewebes mittels Cardiac Angiogenesis Assay präzise zu charakterisieren und beeinflussende Faktoren zu identifizieren.
N2  - In the present work the activation and mobilisation of vascular wall resident stem cells of coronary vessels could be characterised during the angiogenesis of cardiac tissue using the Cardiac Angiogenesis Assay. Moreover influencing factors were identified.
KW  - Vorläuferzelle
KW  - Koronararterie
KW  - Angiogenese
KW  - Stammzelle
KW  - Cardiac Angiogenesis Assay
KW  - Gefäßwand-residente Stammzellen
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-223402
ER  - 
TY  - THES
A1  - Feisel, Sarah
T1  - Die Begründung der Keimblatttheorie durch Christian Heinrich Pander 1817 in Würzburg: Der Weg naturphilosophisch geprägter Embryologieforschung zur rationalen Wissenschaft
T1  - The first description of the germ layer theory by Christian Heinrich Pander in 1817 in Würzburg: The path of natural philosophical influenced Embryology to rational science
N2  - Christian Heinrich Pander begründete 1817 in Würzburg die Keimblatttheorie. Zu seinen Erkenntnissen gelangte er durch Studien am Hühnerembryo. Beim Erlernen und bei der Durchführung der wissenschaftlichen Methodik mit dem Mikroskop unterstützte ihn der Würzburger Professor und Naturforscher Ignaz Döllinger maßgeblich. Neben der Aufarbeitung der wissenschaftlichen Methodik und den hieraus neu gewonnenen Erkenntnissen beschäftigt sich diese Arbeit ebenso mit der Aufarbeitung naturphilosophischer Motive in den naturwissenschafts-historischen Kontext der Embryologie-Geschichte des frühen 19. Jahrhunderts gesetzt.
N2  - Christian Heinrich Pander was the founder of the germ layer theory in 1817 in Würzburg in Germany, Bavaria. Through his studies on the chick embryo he was able to describe a basic concept of the modern germ layer theory. In his practical studies with the microscope he received great support from Ignaz Döllinger, a professor in physiology and anatomy and a keen natural scientist at the University of Würzburg. Apart from analysing Panders scientific methods with the microscope and his gathered findings, this doctoral thesis also emphasizes the role of natural philosophy in Panders embryological studies in the context of the history of embryology in the early 19th century.
KW  - Embryologie
KW  - Karl Ernst von Baer
KW  - Christian Heinrich Pander
KW  - Vogelembryologie
KW  - Medizingeschichte
KW  - Pander
KW  - Embryology
KW  - Natural Philosophy
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-256811
ER  - 
TY  - THES
A1  - Endlich, Alexander Dominic
T1  - Die Rolle der Dsg3-Depletion in der Pathogenese des Pemphigus vulgaris
T1  - The role of the Dsg3-depletion for the pathogenesis of pemphigus vulgaris
N2  - Pemphigus vulgaris (PV) ist eine blasenbildende Autoimmunerkrankung, die durch Autoantikörper gegen Dsg1 und Dsg3 gekennzeichnet ist. Der genaue Pathomechanismus, der zu einem PV-IgG vermittelten Verlust der interzellulären Adhäsion führt, ist noch unklar. Die Dsg3-Depletion und die Modulation von Signalkaskaden stellen hierbei kennzeichnende Merkmale der Erkrankung dar. Mit den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit ist eine bessere Einordnung der Dsg3-Depletion in den pathogenetischen Kontext von Pemphigus vulgaris möglich. Die Experimente zeigen, dass die Dsg3-Depletion von Differenzierungsprozessen abhängig ist und mit einem Adhäsionsverlust einhergehen kann. Die Hemmung der PKC verhindert hierbei sowohl die PV-IgG vermittelten Effekte in der Zellkultur als auch die Blasenbildung im Mausmodell in vivo und in humaner Haut ex vivo. Des Weiteren liefert die Arbeit neue Erkenntnisse, welche für die suprabasale Lokalisation der Blasenbildung bedeutsam sein könnten.
N2  - Pemphigus vulgaris (PV) is a blistering autoimmune disease characterised by antibodies directed against Dsg1 (desmoglein 1) and Dsg3 (desmoglein 3). The exact pathomechanism leading to PV-IgG induced loss of intercellular adhesion is still unclear. The Dsg3-depletion and the modulation of signaling pathways are characteristics of the disease. With the results of this study, a better classification of Dsg3-depletion in the pathogenetic context of pemphigus vulgaris becomes possible. The experiments show that the Dsg3-depletion is dependent on differentiation processes and can be accompanied by a loss of adhesion. Inhibition of PKC in this case prevents PV-IgG-mediated effects in the cell culture as well as blistering in murine skin in vivo and in human skin ex vivo. Furthermore, this work provides new insights that could be significant for the suprabasal localisation of blistering.
KW  - Zelladhäsion
KW  - Desmosom
KW  - Pemphigus
KW  - Keratinozyten
KW  - Cadherin
KW  - Dsg3-Depletion
KW  - pemphigus
KW  - desmosome
KW  - Dsg3-depletion
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-225573
ER  - 
TY  - THES
A1  - Volz, Julia
T1  - Studies on the influence of platelets on vascular integrity in primary tumors and the role of BIN2 in platelet calcium signaling
T1  - Studien zum Einfluss von Thrombozyten auf die Gefäßintegrität im Primärtumor und zur Rolle von BIN2 im Calcium-Signalweg von Thrombozyten
N2  - Maintenance of tumor vasculature integrity is indispensable for tumor growth and thus affects tumor progression. Previous studies have identified platelets as major regulators of tumor vascular integrity, as their depletion selectively renders tumor vessels highly permeable, causing massive intratumoral hemorrhage. While these results establish platelets as potential targets for anti-tumor therapy, depletion is not a treatment option due to the essential role of platelets for hemostasis. This thesis demonstrates for the first time that functional inhibition of glycoprotein (GP) VI on the platelet surface rapidly induces tumor hemorrhage and diminishes tumor growth similar to complete platelet depletion but without inducing systemic bleeding complications. Both, the intratumoral bleeding and tumor growth arrest could be reverted by depletion of Ly6G+ cells confirming them to be responsible for the induction of bleeding and necrosis within the tumor. In addition, GPVI inhibition increased intra-tumoral accumulation of co-administered chemotherapeutic agents, thereby resulting in a profound anti-tumor effect. In summary, this thesis manifests platelet GPVI as a key regulator of vascular integrity specifically in growing tumors, serving as a potential basis for the development of anti-tumor strategies.
In the second part of this thesis, light is shed on the modulating role of bridging integrator 2 (BIN2) in platelet Ca2+ signaling. Stromal interaction molecule 1 (STIM1) mediated store-operated calcium entry (SOCE) is the major route of Ca2+ influx in platelets, triggered by inositol trisphosphate receptor (IP3R)-dependent Ca2+ store release. In this thesis, the BAR domain superfamily member BIN2 was identified as the first Ca2+ signaling modulator, interacting with both, STIM1 and IP3R in platelets. Deletion of BIN2 resulted in reduced Ca2+ store release and Ca2+ influx in response to all tested platelet agonists. These defects were a consequence of impaired IP3R function in combination with defective STIM1-mediated SOC channel activation, while Ca2+ store content and agonist-induced IP3 production were unaltered. These results establish BIN2 as a central regulator of platelet Ca2+ signaling.
The third part of this thesis focuses on the effect of the soluble neuronal guidance protein Sema7A on platelet function. Rosenberger et al. discovered that Sema7A cleavage from red blood cells increases the formation of platelet-neutrophil complexes, thereby reinforcing thrombo-inflammation in myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI). This thesis establishes soluble Sema7A as a stimulator of platelet thrombus formation via its interaction with platelet GPIbα, thereby reinforcing PNC formation. Thus, interfering with the GPIb-Sema7A interaction during MIRI represents a potential strategy to reduce cardiac damage and improve clinical outcome following MI.
N2  - Die Aufrechterhaltung einer intakten Gefäßstruktur im Primärtumor ist unerlässlich für dessen Wachstum und beeinflusst dadurch die Tumorentwicklung. Es wurde bereits gezeigt, dass Thrombozyten bei diesem Prozess eine große Rolle spielen, da ihre experimentelle Depletion in Mäusen zu extrem durchlässigen Gefäßen und in Folge dessen zu starken Blutungen im Tumor führt. Diese Ergebnisse machen Thrombozyten zu potentiellen Angriffspunkten in der Krebstherapie, eine komplette Depletion ist dabei jedoch auf Grund ihrer essentiellen Funktion bei der Hämostase nicht denkbar. In dieser Thesis wurde zum ersten Mal gezeigt, dass auch die Blockade des Glykoproteins (GP) VI auf der Thrombozytenoberfläche zu vergleichbaren Blutungen im Tumor und zur Hemmung des Tumorwachstums führt, ohne jedoch das generelle Blutungsrisiko zu beeinflussen. Die durch die GPVI Blockade induzierten Effekte können durch eine gleichzeitige Depletion von Ly6G+ Zellen verhindert werden, was zeigt, dass dieser Zelltyp ursächlich an der Entstehung der Blutung beteiligt ist. Des Weiteren führt die Blockade von GPVI in Kombination mit einem Chemotherapeutikum zu einer Erhöhung dessen Konzentration im Tumorgewebe und damit zu einer verstärkten antitumoralen Wirkung. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass GPVI ein wichtiger Regulator der Gefäßintegrität im wachsenden Tumor ist, was als Grundlage für die Entwicklung von Krebstherapien genutzt werden könnte.
Im zweiten Teil dieser Thesis wurde die Rolle des bridging integrator 2 (BIN2) im Ca2+ Signalweg von Thrombozyten untersucht. Der STIM1 abhängige „store operated calcium entry“ (SOCE) vermittelt den größten Ca2+-Einstrom in Thrombozyten. SOCE wird durch den inositol trisphosphate receptor (IP3R)-abhängigen Ca2+ Ausstrom aus dem zelleigenen Ca2+ Reservoir aktiviert. In dieser Thesis wurde BIN2 als erstes Adapterprotein im Ca2+ Signalweg von Thrombozyten identifiziert, das sowohl mit STIM1 als auch mit IP3R interagiert. Das Fehlen von BIN2 führt zu einer Reduktion des Ca2+ Ausstroms aus dem zelleigenen Ca2+ Reservoir und eine Verminderung des Einstroms von extrazellulärem Ca2+. Diesen Defekten liegen die Beeinträchtigungen der Funktion sowohl des IP3R als auch von STIM1 zugrunde, während die Ca2+ Menge im Reservoir und die Agonisten-induzierte IP3 Produktion unverändert bleiben. Zusammenfassend konnte BIN2 als zentrales Molekül im Ca2+ Signalweg von Thrombozyten etabliert werden.
Der dritte Teil der Thesis befasst sich mit dem Effekt des löslichen „neuronal guidance protein“ Sema7A auf Thrombozyten. Die Arbeitsgruppe um Prof. Rosenberger konnte bereits zeigen, dass das von Erythrozyten abgespaltene Sema7A die Bildung von Komplexen aus Thrombozyten und Neutrophilen (PNC) fördert und damit die Thrombo-Inflammation während
Zusammenfassung
III
des Ischämie/Reperfusionsschadens des Myokards (MIRI) begünstigt. In dieser Thesis konnte gezeigt werden, dass die Interaktion des löslichen Sema7A mit GPIbα auf der Thrombozytenoberfläche die Thrombenbildung fördert und über diesen Mechanismus auch die PNC Bildung und somit Thrombo-Inflammation verstärkt. Aufgrund dessen stellt der Eingriff in die GPIbα-Sema7a Interaktion eine potentielle Strategie dar, den Gewebeschaden während des MIRI zu reduzieren und damit den Schaden nach einem Myokardinfarkt einzugrenzen.
KW  - Thrombozyt
KW  - Primärtumor
KW  - Maus
KW  - GPVI
KW  - Vaskuläre Integrität
KW  - Calcium signalling
KW  - BIN2
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-217427
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vix, Patrick
T1  - Die Rolle des Zelladhäsionsmoleküls Carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule-1 (CEACAM1) bei der lymphogenen Metastasierung des Prostatakarzinoms (PCa)
T1  - The role of the cell adhesion molecule carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule-1 (CEACAM1) in lymphogenous metastasis of prostate cancer (PCa)
N2  - Der epithelialen Präsenz des Carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule-1 (CEACAM1) in Prostatadrüsen wird eine tumorsupprimierende Funktion zugeschrieben. Maligne Veränderungen des Prostatadrüsenepithels bei einem PCa führen zu einer Abnahme der epithelialen CEACAM1-Expression, zu einem Verlust der Zellpolarität und zu einer erhöhten Zellproliferation (prostatische intraepitheliale Neoplasie (PIN)). Während des PIN-Stadiums exprimieren benachbarte Blut- und Lymphgefäße CEACAM1. CEACAM1 selbst wirkt pro-angiogen und stimuliert die Gefäßneubildung und auch die Neubildung von Lymphgefäßen, Lymphangiogenese. Seine Rolle in der Tumor-Lymphangiogenese und dadurch bedingten Metastasierung von Tumoren wurde bisher nicht ausreichend geklärt. Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle von CEACAM1 bei der lymphogenen PCa-Metastasierung anhand von immunhistochemischen (IHC) Analysen am humanem PCa-Prostata- und Lymphknoten-(LN)-Gewebe, sowie im Mausmodell zu analysieren.
Laut den Immunfluoreszenzanalysen traten in den PIN-Arealen signifikant mehr CEACAM1-positive Blut- und Lymphgefäße auf, als in den darauffolgenden Tumorstadien. Weiter wurde eine CEACAM1-Expression in LN-Sinusgewebe bereits bei Niedrig-Risiko-Patienten (pN0) detektiert. Diese frühe CEACAM1-Expression trat auch in den LN im PCa-Mausmodell auf. Weiter wurde im LN-Gewebe von „Hoch-Risiko“-Patienten (pN1) eine luminale CEACAM1-Expression innerhalb der aus Tumorzellen bestehenden Drüsen beobachtet, die mit der CEACAM1-Expression in nativen Prostatadrüsen vergleichbar ist. Auch das angiogen-aktivierte Gefäßendothel von pN0- und pN1-LN war CEACAM1-positiv. Bei Hoch-Risiko-Patienten (pN1) nahmen die CEACAM1-positiven Blut- und Lymphgefäße im Tumorstroma mit zunehmender Dedifferenzierung des Gewebes ab. Die CEACAM1/PSA-Doppelimmun-fluoreszenzanalysen ergaben eine heterogene Expression der beiden Marker bei Intermediate-risk-Patienten und mit zunehmender Dedifferenzierung des Tumorgewebes einen epithelialen Verlust der CEACAM1-Expression in den PSA-positiven G3-Tumordrüsen. Das Fehlen von PSA in pN0-LN und die nachweisbare Expression von PSA in pN1-LN bestätigten PSA als geeigneten PCa-Zellmarker in LN. In pN1-LN ohne Drüsenbildung traten Zellansammlungen mit einer nach außen gerichteten CEACAM1-positiven Front und einem im Zentrum liegenden PSA-positiven Bereich auf. Diese Befunde belegen einen Zusammenhang zwischen der endothelialen CEACAM1-Expression im Sinus und der Mikrometastasierungswahrscheinlichkeit im pN0-LN-Gewebe von PCa-Patienten. Potentiell lässt sich daher im Niedrig-Risiko-PCa-Patientenkollektiv über eine CEACAM1-Bestimmung in LN das Risiko für eine Metastasierung frühzeitig erkennen.
N2  - The epithelial presence of carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule-1 (CEACAM1) in prostate glands is thought to have a tumor suppressive function. Malignant changes in the prostate gland epithelium in PCa result in a decrease in epithelial CEACAM1 expression, loss of cell polarity, and increased cell proliferation (prostatic intraepithelial neoplasia (PIN)). During the PIN stage, adjacent blood and lymphatic vessels express CEACAM1. CEACAM1 itself acts pro-angiogenically and stimulates new vessel formation and also new lymph vessel formation, lymphangiogenesis. Its role in tumor lymphangiogenesis and consequent tumor metastasis has not been adequately elucidated. The aim of this work was to analyze the role of CEACAM1 in lymphogenic PCa metastasis using immunohistochemical (IHC) analyses on human PCa prostate and lymph node (LN) tissues, as well as mouse models.
According to the immunofluorescence analyses, significantly more CEACAM1-positive blood and lymphatic vessels occurred in PIN areas than in subsequent tumor stages. Further, CEACAM1 expression in LN sinusoidal tissue was detected as early as in low-risk patients (pN0). This early CEACAM1 expression also occurred in the LN in the PCa mouse model. Furthermore, luminal CEACAM1 expression within glands composed of tumor cells was observed in LN tissue from "high-risk" patients (pN1), comparable to CEACAM1 expression in native prostate glands. The angiogenic-activated vascular endothelium of pN0- and pN1-LN was also CEACAM1-positive. In high-risk patients (pN1), CEACAM1-positive blood and lymphatic vessels in the tumor stroma decreased with increasing tissue dedifferentiation. CEACAM1/PSA double-immunofluorescence analyses revealed heterogeneous expression of the two markers in intermediate-risk patients and epithelial loss of CEACAM1 expression in PSA-positive G3 tumor glands with increasing tumor tissue dedifferentiation. The absence of PSA in pN0-LN and the detectable expression of PSA in pN1-LN confirmed PSA as a suitable PCa cell marker in LN. In pN1-LN without gland formation, cell accumulations occurred with an outward CEACAM1-positive front and a PSA-positive area located in the center. These findings demonstrate a correlation between endothelial CEACAM1 expression in the sinus and micrometastasis probability in pN0-LN tissue of PCa patients. Potentially, therefore, in the low-risk PCa patient population, CEACAM1 determination in LN allows early detection of the risk for metastasis.
KW  - CEACAM1
KW  - lymphogene Metastasenbildung
KW  - Prostatakarzinom
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-290021
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kern, Anna
T1  - Vaskularisierung von humanen neuralen Organoiden mit mesodermalen Progenitorzellen
T1  - Vascularization of human neural organoids with mesodermal progenitor cells
N2  - Viele Organoide sind bisher nur stark vereinfachte Modelle der Originalgewebe, da sie nur aus dem Gewebsparenchym bestehen. Um neurale Organoide näher an das Originalgewebe zu bringen, ist ein wichtiger Schritt mesenchymale Anteile zu integrieren. In dieser Arbeit war die wichtige Fragenstellung, ob neurale Organoide sich mit mesodermalen Progenitorzellen zu einem gemeinsamen Gewebe vereinigen lassen.
Um die Generierung von neuro-mesenchymalen Organoiden zu erreichen, wurden geeignete Differenzierungsprotokolle zur Erzeugung neuroepithelialer und mesodermaler Aggregate aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen etabliert. Anschließend wurden die Sphäroide vereinigt und eingehend histologisch charakterisiert. Darüber hinaus wurde die Organoidentwicklung unter dem Einfluss von Hypoxie analysiert. Um die Organoide anschaulich mit der tatsächlichen Embryogenese vergleichen zu können, wurden Schnitte von Hühnerembryonen angefertigt. Die neuro-mesenchymalen Organoide wurden insgesamt 280 Tage kultiviert und an verschieden Zeitpunkten untersucht.
Die hier präsentierten Daten zeigen, dass die erzeugten neuro-mesenchymalen Organoide viele Aspekte der natürlichen Embryogenese in Zellkultur nachahmen können. So wurde die Ausbildung neuralrohrähnlicher Strukturen, die von einem perineuralen Gefäßplexus umgeben sind, gezeigt. Des Weiteren wurde eine Interaktion von Astrozyten/radiale Gliazellen mit dem entstehenden Gefäßnetz beobachtet. Schließlich zeigten sich das Einwandern von mikrogliaartigen Zellen aus dem mesenchymalen Organoidteil in das Nervengewebe.
Diese Arbeit bildet die Basis für die Generierung neuro-mesenchymaler Organoide als realistisches Modellsystem für die Entwicklung des Nervensystems. Solche Modellsysteme können für die Erforschung von Krankheiten, Toxizitätsstudien sowie Medikamententests verwendet werden.
N2  - Many organoids are so far only highly simplified models of the original tissues, since they consist only of the tissue parenchyma. To bring neural organoids closer to the original tissue, an important step is to integrate mesenchymal parts. In this work, the important question was whether neural organoids can be assembled with mesodermal progenitor cells to form a common tissue.
To achieve the generation of neuro-mesenchymal organoids, appropriate differentiation protocols were established to generate neuroepithelial and mesodermal aggregates from human induced pluripotent stem cells. Subsequently, the spheroids were brought in co-culture and characterized histologically in detail. In addition, organoid development under the influence of hypoxia was analyzed. Sections of chicken embryos were prepared to compare the organoids with actual embryogenesis. The neuro-mesenchymal organoids were cultured for a total of 280 days and examined at different time points.
The data presented here show that the generated neuro-mesenchymal organoids can mimic many aspects of natural embryogenesis in cell culture. For example, the formation of neural tube-like structures surrounded by a perineural vascular plexus was demonstrated. Furthermore, interaction of astrocytes/radial glial cells with the developing vascular network was observed. Finally, the migration of microglia-like cells from the mesenchymal organoid part into the neural tissue was shown.
This work provides the basis for generating neuro-mesenchymal organoids as a realistic model system for nervous system development. Such model systems can be used for disease modeling, toxicity studies as well as drug testing.
KW  - Organoid
KW  - Vaskularisierung
KW  - neural
KW  - mesodermal
KW  - Parenchym
KW  - Stroma
KW  - vascularization
KW  - neural
KW  - mesodermal
KW  - parenchyma
KW  - stroma
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-291116
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ruf, Theresa
T1  - Immunhistologische Analyse der Effekte einer Kombinationstherapie im Brustkrebsmodell: Inhibition der Kollagensynthese durch PLOD-2-Blockade und Inhibierung des PD-1/PD-L1 Checkpoints
T1  - Immunohistochemical analysis of the effects of combination therapy in the breast cancer model: Inhibition of Collagen Synthesis by PLOD-2 blockade and inhibition of the PD-1/PD-L1 checkpoint
N2  - In dieser Arbeit wurden die histologischen und immunhistologischen Auswirkungen der
Kombination aus Inhibition des PD-1/PD-1L-Checkpoints und PLOD-2-Blockade
untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass die Immuntherapie anschlägt und dabei
als Monotherapie die stärksten Tumornekrosen induzierte. Das Ansprechen auf die
Immuntherapie mit BMS-1166 war jedoch sehr unterschiedlich. In der Kombination mit
dem PLOD-2-Inhibitor Minoxidil wurden hingegen einheitlichere, aber auch geringere
Nekroseanteile festgestellt. Dabei muss jedoch beachtet werden, dass die
Kombinationsbehandlung die stärkste Auswirkung auf das Tumorwachstum hatte. So
waren diese Tumore die kleinsten und leichtesten, was in Zusammenhang mit dem
ausgeprägten kollagenen Netzwerk dieser Gruppe stehen könnte. Die Kombination
zeigte keine Auswirkung auf die Tumorvaskularisierung und die Zellteilungsaktivität,
sowie auch keine Auffälligkeiten bezüglich der Infiltration mit Immunzellen.
Lungenmetastasen kamen in allen Behandlungsgruppen vor. Bei der
Kombinationsbehandlung waren jedoch die durchschnittlich größten Lungenmetastasen
festzustellen.
In dieser Arbeit konnte keine klare signifikante Verbesserung der Brustkrebstherapie
durch die Kombination von Inhibition der Kollagensynthese durch PLOD-2-Blockade und
Inhibierung des PD-1/PD-1L-Checkpoints aufgezeigt werden. Das kollagene Netzwerk
war auffällig und sollte genauer untersucht werden. Es lohnt sich weiter an
Kombinationen aus Immuntherapeutikum und EZM-Destabilisierung zu arbeiten. Die
TME muss dabei weiterhin Ansatzpunkt der Forschung bleiben, um eine erleichterte
Penetration der Medikamente in den Tumor zu erzielen. Hier ist der Austausch des
Medikaments zur EZM-Destabilisierung empfehlenswert. Die LOX-Inhibierung hat sich
bereits in Kombination mit Chemotherapie als vorteilhaft erwiesen (Rossow et al., 2018)
und sollte nachfolgend in einem ähnlichen Versuchsaufbau mit dem
Immuntherapeutikum BMS-1166 ausprobiert werden.
N2  - In this thesis, the histological and immunohistological effects of the combination of PD-1/PD-1L checkpoint inhibition and PLOD-2 blockade were investigated. It was found, that the immunotherapy was effective and induced the strongest tumor necrosis as monotherapy. The response to immunotherapy with BMS-1166 was highly variable. In combination with the PLOD-2 inhibitor minoxidil, more uniform but also lower levels of necrosis proportions were observed. It must be noted, that the combination treatment had the strongest effect on tumor growth. Thus tumors were the smallest and lightest, which may be related to the pronounced collagenous network of this group. The combination showed no effect on tumor vascularization and cell division activity, as well as no abnormalities regarding infiltration with immune cells. Lung metastases occurred in all treatment groups. However, in the combination treatment group were observed the largest lung metastases. In this thesis, no clear significant improvement of breast cancer therapy could be shown with the combination of inhibition of collagen synthesis by PLOD-2 blockade and inhibition of the PD-1/PD-1L checkpoint. The collagen network was conspicuous and should be investigated further. It is worthwhile to further investigate combinations of immunotherapeutic agents and ECM destabilization. The TME must remain the starting point of research to facilitate drug penetration into the tumor. Here, the replacement of the Drug for ECM destabilization is recommended. LOX inhibition has already been shown to be beneficial in combination with chemotherapy (Rossow et al., 2018) and should be subsequently tested in a similar experimental setting with the immunotherapeutic BMS-1166.
KW  - Immunhistochemie
KW  - Kombinationstherapie
KW  - Minoxidil
KW  - PD-1/PD-L1
KW  - Immuncytochemie
KW  - Immun-Checkpoint
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-320380
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wolber, Wanja Andrej
T1  - Neuronales Differenzierungspotential muriner androgenetischer Embryonaler- Stammzellen in „vitro“ und in „vivo“
T1  - Neural Differentiation of Androgenetic Murine ES Cell-Derived Neural Progenitor Cells in vitro and in vivo
N2  - In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass aus uniparentalen, embryonalen
Stammzellen mit fehlender maternal geprägter Genexpression (AG-Zellen)
differenzierte neuronale Progenitorzellen (pNPCs) eine ähnliche neuronale
Kapazität wie wildtypische Progenitorzellen haben. Sie bilden nach
histomorphologischen Kriterien in vitro adulte Neurone mit Ausbildung eines
synaptischen Netzwerks. In elektrophysiologischen PatchClamp-
Untersuchungen wurde gezeigt, dass diese Zellen, ähnlich dem wildtypischen
Pendant, spannungsabhängige Natrium- und Kaliumkanälen besitzen, ein
negatives Membranpotential haben und bei Stimulation mit repetitiven
Aktionspotentialen reagieren. Nach Transplantation in einem Schädel-Hirn-
Trauma-Modell konnten nach drei Monaten in vivo Donorzellen mit neuraler
Morphologie und der Expression von jungen, neuronalen und glialen Proteinen
gefunden werden. Die Teratombildung ist im Vergleich zum Wildtyp unverändert,
eine maligne Entartung mit invasivem Wachstum oder ausgedehnter
Metastasierung konnte nicht gefunden werden. Aus AG-Zellen generierte
neuronale Progenitorzellen sind ein starkes Instrument, um neuronale
genomische Prägung zu untersuchen. Außerdem könnte die regenerative
Kapazität für eine patientenspezifische Zellersatztherapie genutzt werden.
N2  - We have shown that uniparental maternal [AG-origin] embryonic stem cells can give rise to neural progenitor cells [pNPCs] and have a similar ability to form neural tissue compared to wildtype progenitor cells. In vitro they can develop into adult neurons that form a synaptic network. In patch clamp experiments it could be shown that these cells produce a similar amount of voltage gated sodium- and potassium channels, have a negative membrane potential and form multiple action potentials after depolarisation. Three month after transplantation donor cells with expression of early neural development could be found in a transplantation modell afterbrain trauma. The frequency of teratoma forming does not vary compared to wildtype cells. Neural progenitor cells derived from AG-ES cells are a strong tool to study neural genomic imprinting. Their regenerative capacity could be used for a patient specific cell replacement therapy.
KW  - Uniparentale Stammzellen
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-165929
ER  - 
TY  - THES
A1  - Reeh, Laurens
T1  - Immunmodulatorische Effekte CD44-positiver Gefäßwand-residenter Stamm- und Vorläuferzellen im myokardialen Gewebe
T1  - Immunomodulatory effects of CD44-positive vascular wall-resident stem and progenitor cells in myocardial tissue
N2  - Die Identifizierung endogener Stammzellen mit kardiogenem Potenzial und die Möglichkeit, deren Differenzierung zu steuern, würde einen Meilenstein in der kardioregenerativen Therapie darstellen. Innerhalb der Gefäßwand konnten unterschiedliche Stamm- und Vorläuferzellen identifiziert werden, die sog. Gefäßwand-residenten Stammzellen (VW-SCs). Zuletzt konnten aus CD34(+) VW-SCs, ohne genetische Manipulation, Kardiomyozyten generiert werden. Zusätzlich fungiert die Gefäßwand als Quelle inflammatorischer Zellen, die essenziell für die kardiogene Differenzierung der VW-SCs zu sein scheinen.
Ziel dieser Arbeit war es, das Verhalten von CD44(+) VW-SCs zu untersuchen, um herauszufinden, inwieweit dieser Stammzelltyp eine endogene Generierung von Kardiomyozyten unterstützen könnte. Dabei wurde mit infarzierten Mäuseherzen, dem Aortenringassay (ARA) und dem kardialen Angiogeneseassay (CAA) gearbeitet.
Sowohl in vivo in ischämischen Arealen infarzierter Mäuseherzen als auch ex vivo im CAA kam es zu einem signifikanten Anstieg von CD44(+) Zellen. Mittels Färbungen auf CD44 und Ki-67 konnte die Teilungsfähigkeit dieser Zellen demonstriert werden.
Ex vivo ließen sich aus CD44(+) Zellen F4/80(+) Makrophagen generieren. Die CD44(+) VW-SCs können sich dabei sowohl zu pro-inflammatorischen iNOS(+) M1- als auch zu anti-inflammatorischen IL-10(+) M2-Makrophagen differenzieren. Eine Modulation der kardialen Inflammation könnte einen entscheidenden Einfluss auf die Kardiomyogenese haben.
Unter VEGF-A kam es im CAA zu einer deutlichen Zunahme von CD44(+) Zellen. Unter Lenvatinib blieb das kardiale Sprouting gänzlich aus, die Anzahl der CD44(+) Zellen stagnierte und die VW-SCs verblieben in ihren physiologischen Nischen innerhalb der Gefäßwand.
Warum es nach einem MI kaum zu einer funktionellen Herzmuskelregeneration kommt, ist weiterhin unklar. Die therapeutische Beeinflussung koronaradventitieller CD44(+) VW-SCs und inflammatorischer Prozesse könnte dabei zukünftig eine wichtige therapeutische Option darstellen.
N2  - The identification of endogenous stem cells with cardiogenic potential and the possibility to control their differentiation would represent a milestone in cardioregenerative therapy. Within the vascular wall, different stem and progenitor cells could be identified, the so-called vascular wall-resident stem cells (VW-SCs). Most recently, cardiomyocytes could be generated from CD34(+) VW-SCs, without genetic manipulation. In addition, the vascular wall acts as a source of inflammatory cells which appear to be essential for cardiogenic differentiation of VW-SCs.
The objective of this work was to investigate the behavior of CD44(+) VW-SCs to see to what extent this stem cell type could support endogenous generation of cardiomyocytes. This was done using infarcted mouse hearts, the aortic ring assay (ARA), and the cardiac angiogenesis assay (CAA).
There was a significant increase in CD44(+) cells in vivo in ischemic areas of infarcted mouse hearts and ex vivo in the CAA. A double staining for CD44 and Ki-67 demonstrated the ability of these cells to proliferate.
Ex vivo, F4/80(+) macrophages could be generated from CD44(+) cells. Thereby, the CD44(+) VW-SCs can differentiate into both pro-inflammatory iNOS(+) M1 and anti-inflammatory IL-10(+) M2 macrophages. Modulation of cardiac inflammation may have a critical impact on cardiomyogenesis.
Under VEGF-A, there was a clear increase in CD44(+) cells in the CAA. Under lenvatinib, cardiac sprouting was completely absent, the number of CD44(+) cells stagnated, and VW-SCs remained in their physiological niches within the vessel wall.
Why there is little functional myocardial regeneration after MI remains unclear. Therapeutic manipulation of coronary adventitial CD44(+) VW-SCs and inflammatory processes may represent an important therapeutic option in the future.
KW  - Antigen CD44
KW  - Adventitia
KW  - Entzündung
KW  - Herzinfarkt
KW  - CD44
KW  - Gefäßwand-residente Stamm- und Vorläuferzellen
KW  - Inflammation
KW  - Myokardinfarkt
KW  - VW-SCs
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-251020
ER  - 
TY  - THES
A1  - Upcin, Berin
T1  - Contribution of vascular adventitia-resident progenitor cells to new vessel formation in \(ex\) \(vivo\) 3D models
T1  - Der Beitrag der Gefäßwandadventitia-residenten Vorläuferzellen zur Neovaskularisation in \(ex\) \(vivo\) 3D Modellen
N2  - Ongoing research to fight cancer, one of the dominant diseases of the 21st century has led to big progress especially when it comes to understanding the tumor growth and metastasis. This includes the discovery of the molecular mechanisms of tumor vascularization, which is critically required for establishment of tumor metastasis. 
Formation of new blood vessels is the first step in tumor vascularization. Therefore, understanding the molecular and cellular basis of tumor vascularization attracted a significant effort studying in biomedical research. The blood vessels for supplying tumor can be formed by sprouting from pre-existing vessels, a process called angiogenesis, or by vasculogenesis, that is de novo formation of blood vessels from not fully differentiated progenitor cell populations. Vasculogenic endothelial progenitor cells (EPCs) can either be activated from populations in the bone marrow reaching the pathological region via the circulation or they can be recruited from local reservoirs. Neovessel formation influences tumor progression, hence therapeutic response model systems of angiogenesis/vasculogenesis are necessary to study the underlying mechanisms. Although, initially the research in this area focused more on angiogenesis, it is now well understood that both angiogenesis and postnatal vasculogenesis contribute to neovessel formation in adult under both most pathological as well as physiological conditions. Studies in the last two decades demonstrate that in addition to the intimal layer of fully differentiated mature endothelial cells (ECs) and various smaller supplying vessels (vasa vasorum) that can serve as a source for new vessels by angiogenesis, especially the adventitia of large and medium size blood vessels harbors various vascular wall-resident stem and progenitor cells (VW-SPCs) populations that serve as a source for new vessels by postnatal vasculogenesis. However, little is known about the potential role of VW-SPCs in tumor vascularization. 
 To this end, the present work started first to establish a modified aortic ring assay (ARA) using mouse aorta in order to study the contribution of vascular adventitia-resident VW-SPCs to neovascularization in general and in presence of tumor cells. ARA is already established an ex vivo model for neovascularization allows to study the morphogenetic events of complex new vessel formation that includes all layers of mature blood vessels, a significant advantage over the assays that employ monolayer endothelial cell cultures. Moreover, in contrast to assays employing endothelial cells monocultures, both angiogenic and vasculogenic events take place during new vessel formation in ARA although the exact contribution of these two processes to new vessel formation cannot be easily distinguished in conventional ARA. Thus, in this study, a modified protocol for the ARA (mdARA) was established by either removing or keeping the aortic adventitia in place. The mdARA allows to distinguish the role of VW-SPCs from those of other aortic layers. The present data show that angiogenic sprouting from mature aortic endothelium was markedly delayed when the adventitial layer was removed. Furthermore, the network between the capillary-like sprouts was significantly reduced in absence of aortic adventitia. Moreover, the stabilization of new sprouts by assembling the NG2+ pericyte-like cells that enwrapped the endothelial sprouts from the outside was improved when the adventitial layer remained in place. 
Next, mimicking the tumor-vessel adventitia-interaction, multicellular tumor spheroids (MCTS) and aortic rings (ARs) with or without adventitia of C57BL/6-Tg (UBC-GFP) mice were confronted within the collagen gel and cultured ex vivo. This 3D model enabled analysis of the mobilization, migration and capillary-like sprouts formation by VW-SPCs within tumor-vessel wall-interface in comparison to tumor-free side of the ARs. Interestingly, while MCTS preferred the uptake of single vascular adventitia-derived cells, neural spheroids were directly penetrated by capillary-like structures that were sprouted from the aortic adventitia. In summary, the model established in this work allows to study new vessel formation by both postnatal vasculogenesis and angiogenesis under same conditions. It can be applied in various mouse models including reporter mouse models, e.g. Cxcr1 CreER+/mTmG+/- mice, in which GFP-marked macrophages of the vessel wall were directly observed as they mobilized from their niche and migrated into collagen gel. Another benefit of the model is that it can be used for testing different factors such as small molecules, growth factors, cytokines, and drugs with both pro- and anti-angiogenic/vasculogenic effects.
N2  - Die Forschungsarbeiten der letzten Jahrzehnte zur Bekämpfung der Krebserkrankung, einer der dominierenden Krankheiten des 21. Jahrhunderts, haben zu großen Fortschritten, insbesondere im Verständnis bezüglich der Tumormetastasierung geführt. Dies schließt die Prozesse der Tumorvaskularisierung als einen der initialen Schritte der Metastasierung mit ein, die nach wie vor nicht ausreichend geklärt sind. 
Die Blutgefäßbildung zur Versorgung des Tumorgewebes kann durch die Anagiogenese, die als Einsprießen neuer Gefäße aus den bereits vorhandenen Blutgefäßen definiert wird, oder durch die Vaskulogenese, die als Gefäßneubildung aus Stamm- und Vorläuferzellen beschrieben wird, sichergestellt werden. Noch nicht vollständig ausdifferenzierte endotheliale Vorläuferzellen (EPCs) werden dabei nach dem bisherigen Kenntnistand aus dem Knochenmark rekrutiert und erreichen die Regionen der Gefäßneubildung über die Blutzirkulation und können dort zur de novo Formierung neuer Blutgefäße auch beim Erwachsenen beitragen. Untersuchungen der letzten zwei Dekaden haben gezeigt, dass solche Vorläuferzellen auch aus lokalen Reservoiren, wie z.B. aus der Gefäßwandadventitia der bereits existierenden Blutgefäße mobilisiert werden. Da die Bildung neuer Gefäße einen direkten Einfluss auf die Tumorprogression hat, sind entsprechende Modellsysteme notwendig, um die zugrundeliegenden Mechanismen möglichst präzise zu untersuchen. Obwohl sich die Forschung der Tumorvaskularisierung zunächst auf Prozesse der Angiogenese konzentrierte, ist es mittlerweile ausreichend belegt, dass auch die Vaskulogenese zur Tumorvaskularisierung beiträgt und somit die Tumorprogression beeinflusst. 
Anhand einer Vielzahl an Studien der letzten zwei Jahrzehnte konnte demonstriert werden, dass sich, neben der Intimaschicht, die vollständig differenzierte Endothelzellen (ECs) enthält und kleineren Gefäßwand-versorgenden Blutgefäßen, der sogenannten Vasa vasorum in der Adventitia der großen Gefäße, auch Populationen gefäßwandresidenter Stamm- und Vorläuferzellen (VW-SPCs) in der äußeren Gefäßwandschicht, nämlich der Adventitia fast aller Gefäßabschnitte nachweisen lassen. Obwohl diese als Quelle neuer Gefäße in der postnatalen Vaskulogenese beschrieben sind, ist nach wie vor wenig über die potenzielle Rolle von VW-SPCs in der Tumorvaskularisation bekannt. 
Daher wurde im Rahmen dieser Arbeit zuerst ein modifiziertes Aortic Ringassay (ARA) unter Verwendung der Mausaorta etabliert, um den Beitrag der VW-SPCs zur Neovaskularisierung im Allgemeinen und zur Tumorvaskularisierung im Speziellen ex vivo untersuchen zu können. ARA ist ein bereits seit einigen Jahrzehnten etabliertes ex vivo Modell zur Untersuchung der Gefäßneubildung durch Angiogenese. Mittels ARA kann die Bildung komplexer vaskulärer Strukturen in Präsenz aller Wandschichten reifer Blutgefäße untersucht werden, was einen wesentlichen Vorteil gegenüber der Verwendung von Endothelzellkulturen in Monolayer bedeutet. Hierbei ist jedoch anzumerken, dass in ARA sowohl angiogene als auch vaskulogene Prozesse zur Gefäßbildung beitragen, aber der genaue Beitrag beider Prozesse schwer oder kaum voneinander unterscheidbar ist. Daher wurde im Rahmen dieser Arbeit ein modifiziertes ARA-Protokoll etabliert (mdARA), in welchem die aortale Adventitia vor dem Beginn des ARA entweder entfernt oder belassen wurde und somit die Rolle der VW-SPCs bei der Gefäßsprossung von den Zellen anderer Aortenwandschichten differenziert studiert werden konnte. Die dabei generierten Daten zeigen, dass sich die angiogene Aussprossung aus dem reifen Aortenendothel nach Entfernung der adventitialen Schicht deutlich verzögerte. Darüber hinaus war das Netzwerk zwischen den kapillarartigen Sprossen in Abwesenheit der Aortenadventitia signifikant reduziert. Mehr noch, das Belassen der adventitialen Wandstruktur führte zu einer verbesserten Stabilisierung neuer Gefäßsprossen. Als sichtbares Korrelat hierfür zeigte sich eine stärkere und bessere Anlagerung der NG2+ Perizyten-ähnlichen Zellen zu den endothelialen Kapillar-ähnlichen Aussprossungen von außen, wie Perizyten an der Kapillarwand in situ.
Als nächstes wurden die Aortenringe (ARs) von C57BL/6-Tg (UBC-GFP)-Mäusen mit multizellulären Tumor-Sphäroiden (MCTS) in Kollagengel ko-kultiviert, um die Interaktion zwischen Tumor und Gefäßwand-Adventitia ex vivo nachzuahmen. Dieses 3D Modell ermöglichte die Analyse der Mobilisierung und Migration der VW-SPCs von der aortalen Adventitia sowohl zu der Tumorseite in den Tumor-Gefäßwand-Interfaces als auch zu der tumorfreien Seite der Aortenringe. Interessanterweise wurde die Kapillarsprossung im Tumor-Gefäßwand-Interface an der Grenze zum MCTS gestoppt und die VW-SPCs als Einzelzellen in die MCTS aufgenommen. Demgegenüber wurde auf der tumor-freien Seite der Aortenringe eine deutlich längere Kapillaraussprossung beobachtet. Im Gegensatz zu MCTS resultierte die Ko-Kultivierung der ARs mit neuronalen Spheroiden darin, dass die aus der aortalen Adventitia aussprossenden Kapillar-ähnlichen Strukturen direkt in die neuronalen Spheroide penetrierten. Zusammenfassend berücksichtigt dieses neuartige in vitro 3D-Modell sowohl Angiogenese als auch Vaskulogenese und bietet vielfältige Vorteile, wie zum Beispiel die Kompatibilität zu verschiedenen Mausmodellen einschließlich der Reporter-Mausmodelle, wie z.B. die in dieser Arbeit gezeigte Verwendung der Aorta von Cxcr1 CreER+/mTmG+/- um die GFP-markierten Makrophagen aus der Gefäßwand bei der Gefäßaussprossung studieren zu können. Des Weiteren ist dieses Model auch für Testung unterschiedlicher Faktoren und Therapeutika einschließlich der anti-angiogenen und -vasculogenen Substanzen unter ex vivo Bedingungen geeignet.  
KW  - Progenitor
KW  - Adventitia
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-255070
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kuhn, Anja
T1  - Rekrutierung von Stromazellen aus gefäßwandresidenten Vorläuferzellen während der Tumorgenese
T1  - Recruiting of stromal cells from vascular wall resident progenitor cells during tumourgenesis
N2  - Tumore bestehen nicht nur aus malignen Zellen, sondern ebenfalls aus einer Vielzahl an nicht tumorigenen Zellen, die den Tumor auf vielfältige Weise unterstützen und den Tumor vor therapeutischen Maßnahmen schützen. Die Frage der Herkunft dieser Zellen insbesondere in einem nicht vaskularisierten Tumor ist daher auch für die Entwicklung zukünftiger Therapeutika relevant. In dieser Arbeit wurde eine Methode etabliert, die im dreidimensionalen Raum die Untersuchung des Einflusses von Tumorzellen auf die vaskuläre Adventitia am Model der Mausaorta ermöglicht. Dazu erfolgte die Einbettung von Alginatbeads aus verschiedenen Tumorzelllinien in eine gemeinsame Kollagenmatrix mit murinen Aortenringen. Während des zehntägigem Versuchszeitraums wurde die Aussprossung von Zellen aus den Aortenringen beobachtet und quantifiziert. Es wurde festgestellt, dass die Auswanderung während des Versuchszeitraums zunimmt und dass die Konfrontation mit der Zytokinmischung der Tumorzellen zu einer stärkeren Aussprossung führt, als die Stimulation mit VEGF oder keine Stimulation. Eine gerichtete Auswanderung der Zellen in Richtung der Tumorbeads konnte nicht nachgewiesen bzw. bestätigt werden. Kapilläre Aussprossungen waren nur in geringem Ausmaß zu beobachten. Bei Charakterisierung der ausgewanderten Zellen mittels immunhistochemischer Färbungen waren keine F4/80-positiven und nur einzelne CD34-positive Zellen zu finden. CD31-positive Endothelzellen stellten die Mehrheit der ausgewanderten Zellen bei Tumorzellkonfrontation. Perizyten, die mit dem Marker NG2 gefärbt wurden, stellten eine Mehrheit der migrierten Zellen bei allen Bedingungen. 
Die in dieser Arbeit etablierte Methode des Aortenring-Bead-Konfrontationsassays ermöglicht es, in Echtzeit den Einfluss von Tumorzellen auf die Gefäßwand im dreidimensionalen Raum zu beobachten. Der Aortenring-Bead-Konfrontationsassay bietet eine Vielzahl an Variationsmöglichkeiten und stellt daher eine vielversprechende Möglichkeit dar, die Lücke zwischen zweidimensionalen in vitro-Experimenten und kostenintensiven in vivo-Versuchen zu schließen.
N2  - Tumours do not only consist of malignant cells but also of a multitude of non-tumorigenic cells. They support the tumour in various ways and also protect the tumour from therapeutic measures. Exploring the origin of these cells in particular in a non-vascularized neoplasia is therefore important for the development of new therapeutics. In this work a method was established to study the influence of tumour cells on the vascular adventita of  the mouse aorta. A co-cultivation of alginate beads of different tumour cell lines and murine aortic rings in a common collagen matrix was performed. The sprouting of the cells from the aortic ring was observed and quantified during the ten-day experimental period. The sprouting increased during cultivation time and confrontation with the cytokine mixture generated from tumour cells resulted in more sprouting than stimulation with VEGF alone or controls without any stimulation. Directed migration towards the tumour beads was not observed. Only a few capillary outgrowths could be observed. Characterization of the migrated cells by immunohistochemical staining revealed no F4/80-positive and only single CD34-positive cells. The majority of sprouting cells was positive for endothelial cell marker CD31 when confronted with tumour beads. Pericytes, stained with antibodies for NG2 represented the majority of sprouting cells in all conditions performed.
The method of aortic ring – bead confrontation developed in this work allows to study the influence of tumour cells on the vascular wall in a three-dimensional space. This method offers several variations. It is a promising opportunity to bridge the gap between two-dimensional in vitro experiments and expensive in vivo studies.
KW  - Stroma
KW  - Tumor
KW  - Vorläuferzelle
KW  - Angiogenese
KW  - Aortenringassay
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-224315
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kempf, Bettina
T1  - Interaktion ausgewählter Mechanismen der Pemphigus-Pathogenese
T1  - Interaction of selected mechanisms of the pathogenesis of pemphigus
N2  - Bei der Autoimmunerkrankung Pemphigus vulgaris führen Antikörper zur charakteristischen suprabasalen Akantholyse und Blasenbildung der Epidermis, indem sie an spezifische Antigene, Dsg3 (Desmoglein 3) und Dsg1 (Desmoglein 1), auf der Zelloberfläche der Keratinozyten binden. Die Art und Weise, wie die multiplen zellulären Pathomechanismen zusammenwirken und das potenziell tödliche Krankheitsbild hervorrufen, ist jedoch bislang noch weitgehend unklar. In der vorliegenden Arbeit wurden entscheidende, durch die Autoantikörper hervorgerufene, pathologische intrazelluläre Prozesse genauer untersucht und deren Stellenwert beleuchtet.
N2  - In the autoimmune disease Pemphigus autoantibodies lead to characteristic suprabasal acantholysis and blistering of the epidermis by binding to specific antigens, Dsg3 (desmoglein 3) and Dsg1 (desmoglein 1) on the surface of keratinocytes. The way, how multiple cellular pathomechanisms work together causing the potentially lethal clinical picture, is yet largely unknown. In this work, decisive pathologic intracellular processes, caused by the autoantibodies, were investigated more closely and their respective significance illuminated.
KW  - pemphigus
KW  - Pemphigus
KW  - Autoimmunerkrankung
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-220480
ER  - 
TY  - THES
A1  - Cetindere, Rojan
T1  - Klinische und radiologische Ergebnisse nach offener Schultergelenksstabilisierung mittels Beckenkammspan
T1  - Clinical and radiological results after repair of shoulder instability due to major glenoid bone loss with open  iliac crest bone block reconstruction
N2  - Im Rhön-Klinikum wurden von 2012 bis 2015 49 Patient*innen wegen eines Glenoiddefektes mittels offenem Beckenkammspantransfer mit Kapselshift bei anteriorer Schulterinstabilität behandelt. 27 Patienten konnten in dieser Studie eingeschlossen werden (Einschlusskriterien: Follow-up von mindestens 12 Monaten, kompletter präoperativer 3D-CT-Datensatz / Ausschlusskriterien: traumatische Schulterluxation oder Voroperation der kontralateralen Schulter). Ziel der Studie war es, das kurz- bis mittelfristige klinische Outcome dieser Kohorte zu erfassen, der Vergleich mit Ergebnissen anderer Arbeitsgruppen und der Vergleich von präoperativ verwendeten Messmethoden (Chuang- bzw. Wambacher-Methode) für den Glenoiddefekt. Bei einem mittleren Follow-up von 27,11 Monaten zeigten sich überwiegend gute bis exzellente kurz- bis mittelfristige OP-Ergebnisse (Rowe-Score: 84,81, Oxford-Shoulder-Score: 20,56, WOSI-Score: 371, Constant-Score: 86,74). Die OP-Methode eignet sich gut für Patient*innen, die mehrfach voroperiert sind, multiple Luxationsereignisse hatten sowie für diejenigen mit relevanter Hyperlaxizität, bei denen eine Latarjet-Operation kontraindiziert ist. Die OP-Methode ist gut anwendbar bei Patient*innen mit subkritischem Glenoidverlust < 20 %, wenn zusätzliche Sekundärfaktoren vorliegen. Eine postoperative Omarthrose ist ein Risikofaktor für ein signifikant schlechteres Outcome. Die Gesamtkomplikationsrate lag bei 25,9%, der Großteil hiervon (18,3%) waren innerhalb kurzer Zeit reversibel. Die Reluxationsrate lag bei 3,7%. Bei allen Studienteilnehmenden kam es zum Span-Remodelling ohne Schraubenlockerung oder Spanbruch. Eine übermäßige Spanresorbtion erfolgt antero-inferior, während um die Osteosyntheseschrauben eine Überkontur persistiert. Die Glenoiddefekte lagen bei 23,39 % (Chuang) bzw. 22,06 % (Wambacher). Es zeigte sich eine gute Übereinstimmung der Messergebnisse beider Methoden, allerdings lagen die Werte nach Chuang signifikant höher.
N2  - From 2012 to 2015, 49 patients with anterior shoulder instability and a glenoid defect were treated at Rhön-Klinikum using an open iliac crest bone graft transfer with capsular shift. 27 patients were included in this study (inclusion criteria: minimum follow-up of 12 months, complete preoperative 3D CT dataset/exclusion criteria: traumatic shoulder dislocation or previous operation of the contralateral shoulder). The aim of the study was to evaluate the short- to medium-term clinical outcomes of this cohort, to compare the results with those of other research groups, and to compare preoperative measurement methods (Chuang and Wambacher methods) for the glenoid defect. At a mean follow-up of 27.11 months, predominantly good to excellent short- to medium-term surgical results were observed (Rowe score: 84.81, Oxford Shoulder Score: 20.56, WOSI Score: 371, Constant score: 86.74). The surgical method is suitable for patients who have had multiple previous operations, multiple dislocation events, and those with significant hyperlaxity in whom Latarjet surgery is contraindicated. The surgical method is also applicable to patients with subcritical glenoid loss of < 20% if additional secondary factors are present. Postoperative osteoarthritis is a risk factor for significantly worse outcomes. The overall complication rate was 25.9%, the majority of which (18.3%) were reversible within a short time. The redislocation rate was 3.7%. All study participants experienced graft remodelling without screw loosening or graft breakage. Excessive graft resorption occurred antero-inferiorly, while an overcontour persisted around the osteosynthesis screws. The glenoid defects were 23.39% (Chuang) and 22.06% (Wambacher). There was good agreement between the measurement results of both methods, although the values according to the Chuang method were significantly higher.
KW  - Orthopädie
KW  - Beckenkammtransfer
KW  - Kapselshift
KW  - iliac crest transfer
KW  - Schulterinstabilität
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-313148
ER  - 
TY  - THES
A1  - Michelbach, Peter
T1  - Struktur und 3D-Organisation der Kapillarwand-assoziierten Zellen im murinen Myokard
T1  - Structure and 3D-organization of capillary wall-associated cells in the murine myocardium
N2  - Herzkreislauferkrankungen sind weit verbreitet und nicht nur eine große Belastung für die Betroffenen, sondern auch für das Gesundheitssystem. Die Folgen von Herzkreislauferkrankungen wie z.B. Myokardinfarkt und koronare Herzkrankheit stellen weltweit die häufigste Todesursache dar. Prävention, frühzeitige Erkennung und konsequente Behandlung sind daher von großer Bedeutung. 
Um das Verständnis für die Pathophysiologie zu fördern und ferner Therapieansätze ausfindig zu machen, ist es notwendig, nicht nur die Herzmuskelzellen im Blick zu haben, sondern auch die Komponenten des Herzmuskelstromas, die deren Funktion beeinflussen können. 
Das Verständnis und die Rekonstruktion des kardialen Gewebes auf ultrastruktureller Ebene, sowie die Charakterisierung und Wechselwirkungen der verschiedenen Zellen des Herzens haben deshalb das Interesse vieler Forschergruppen geweckt.
Das Ziel dieser Arbeit war die detaillierte ultrastrukturelle Analyse kardialer Perizyten, Endothelzellen sowie Kapillarwand-assoziierter Zellen und deren Kontakte im Arbeitsmyokard der Maus mittels verschiedener elektronenmikroskopischer Methoden.
Zu Beginn der Arbeit wurde die transmissionselektronenmikroskopische Probenaufbereitung optimiert und ein modifiziertes Protokoll zur hervorragenden Kontrastierung der biologischen Membranen und zum bestmöglichen Erhalt der Ultrastruktur etabliert. Die optimierte Probenaufbereitung bot dann die ideale Grundlage für die Generierung elektronenmikroskopischer Datensätze mittels serieller Block-Face Rasterelektronenmikroskopie (SBF-SEM) und anschließender Erzeugung dreidimensionaler Modelle der Mikrovaskulatur des Arbeitsmyokards der Maus. 
Die detaillierte ultrastrukturelle Analyse in drei Dimensionen offenbart neue morphologische Merkmale der kardialen Mikrovaskulatur und zeigt, dass die kardialen Perizyten vereinzelt Fortsätze abgeben, die mit den Endothelzellen assoziiert sind. Dadurch entsteht nicht nur eine perizytäre-endotheliale Einheit, die von derselben Basallamina umschlossen wird. Die Rekonstruktion zeigt ebenfalls, dass die Kapillarwand-assoziierten Zellen sehr groß und weit verzweigt sind und nicht von der die Perizyten und Endothelzellen umgebenden Basallamina umschlossen werden. Sie stehen an vereinzelten Stellen in direktem Kontakt mit den Endothelzellen. 
Immunelektronenmikroskopische Analysen zeigen, dass die Kapillarwand-assoziierten Zellen sowohl CD34-positiv als auch CD44-positiv sind.
Größer angelegte Studien zur weiteren dreidimensionalen Analyse z.B. in der Intima einer Arteriole könnten zur weiteren Charakterisierung der Perizyten und der Kapillarwand-assoziierten Zellen beitragen und sogar eine Einteilung möglich machen.
Eine Beteiligung von Perizyten im Rahmen des kardialen Remodeling nach einem Myokardinfarkt wurde bereits nachgewiesen. Außerdem spielen die Membranproteine CD34 und CD44 eine wichtige Rolle in der Hämatopoese und auch der Angiogenese. 
In Zukunft könnten sich auch daraus interessante neue Ansätze für gezielte Therapien nach einem Myokardinfarkt ergeben.
N2  - Cardiovascular diseases are prevalent, placing substantial stress both on affected individuals and on the healthcare system.
The outcomes of cardiovascular diseases, including myocardial infarction and coronary heart disease, represent the leading cause of death globally. Consequently, emphasis on prevention, early identification, and sustained treatment is crucial. To enhance understanding of pathophysiology and pinpoint therapeutic strategies, it's imperative to concentrate not solely on the cardiac muscle cells, but also on the elements of the cardiac muscle stroma that can affect their function.
The understanding and reconstruction of cardiac tissue at the ultrastructural level, as well as the characterization and interactions of the various cells of the heart have aroused the interest of many research groups.
The primary goals of this paper were to conduct a detailed ultrastructural analysis of cardiac pericytes, endothelial cells, and cells associated with the capillary wall, as well as to examine their contacts in the working murine myocardium through various electron microscopic techniques.
Initially, the sample preparation for transmission electron microscopy was optimized and a modified protocol to improve the contrast of biological membranes and ensure optimal preservation of the ultrastructure was set up. This refined sample preparation then served as the foundation for producing electron microscopic data sets with serial block-face scanning electron microscopy (SBF-SEM). This facilitated the creation of three-dimensional models of the microvasculature in the murine working myocardium.
Detailed ultrastructural analysis in three dimensions revealed new morphological features of the cardiac microvasculature and showed that the cardiac pericytes sporadically give off processes that are associated with the endothelial cells. This not only creates a pericytic-endothelial unit that is surrounded by the same basal lamina, but the reconstruction also showed that the capillary wall-associated cells are very large and widely branched and are not enclosed by the basal lamina surrounding the pericytes and endothelial cells. In isolated cases, they are in direct contact with the endothelial cells.
Immunoelectron microscopic analyses reveal that the cells associated with the capillary wall are positive for both CD34 and CD44. Larger-scale studies for further three-dimensional analysis, e.g., in the intima of an arteriole, could contribute to the further characterization of the pericytes and the capillary wall-associated cells and even make a classification possible. The involvement of pericytes in cardiac remodeling after myocardial infarction has already been demonstrated. Moreover, the membrane proteins CD34 and CD44 hold significant importance in hematopoiesis and angiogenesis. In the future, this could pave the way for innovative approaches for targeted therapies following a myocardial infarction.
KW  - Perizyt
KW  - Elektronenmikroskopie
KW  - Kapillare
KW  - Herz
KW  - Kapillarwand-assoziierte Zellen
KW  - serielle Rasterelektronenmikroskopie
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-327634
ER  - 
TY  - THES
A1  - Eiter [verh. Seidl], Rafael
T1  - Untersuchungen zum Einfluss von Wundsekret auf Zellvermehrung, Chemoresistenzentwicklung, Zellzyklus und die Induktion einer Epithelial-mesenchymalen Transition in Tumorzellen von Kopf und Hals
T1  - Studies on the influence of wound fluid on cell proliferation, development of chemoresistance, cell cycle and the induction of an epithelial-mesenchymal transition in head and neck tumor cells
N2  - Tumore von Kopf und Hals gehen weiterhin mit einer schlechten Prognose einher. Im Rahmen einer operativen Therapie tritt Wundsekret (WS) aus, welches der Wundheilung dient.  Dieses kann in Kontakt mit Tumorzellen bzw. Resttumor in der Wunde kommen.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Frage nach dem Einfluss von Wundsekret auf Zellvermehrung, Chemoresistenzentwicklung, den Zellzyklus und die Induktion einer Epithelial-mesenchymalen Transition (EMT) in Tumorzellen von Kopf und Hals gestellt.
Hierfür wurde das WS von Tag1 und das WS von Tag 2 im Dotblot auf seine Zytokinzusammensetzung analysiert. Zwei Tumorzelllinien von Kopf und Hals, FaDu und HlaC78, wurden mit WSTag1 und WSTag2 behandelt und untersucht, welche Effekte das WS auf die Zellen hat. 
Verwendet wurden ein Proliferationsassay, eine Zellzyklusuntersuchung und Apoptosetestung mittels FACS, eine PCR, ein Spheroidmodell und die Lichtmikroskopie.
Im WS wurden erhöhte Konzentrationen verschiedener Zytokine, insbesondere von IL-6, nachgewiesen. Gezeigt werden konnte eine gesteigerte Proliferationsrate der Tumorzellen unter WS-Behandlung, jedoch keine veränderte Verteilung der Zellzyklusphasen. In HlaC78-Zellen konnte eine vermehrte Vitalität nach Cisplatinbehandlung nachgewiesen werden. In beiden Tumorzelllinien fand sich eine vermehrte Exprimierung von Snail 1, Snail 2 und Vimentin. E-Cadherin wurde vermindert exprimiert. Twist und N-Cadherin wiesen keine Veränderungen auf. Es zeigte sich eine vermehrte Migration der Tumorzellen in die Umgebung. Die Zellen wiesen nach Behandlung mit WS vermehrt mesenchymale Zeichen auf. Es konnte kein Unterschied der Auswirkungen einer Behandlung mit WSTag1 im Vergleich zu einer Behandlung mit WSTag2 festgestellt werden.
Insgesamt scheint WS in Tumorzellen von Kopf und Hals einen EMT-artigen Prozess in Gang zu setzen, also eine partial EMT (pEMT).
Als mögliche Auslöser dieser Veränderungen kommen die im WS nachgewiesenen Zytokine und v. a. IL-6 in Frage.
N2  - Tumors of the head and neck continue to be associated with a poor prognosis. In the course of surgical therapy, wound fluid (WF) may come into contact with tumor cells or residual tumor in the wound.
In this study, the influence of wound fluid on cell proliferation, development of chemoresistance, the cell cycle and the induction of an epithelial-mesenchymal transition (EMT) in tumor cells of the head and neck was investigated.
Therefore, WF from day 1 and WF from day 2 were analyzed for their cytokine composition by Dotblot. The effects of WF from day 1 and WF from day 2 on two tumor cell lines of the head and neck, FaDu and HlaC78, were investigated using a proliferation assay, a cell cycle assay and an apoptosis assay via FACS, PCR, a spheroid model and light microscopy.
Increased concentrations of various cytokines, especially IL-6, were detected in the WF. An increased proliferation rate of tumor cells under WF treatment could be shown. There was no alteration in the distribution of cell cycle phases, however. In HlaC78 cells an increased vitality after cisplatin treatment could be proven. Increased expression of Snail 1, Snail 2, and Vimentin was found in both tumor cell lines. The expression of E-cadherin was decreased. Twist and N-cadherin showed no changes. Increased migration of tumor cells to the surrounding area could be seen. Cells showed more mesenchymal signs after treatment with WF. No difference in the effects of treatment with WF from day 1 compared to treatment with WF from day 2 was observed.
Overall, WF appears to initiate an EMT-like process in tumor cells of the head and neck, this is called partial EMT (pEMT). Possible inducers of these changes are the cytokines and in particular IL-6 that have been found in WF.
KW  - Wundheilung
KW  - Hals-Nasen-Ohren-Tumor
KW  - Cytokine
KW  - Zellzyklus
KW  - Cisplatin
KW  - Epithelial-mesenchymale Transition
KW  - Wundsekret
KW  - IL-6
KW  - Zellvermehrung
KW  - in vitro
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-326782
ER  - 
TY  - THES
A1  - Höhn, Marie
T1  - Veränderung der Tumorimmunumgebung muriner Mamma-Karzinome durch Inhibierung der Kollagensynthese
T1  - Alteration of the tumor immune environment in murine mamma carcinomas by inhibition of collagen synthesis
N2  - Das Mamma-Karzinom gehört zu den sogenannten desmoplastischen Tumorarten. Hierbei handelt es sich um Tumoren mit erhöhter Ansammlung von Bindegewebszellen und einer Akkumulation von Extrazellulärer Matrix (EZM). Diese verdichtete EZM wirkt sowohl auf mechanischer als auch auf Signalweg-vermittelter Ebene als eine Barriere, welche die therapeutische Wirksamkeit erheblich vermindert.
Einer der Hauptbestandteile der EZM ist Kollagen. Durch Anwendung von Präparaten, welche die Kollagensynthese und -reifung inhibieren, kann die rigide Struktur aufgelockert werden. Daraus ergibt sich eine verbesserte Versorgung mit Nährstoffen und eine verbesserte Infiltrationsmöglichkeit für Immunzellen. Dies ist für die Effizienz der Immuntherapie, welche sich in den letzten Jahren als vielversprechende Alternative zu den Grundsäulen der Krebstherapie entwickelt hat, unabdinglich.
In der vorliegenden Arbeit wurden murine Mamma-Karzinome der 4T1-Linie nach Behandlung mit EZM-destabilisierenden Kollageninhibitoren auf ihre Immunumgebung hin untersucht.
Verwendet wurden drei Wirkstoffe, welche an unterschiedlichen Punkten in die Kollagensynthese und -reifung eingreifen: βAPN als LOX(L)-Inhibitor, 1,4-DPCA als P4HA-Inhibitor und Minoxidil als LH-Inhibitor. Die Behandlung führte zu einem deutlichen Anstieg aller untersuchten Immunzellen und deutet somit auf eine verbesserte Infiltrationsmöglichkeit hin. Zudem wurde die Expression maligner Signalwege, wie die der Angiogenese, Hypoxie, Metastasierungsneigung, Invasivität und Immunsuppression, verringert und tumorsuppressive Immunantworten verstärkt.
Die Kollageninhibition hatte zusätzlich ein verringertes Tumorwachstum und eine Reduktion der Blutgefäßdichte zufolge.
Als Fazit gilt es festzuhalten, dass die Verwendung von Kollageninhibitoren in der Immuntherapie eine vielversprechende Option zur Verbesserung der Effizienz dieser Therapeutika darstellt. Diese Erkenntnis gilt es im Rahmen künftiger wissenschaftlicher Untersuchungen weiterzuentwickeln.
N2  - The mamma carcinoma is a desmoplastic tumor which shows an accumulation of fibrotic tissue and of extracellular matrix (ECM). This highly dense ECM acts as a physical and signaling-mediated barrier reducing the efficacy of various therapeutic approaches. One of the main components of the ECM is collagen. The rigid structure can be loosened by drugs which inhibit collagen synthesis and maturation. This potentially leads to improved infiltration with nutrients and a better access for immune cells. These are absolutely necessary for the effectiveness of the immune therapy that has been established as a promising alternative approach in the last years in addition to the classical cancer therapy options. In this dissertation murine mamma carcinomas of the 4T1-tumor cell line were treated with collagen inhibitors, with the aim to destabilize the rigid ECM and analyze following changes of the immune environment.
The drugs, that were used, inhibit at different stages collagen synthesis and maturation: βAPN as a LOX(L)-inhibitor, 1,4-DPCA as a P4HA-inhibitor and Minoxidil as a LH-inhibitor. The treatment led to an accumulation of different kinds of immune cells which shows the improved infiltration. Furthermore, malignant pathways concerning angiogenesis, hypoxia, invasiveness, metastasis, and immunosuppression are reduced. Tumor suppressive immune responses are enhanced.
Moreover, we could ascertain a reduced tumor growth and microvessel density after treatment.
All in all, the tumors show, because of the changed quantity and constellation of immune cells, a stronger immune stimulating function. This embodies the promising potential of the usage of collagen inhibitors as an additional treatment to immune therapy to facilitate its efficacy, which has to be examined by further studies.
KW  - Brustkrebs
KW  - Kollagen
KW  - Immunsystem
KW  - Inhibition
KW  - Tumor
KW  - Tumorimmunumgebung
KW  - Kollageninhibition
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-284929
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TY  - THES
A1  - Mott, Kristina
T1  - Regulation of platelet biogenesis in the native and myeloablated bone marrow niche
T1  - Die Regulation der Thrombozytenbiogenese im nativen und myeloablatierten Knochenmark
N2  - Megakaryocytes (MKs) are the largest cells of the hematopoietic system and the precursor cells of platelets. During proplatelet formation (PPF) bone marrow (BM) MKs extent large cytoplasmic protrusions into the lumen of sinusoidal blood vessels. Under homeostatic conditions PPF occurs exclusively in the direction of the sinusoid, while platelet generation into the marrow cavity is prevented. So far, the mechanisms regulating this process in vivo are still not completely understood, especially when PPF is deregulated during disease. This thesis investigated the mechanisms of PPF in native BM and after myeloablation by total body irradiation (TBI).
First, we have identified a specialized type of BM stromal cells, so called CXCL12-abundant reticular (CAR) cells, as novel possible regulators of PPF. By using complementary high-resolution microscopy techniques, we have studied the morphogenetic events at the MK/vessel wall interface in new detail, demonstrating that PPF formation preferentially occurs at CAR cell-free sites at the endothelium.
In the second part of this thesis, we analyzed the processes leading to BM remodeling in response to myeloablation by TBI. We used confocal laser scanning microscopy (CLSM) to study the kinetic of radiation-triggered vasodilation and mapped extracellular matrix (ECM) proteins after TBI. We could demonstrate that collagen type IV and laminin α5 are specifically degraded at BM sinusoids. At the radiation-injured vessel wall we observed ectopic release of platelet-like particles into the marrow cavity concomitantly to aberrant CAR cell morphology, suggesting that the balance of factors regulating PPF is disturbed after TBI. ECM proteolysis is predominantly mediated by the matrix metalloproteinase MMP9, as revealed by gelatin-zymography and by a newly established BM in situ zymography technique. In transgenic mice lacking MMP9 vascular recovery was delayed, hinting towards a role of MMP9 in vessel reconstitution after myeloablation.
In a third series of experiments, we studied the irradiated BM in the context of hematopoietic stem cell transplantation (HSCT). By using mice as BM donors that ubiquitously express the fluorescent reporter protein dsRed we tracked engraftment of donor cells and especially MKs in the recipient BM. We found a distinct engraftment pattern and cluster formation for MKs, which is different from other blood cell lineages.
Finally, we assessed platelet function after TBI and HSCT and were the first to demonstrate that platelets become massively hyporeactive, particularly upon stimulation of the collagen receptor GPVI.
In summary, our findings shed light on the processes of PPF during health and disease which will help to develop treatments for aberrant thrombopoiesis.
N2  - Megakaryozyten (MKs) sind die größten Zellen des hämatopoetischen Systems und die Vorläuferzellen der Blutplättchen. Während der Ausbildung von Proplättchen schnüren MKs im Knochenmark (KM) große zytoplasmatische Ausläufer in das Lumen der sinusoidalen Blutgefäße ab. Unter homöostatischen Bedingungen erfolgt die Proplättchenbildung ausschließlich in Richtung der Sinusoide, während die Thrombozytenbildung in die Knochenmarkkavität verhindert wird. Bislang sind die Mechanismen, die diesen Prozess in vivo steuern, noch nicht vollständig aufgeklärt insbesondere, wenn die Thrombozytenbiogenese unter Krankheitsbedingungen dereguliert ist. In dieser Arbeit wurden die Mechanismen der Thrombopoese im nativen Knochenmark und nach Myeloablation durch Ganzkörperbestrahlung (total body irradiation, TBI) untersucht.
Zunächst haben wir einen spezialisierten Typ von KM-Stromazellen, die sog. CXCL12-abundant reticular (CAR) Zellen, als neue mögliche Regulatoren der Proplättchenbildung identifiziert. Durch den Einsatz komplementärer hochauflösender Mikroskopietechniken haben wir die morphogenetischen Vorgänge an der Schnittstelle zwischen MKs und Gefäßwand genauer untersucht und gezeigt, dass die Generierung von Proplättchen bevorzugt an CAR-Zell-freien Stellen am Endothel stattfindet.
Im zweiten Teil dieser Arbeit analysierten wir die Prozesse, die zum Knochenmarkumbau nach Myeloablation durch TBI führen. Mit Hilfe von konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie untersuchten wir die Kinetik der strahleninduzierten Vasodilatation und kartierten die extrazelluläre Matrix (EZM) Proteine nach TBI. So konnten wir zeigen, dass Kollagen Typ IV und Laminin α5 spezifisch an den Knochenmarksinusoiden abgebaut werden. An der strahlengeschädigten Gefäßwand beobachteten wir die ektope Freisetzung plättchenartiger Partikel in die Knochenmarkkavität, die mit einer abnormalen CAR-Zellmorphologie einherging. Dies weist darauf hin, dass das Gleichgewicht der Faktoren, die die gerichtete Proplättchenbildung regulieren, nach TBI gestört ist. Die EZM-Proteolyse wird vor allem durch die Matrix-Metalloproteinase MMP9 vermittelt, was durch Gelatine-Zymographie und durch eine neu etablierte in situ Zymographie-Technik für das Knochenmark nachgewiesen wurde. Bei transgenen Mäusen, die defizient für MMP9 sind, war die Regeneration der Vaskulatur verzögert, was auf eine Rolle von MMP9 bei der Gefäßrekonstitution nach Myeloablation hindeutet.
In einer dritten Versuchsreihe untersuchten wir das bestrahlte KM im Rahmen einer hämatopoetischen Stammzelltransplantation (HSZT). Mit Hilfe von Mäusen als KM-Spender, die ubiquitär das fluoreszierende Reporterprotein dsRed exprimieren, verfolgten wir das Anwachsen von Spenderzellen und insbesondere von MKs im Empfängerknochenmark. Wir
beobachteten ein eindeutiges Muster bzw. Clusterbildung für anwachsende MKs, die sich von anderen Blutzelllinien unterschied.
Schließlich untersuchten wir die Funktion von Thrombozyten nach TBI und HSZT und konnten als erste zeigen, dass Thrombozyten eine massive Hyporeaktivität ausbilden, insbesondere nach Stimulation des Kollagenrezeptors GPVI.
Zusammenfassend geben unsere Ergebnisse Aufschluss über die Prozesse der Thrombopoese im nativen und pathologischen Knochenmark, was zur Entwicklung von Therapien zu Behandlung von defekter Thrombozytenbiogenese beitragen wird.
KW  - Knochenmark
KW  - Knochenmarktransplantation
KW  - Megakaryozyt
KW  - Thrombozyt
KW  - Ganzkörperbestrahlung
KW  - bone marrow
KW  - myeloablation
KW  - thrombopoiesis
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-289630
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TY  - THES
A1  - Kristen, Alexander Kurt
T1  - Effekt von β-Hydroxybutyrat und Acetoacetat auf die Proliferationsaktivität und die Strahlensensibilität von Kolonkarzinomzellen mit unterschiedlichem p53-Status
T1  - Effect of β-hydroxybutyrate and acetoacetate on proliferation activity and radio sensitivity on colon carcinoma cell lines with different p53-status
N2  - Die ketogene Diät besitzt ein breites mögliches therapeutisches Spektrum und aufgrund der induzierten Ketonkörper in der Theorie auch antiproliferative sowie antiinflammatorische Wirkmechanismen. Ziel dieser Arbeit war es, die Wirkung der Ketonkörper β-Hydroxybutyrat und Acetoacetat auf Kolonkarzinomzellen in vitro zu untersuchen. Hierfür wurden Proliferation, Koloniebildung, Gen- und Proteinexpression von drei verschiedenen Zelllinien analysiert. Um einen möglichen Zusammenhang der Ketonkörperwirkung und dem p53-Status zu prüfen, wurden Zelllinien mit unterschiedlichem p53-Status eingesetzt. Etwaige Effekte der Ketonkörper auf die Strahlensensibilität der Zellen wurden ebenfalls untersucht. Um möglichst tumorphysiologische Bedingungen herzustellen, wurden die Versuche nicht nur unter normoxischen Bedingungen (21 % Sauerstoff), sondern parallel unter 1,5 % Sauerstoffkonzentration durchgeführt. In den Tests zur Proteinexpression konnte festgestellt werden, dass die Expression von p53 nicht durch die Zugabe von Ketonkörpern beeinflusst wird. Die Proteinexpression von p21 und p27 war unabhängig von der Expression von p53. Die Analyse der Genexpression beweist, dass die untersuchten Zelllinien sowohl die Monocarboxylattransporter (MCTs) exprimieren, über welche die Ketonkörper aufgenommen werden können, als auch die G-Protein- gekoppelten Rezeptoren, über welche die Ketonkörper auf die Signalketten wirken können. Ein hemmender Einfluss der Ketonkörper auf die Zellproliferation ließ sich im WST-8-Test für die Zelllinie HT-29 unter Zugabe von 3-OHB in Kombination mit LiAcAc nachweisen. Nach Strahlenbehandlung stellten sich die Zelllinien CaCo-2 und HT-29 bei Betrachtung der Kurzzeitproliferation weitgehend strahlenresistent dar. Bei Untersuchung der Langzeitproliferation mittels Koloniebildungstest zeigte sich jedoch auch hier eine zytotoxische Wirkung der ionisierenden Strahlung. Für die Zelllinie CaCo2 konnte zudem durch Zugabe von LiAcAc allein und in Kombination mit 3-OHB eine signifikante Reduktion der Koloniebildung nach Bestrahlung mit 2 Gy festgestellt werden. Zusammenfassend weisen die durchgeführten Versuche darauf hin, dass die Ketonkörper unabhängig vom p53-Status in alle untersuchten Kolonkarzinomzellen aufgenommen und verwertet werden können. Ein allgemein synergistischer Effekt zwischen ionisierender Strahlung und den Ketonkörpern konnte nicht eindeutig nachgewiesen werden. Die Zugabe der Ketonkörper führte weder zu einer Proliferationsanregung noch zur Reduktion der Strahlensensitivität, so dass hier von einer klinischen Unbedenklichkeit ausgegangen werden kann. Fortführende klinische Studien sind notwendig, um die in vivo Effekte zu untersuchen.
N2  - The ketogenic diet has a wide possible therapeutic spectrum and due to the ketone bodies, it also has possible antiproliferative and anti-inflammatory effects. The aim of this work was to investigate the effect of the ketone bodies β-hydroxybutyrate and acetoacetate on colon carcinoma cells in vitro. For this purpose, proliferation, colony formation, gene expression and protein expression of three different cell lines were analyzed. In order to investigate a possible correlation between the ketone body effect and p53 status, cell lines with different p53 status were used. Effects of the ketone bodies on radio sensitivity were also investigated. In order to create tumor-physiological conditions, the experiments were not only performed at normoxic (21% oxygen), but also at hypoxic conditions (1.5 % oxygen).
In the protein expression assays, it was found that the expression of p53 was not affected by the addition of ketone bodies. The protein expression of p21 and p27 was independent of the expression of p53. The analysis of gene expression proves that the cell lines express both the monocarboxylate transporters (MCTs) through which ketone bodies can be taken up into the cells, as well as the G protein-coupled receptors through which the ketone bodies can act on the signaling chains. An inhibitory effect of the ketone bodies on cell proliferation could be detected in the WST-8 assay for the HT-29 cell line with the addition of 3-OHB in combination with LiAcAc. The cell lines CaCo-2 and HT-29 were largely resistant to radiation in terms of short-time proliferation. In the Colony-Forming-Assay, however, we also observed a cytotoxic effect of ionizing radiation on those cell lines. For the cell line CaCo2 the addition of LiAcAc alone and in combination with 3-OHB resulted in a significant reduction of colonies after irradiation with 2 Gy. In summary, the experiments performed indicate that the ketone bodies can be taken up and utilized in all colon carcinoma cells examined, irrespective of the p53 status.
A general synergistic effect between irradiation and ketone bodies could not be clearly demonstrated. The addition of the ketone bodies did not lead to either a stimulation of proliferation or reduction of radio sensitivity, so that clinical safety can be assumed. Further clinical studies are necessary to investigate the in vivo effects.
KW  - Ketonkörper
KW  - Acetessigester
KW  - Hydroxybutyrat <3->
KW  - Colonkrebs
KW  - Protein p53
KW  - Ketonkörper
KW  - Beta-Hydroxybutyrat
KW  - Acetoacetat
KW  - Kolonkarzinom
KW  - HCT-116
KW  - HT-29
KW  - CaCo-2
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-327068
ER  - 
TY  - THES
A1  - Löffler, Miriam
T1  - Bestimmung der optimalen Positionierung eines Kirschner-Drahtes zur temporären Transfixation des AC-Gelenks bei der operativen Behandlung der AC-Sprengung
T1  - Determination of the optimal positioning of a Kirschner wire for temporary transfixation of the AC joint in the surgical treatment of AC joint dislocation
N2  - Die AC-Sprengung ist eine weit verbreitete Verletzung des Schultergürtels und am häufigsten auf einen Sportunfall vorwiegend junger Männer zurückzuführen. Die optimale Therapie wird kontrovers diskutiert, keine der rund 150 OP-Methoden hat sich bisher als den anderen überlegen erwiesen. Allerdings gelten Operationen, bei denen das AC-Gelenk temporär durch eine intramedulläre Schienung per Kirschner-Draht ruhiggestellt wird, als sehr zuverlässig. Sie sind aufgrund einer sehr variablen Anatomie jedoch auch für erfahrene Operateure technisch anspruchsvoll. Ziel dieser Arbeit ist es daher, mithilfe der gewonnenen Kenntnisse zur idealen Lage eines K-Drahtes das operative Vorgehen zur temporären Transfixation des ACGs künftig durch eine gezieltere Platzierung zu erleichtern, somit die Operationsmethode zu optimieren und folglich das Outcome zu verbessern. 
Für diese Arbeit wurden bereits vorliegende anonymisierte computertomographische Daten gesunder AC-Gelenke nach ihrer physiologischen Anatomie sowie der Lage eines virtuell ideal platzierten transartikulären K-Drahtes ausgewertet. Hierfür wurden CT-Daten von insgesamt 66 Schultern herangezogen, der Epidemiologie der AC-Sprengung entsprechend waren hiervon 59 Patienten und 7 Patientinnen zuzuordnen. 
Die erhobenen Daten zeigen, dass die Lage des Eintrittspunktes idealerweise durch den orthogonalen Abstand des Drahtes zur Acromionspitze definiert wird und durchschnittlich 12,89 mm beträgt. Er ist primär abhängig von der Körpergröße und kann daher präoperativ anhand einer Regressionsgeraden individuell für jeden Patienten bestimmt werden. 
Der Drahtverlauf sollte primär durch Zielen auf den markierten Austrittspunkt definiert werden. Das Abschätzen der Bohrrichtung anhand von Winkeln erscheint nahezu unmöglich. 
Die Drahtlänge beläuft sich im Mittel auf 58,06 mm. Je kleiner der AC-Winkel ist, desto steiler und auch kürzer zeigt sich der Drahtverlauf. 
Die Lage des Austrittspunktes korreliert ebenfalls signifikant mit dem AC-Winkel und kann daher nach erfolgter Winkelmessung im Röntgenbild anhand einer Regressionsgeraden abgelesen werden. Der mithilfe der Daten ermittelte Austrittspunkt eines ideal platzierten K-Drahtes befindet sich durchschnittlich auf Höhe des lateralen Claviculawinkels und somit auf Höhe der CC-Bänder. 
Bei der nur geringen Fallzahl weiblicher Patienten besteht eine noch eingeschränkte Aussagekraft bezüglich geschlechtsabhängiger Lageunterschiede. Nach bisher vorliegenden Daten kann eine geschlechtsunabhängige OP-Planung erfolgen. Relevante ACG-Typ abhängige Lageunterschiede konnten ebenfalls nicht festgestellt werden, eine präoperative Bestimmung des anatomischen ACG-Typs ist daher nicht erforderlich. 
Die erhobenen Daten deuten darauf hin, dass die ideale Drahtplatzierung unter Einhaltung aller Drahtlagekriterien nicht immer möglich ist. Betroffen sind kleine Patienten (Grenzwert: 158,6 cm Körpergröße), bei denen der Mindestabstand zur Acromionspitze nicht sichergestellt werden kann. Zudem besteht bei Patienten mit einem kleinen AC-Winkel (Grenzwert: 156,2°) das Risiko, die Mindestdrahtlänge innerhalb der Clavicula zu unterschreiten. In diesen Fällen muss entweder dezent von der idealen Drahtlage abgewichen oder auf ein alternatives OP-Verfahren ausgewichen werden.
N2  - The dislocation of the acromioclavicular joint is a common shoulder injury which mainly affects young men due to sports injuries. The therapy is highly controversial since none of the 150 different surgery methods seems to achieve significantly better results than the others. Nevertheless, surgery aiming at stabilising the AC joint by using an intramedullary Kirschner wire has proved to be a reliable method. Due to the very variable anatomy of the AC joint, placing the wire is challenging even for very experienced surgeons. Therefore, the aim of this study is to optimise the placement of the wire by defining the ideal location. This approach optimises the outcome of the AC joint stabilisation using a K-wire. 
For this study we used available anonymised computer tomographic data of intact AC joints and examined them with regard to physiological anatomy and the location of a virtually ideally placed K-wire. In total 66 CTs were examined belonging to 59 male and 7 female patients, the proportion representing the epidemiology of the injury. 
The data collected show that the entry point of the average K-wire is ideally located 12,89 mm dorsal of the acromion apex. It was shown to depend on the patient’s height and therefore can be determined individually by using a regression line. 
The placement of the wire should be determined by aiming at the exit point instead of trying to orientate towards angles which seems to be nearly impossible. The average length of the wire was 58,06 mm. The smaller the AC angle the shorter was the resulting length of the wire.
The position of the exit point also correlates significantly with the AC angle and can be read off from a regression line after the angle has been measured in the X-ray image. The average ideal K-wire left the clavicle at the hight of the lateral clavicle angle where the insertion of the CC ligaments is located. 
As only few data of female patients were included, the findings concerning differences between the location of the wire for male and female patients are of limited validity only. So far it seems to be reasonable to place the wire without paying particular respect to peculiarities of gender. In addition it is obsolete to determine the anatomical AC joint type preoperatively because of a lack of differing wire locations. 
Data show that there are two types of patients where placing a wire in the perfect location might not always be successful. These are patients smaller than 158,6 cm because in this case the minimum distance between the wire and the acromion apex will most likely not be met. Also, patients with an AC angle lower than 156,2° may suffer the risk of too short wire sections within the clavicle. In these two cases it is recommended to either slightly diverge from the ideal wire location or to fall back on a different type of surgery without a K-wire.
KW  - Akromioklavikulargelenk
KW  - Acromioclavicular Joint
KW  - Schultereckgelenk
KW  - Kirschner-Draht
KW  - Acromioclaviculargelenkssprengung
KW  - Acromioclavicular joint dislocation
KW  - Schultereckgelenkssprengung
KW  - AC-Stabilisierung
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-328742
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TY  - THES
A1  - Janz, Anna
T1  - Human induced pluripotent stem cells (iPSCs) in inherited cardiomyopathies: Generation and characterization of an iPSC-derived cardiomyocyte model system of dilated cardiomyopathy with ataxia (DCMA)
T1  - Humane induzierte pluripotente Stammzellen in vererbbaren Kardiomyopathien: Generierung und Charakterisierung eines auf Stammzellen basierenden Herzmuskelmodellsystems der Dilatativen Kardiomyopathie mit Ataxie (DCMA)
N2  - The emergence of human induced pluripotent stem cells (iPSCs) and the rise of the clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9 (CRISPR/Cas9) gene editing technology innovated the research platform for scientists based on living human pluripotent cells. The revolutionary combination of both Nobel Prize-honored techniques enables direct disease modeling especially for research focused on genetic diseases. To allow the study on mutation-associated pathomechanisms, we established robust human in vitro systems of three inherited cardiomyopathies: arrhythmogenic cardiomyopathy (ACM), dilated cardiomyopathy with juvenile cataract (DCMJC) and dilated cardiomyopathy with ataxia (DCMA). 
Sendai virus vectors encoding OCT3/4, SOX2, KLF4, and c-MYC were used to reprogram human healthy control or mutation-bearing dermal fibroblasts from patients to an embryonic state thereby allowing the robust and efficient generation of in total five transgene-free iPSC lines. The nucleofection-mediated CRISPR/Cas9 plasmid delivery in healthy control iPSCs enabled precise and efficient genome editing by mutating the respective disease genes to create isogenic mutant control iPSCs. Here, a PKP2 knock-out and a DSG2 knock-out iPSC line were established to serve as a model of ACM. Moreover, a DNAJC19 C-terminal truncated variant (DNAJC19tv) was established to mimic a splice acceptor site mutation in DNAJC19 of two patients with the potential of recapitulating DCMA-associated phenotypes. In total eight self-generated iPSC lines were assessed matching internationally defined quality control criteria. The cells retained their ability to differentiate into cells of all three germ layers in vitro and maintained a stable karyotype. All iPSC lines exhibited a typical stem cell-like morphology as well as expression of characteristic pluripotency markers with high population purities, thus validating the further usage of all iPSC lines in in vitro systems of ACM, DCMA and DCMJC. 
Furthermore, cardiac-specific disease mechanisms underlying DCMA were investigated using in vitro generated iPSC-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs). DCMA is an autosomal recessive disorder characterized by life threatening early onset cardiomyopathy associated with a metabolic syndrome. Causal mutations were identified in the DNAJC19 gene encoding an inner mitochondrial membrane (IMM) protein with a presumed function in mitochondrial biogenesis and cardiolipin (CL) remodeling. In total, two DCMA patient-derived iPSC lines (DCMAP1, DCMAP2) of siblings with discordant cardiac phenotypes, a third isogenic mutant control iPSC line (DNAJC19tv) as well as two control lines (NC6M and NC47F) were directed towards the cardiovascular lineage upon response to extracellular specification cues. The monolayer cardiac differentiation approach was successfully adapted for all five iPSC lines and optimized towards ventricular subtype identity, higher population purities and enhanced maturity states to fulfill all DCMA-specific requirements prior to phenotypic investigations. To provide a solid basis for the study of DCMA, the combination of lactate-based metabolic enrichment, magnetic-activated cell sorting, mattress-based cultivation and prolonged cultivation time was performed in an approach-dependent manner. The application of the designated strategies was sufficient to ensure adult-like characteristics, which included at least 60-day-old iPSC-CMs. Therefore, the novel human DCMA platform was established to enable the study of the pathogenesis underlying DCMA with respect to structural, morphological and functional changes. 
The disease-associated protein, DNAJC19, is constituent of the TIM23 import machinery and can directly interact with PHB2, a component of the membrane bound hetero-oligomeric prohibitin ring complexes that are crucial for phospholipid and protein clustering in the IMM. DNAJC19 mutations were predicted to cause a loss of the DnaJ interaction domain, which was confirmed by loss of full-length DNAJC19 protein in all mutant cell lines. The subcellular investigation of DNAJC19 demonstrated a nuclear restriction in mutant iPSC-CMs. The loss of DNAJC19 co-localization with mitochondrial structures was accompanied by enhanced fragmentation, an overall reduction of mitochondrial mass and smaller cardiomyocytes. Ultrastructural analysis yielded decreased mitochondria sizes and abnormal cristae providing a link to defects in mitochondrial biogenesis and CL remodeling. Preliminary data on CL profiles revealed longer acyl chains and a more unsaturated acyl chain composition highlighting abnormities in the phospholipid maturation in DCMA. 
However, the assessment of mitochondrial function in iPSCs and dermal fibroblasts revealed an overall higher oxygen consumption that was even more enhanced in iPSC-CMs when comparing all three mutants to healthy controls. Excess oxygen consumption rates indicated a higher electron transport chain (ETC) activity to meet cellular ATP demands that probably result from proton leakage or the decoupling of the ETC complexes provoked by abnormal CL embedding in the IMM. 
Moreover, in particular iPSC-CMs presented increased extracellular acidification rates that indicated a shift towards the utilization of other substrates than fatty acids, such as glucose, pyruvate or glutamine. The examination of metabolic features via double radioactive tracer uptakes (18F-FDG, 125I-BMIPP) displayed significantly decreased fatty acid uptake in all mutants that was accompanied by increased glucose uptake in one patient cell line only, underlining a highly dynamic preference of substrates between mutant iPSC-CMs. 
To connect molecular changes directly to physiological processes, insights on calcium kinetics, contractility and arrhythmic potential were assessed and unraveled significantly increased beating frequencies, elevated diastolic calcium concentrations and a shared trend towards reduced cell shortenings in all mutant cell lines basally and upon isoproterenol stimulation. Extended speed of recovery was seen in all mutant iPSC-CMs but most striking in one patient-derived iPSC-CM model, that additionally showed significantly prolonged relaxation times. The investigations of calcium transient shapes pointed towards enhanced arrhythmic features in mutant cells comprised by both the occurrence of DADs/EADs and fibrillation-like events with discordant preferences.
Taken together, new insights into a novel in vitro model system of DCMA were gained to study a genetically determined cardiomyopathy in a patient-specific manner upon incorporation of an isogenic mutant control. Based on our results, we suggest that loss of full-length DNAJC19 impedes PHB2-complex stabilization within the IMM, thus hindering PHB-rings from building IMM-specific phospholipid clusters. These clusters are essential to enable normal CL remodeling during cristae morphogenesis. Disturbed cristae and mitochondrial fragmentation were observed and refer to an essential role of DNAJC19 in mitochondrial morphogenesis and biogenesis. Alterations in mitochondrial morphology are generally linked to reduced ATP yields and aberrant reactive oxygen species production thereby having fundamental downstream effects on the cardiomyocytes` functionality. DCMA-associated cellular dysfunctions were in particular manifested in excess oxygen consumption, altered substrate utilization and abnormal calcium kinetics. The summarized data highlight the usage of human iPSC-derived CMs as a powerful tool to recapitulate DCMA-associated phenotypes that offers an unique potential to identify therapeutic strategies in order to reverse the pathological process and to pave the way towards clinical applications for a personalized therapy of DCMA in the future.
N2  - Die Entwicklung von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) und die biotechnologische Anwendung des „clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9“ (CRISPR/Cas9) Gen-Editierungssystems bilden eine innovative Forschungsplattform für Wissenschaftler basierend auf lebenden menschlichen pluripotenten Stammzellen. Die bahnbrechende Kombination beider nobelpreisprämierter Techniken erlaubt eine direkte Krankheitsmodellierung insbesondere für die Erforschung von genetisch bedingten Erkrankungen. Um die Untersuchung von mutationsassoziierten Pathomechanismen zu ermöglichen, etablierten wir robuste humane in vitro Systeme von drei vererbbaren Kardiomyopathien: die arrhythmogene Kardiomyopathie (AKM), die dilatative Kardiomyopathie mit juveniler Katarakt (DKMJK) und die dilatative Kardiomyopathie mit Ataxie (DKMA).
Zur Generierung von transgenfreien iPS-Zellen wurden für OCT3/4, SOX2, KLF4 und c-MYC kodierende Sendai-Virus-Vektoren verwendet um humane gesunde Kontroll- oder mutationstragende dermale Fibroblasten von Patienten in einen embryonalen Zustand zu reprogrammieren. Die Verwendung der SeV-vermittelten Reprogrammierung ermöglichte uns eine effiziente und robuste Herstellung von insgesamt fünf transgen-freien iPS-Zelllinien. Zudem befähigt die Nukleofektion der CRISPR/Cas9-Plasmide in gesunden Kontroll-iPS-Zellen eine präzise und effiziente Genom-Editierung krankheitsrelevanter Gene und damit die Generierung von isogenen mutierten iPS-Zelllinien. Mit diesem Verfahren wurden eine PKP2-Knock-out- und eine DSG2-Knock-out iPSZ-Linie hergestellt, die jeweils als Modell für AKM dienen. Darüber hinaus wurde eine mit DKMA-assoziierte Spleißakzeptormutation auf genetischer Basis imitiert, um die mit dem Phänotyp zweier Patienten in Verbindung gebrachte C-terminal verkürzte DNAJC19-Variante (DNAJC19tv) auf translationaler Ebene rekapitulieren zu können. Alle acht eigens generierten iPS-Zelllinien entsprachen international definierten Qualitätskontrollkriterien.  Die hergestellten iPS-Zellen behielten die Fähigkeit in vitro in Zellen der drei Keimblätter zu differenzieren und zeigten darüber hinaus einen normalen Karyotyp. Alle iPS-Zelllinien wiesen eine typische stammzellähnliche Morphologie sowie die Expression charakteristischer Pluripotenzmarker bei gleichzeitig hoher Populationsreinheit auf. Die experimentelle Qualtitätskontrolle hat somit die weitere Verwendung aller iPS-Zelllinien in in vitro Systemen von AKM, DKMA und DKMJK validiert.
Die der DKMA zugrundeliegenden herzspezifischen Krankheitsmechanismen wurden zudem mithilfe von in vitro produzierten iPSZ-abgeleiteten Kardiomyozyten (iPSZ-KMs) untersucht. DKMA ist eine autosomal rezessiv vererbte Erkrankung, die durch Mutationen im DNAJC19 Gen hervorgerufen wird. Das wichtigste klinische Merkmal der Patienten ist eine früh einsetzende und lebensbedrohliche dilatative Kardiomyopathie, die oftmals mit einem metabolischen Syndrom einhergeht. DNAJC19 kodiert für ein Protein der inneren mitochondrialen Membran (IMM), dessen postulierte Funktion in der mitochondrialen Biogenese und der Remodellierung von Cardiolipin liegt. Zur Modellierung der DKMA wurden zwei von DKMA-Patienten abgeleitete iPS-Zelllinien (DCMAP1, DCMAP2) eines Geschwisterpaares mit unterschiedlich ausgeprägten kardialen Phänotypen, eine dritte isogene mutierte iPS-Zelllinie (DNAJC19tv) sowie zwei gesunden Kontroll-iPS-Zelllinien (NC6M und NC47F) mithilfe extrazellulärer Spezifikationsfaktoren zur kardiovaskulären Differenzierung angeregt. 
Das Monolayer-Protokoll zur kardialen Differenzierung wurde erfolgreich für alle fünf iPSZ-Linien adaptiert und in Bezug auf die Anreicherung des ventrikulären Herzmuskelzellsubtyps, höhere Zellpopulationsreinheiten und adulte Reifegrade optimiert. Die Kombination der Laktat-basierten metabolischen Aufreinigung, der magnetisch-aktivierten Zellsortierung, der Anwendung einer Mattress-basierten Kultivierungsstrategie und verlängerte Kultivierungszeiten ermöglichte die Erfüllung aller DKMA-spezifischen Anforderungen. Zusammengefasst konnten insbesondere adulte Charakteristika durch die Kombination der benannten experimentellen Strategien unter Verwendung von mindestens 60 Tage kultivierten iPSZ-KMs nachgewiesen werden, um eine zuverlässige phänotypische Untersuchung der DKMA gewährleisten zu können. Die innovative humane Untersuchungsplattform wurde etabliert, um die Pathogenese der DKMA im Hinblick auf strukturelle, morphologische und funktionelle Veränderungen entschlüsseln zu können.
Das mit DKMA assoziierte Protein DNAJC19 ist Bestandteil der TIM23-Importmaschinerie und besitzt zudem die Fähigkeit einer direkten Interaktion mit PHB2. PHB2 trägt zur Bildung der membrangebundenen hetero-oligomeren Prohibitin-Ringkomplexe bei, deren Hauptfunktion in der Anreicherung von Phospholipiden und Proteinen innerhalb von Clustern in der IMM liegt. Der durch DNAJC19 Mutationen vermutete hervorgerufenen Verlust der DnaJ-Interaktionsdomäne wurde durch die fehlende Expression des DNAJC19 Proteins in voller Länge in allen mutationstragenden Zellen bestätigt. Die subzelluläre Untersuchung von DNAJC19 zeigte ein auf den Kern beschränktes Expressionsmuster in mutierten iPSZ-KMs. Der Verlust der DNAJC19 Ko-Lokalisation mit mitochondrialen Strukturen ging mit einer abnormen mitochondrialen Fragmentierung, einer signifikanten Abnahme der mitochondrialen Masse und einer signifikant reduzierten Kardiomyozytengröße einher. Ultrastrukturelle Analysen ergaben zudem kleinere Mitochondrien und abnorme Cristae, die eine krankheitsrelevante Verbindung zu Defekten in der mitochondrialen Biogenese und der CL-Reifung darlegen. Vorläufige Daten zu CL-Profilen zeigten längere Acylketten und eine ungesättigtere Acylkettenzusammensetzung, was auf Anomalien in der Phospholipidmaturierung bei DKMA hinweist.
Der Vergleich aller Mutanten mit gesunden Kontrollen hinsichtlich der mitochondrialen Funktion in iPS-Zellen und Hautzellen (dermale Fibroblasten), zeigte eine insgesamt höhere Sauerstoffverbrauchsrate, die in iPSZ-KMs noch stärker ausgeprägt war. Der erhöhte Sauerstoffverbrauch deutet auf eine höhere Aktivität der Elektronentransportkette hin um den zellulären Energiebedarf decken zu können. Wir vermuten einen erhöhten Sauerstoffverbrauch als Konsequenz des Protonendurchsickerns oder der Entkopplung der ETC-Komplexe, das durch eine abnorme CL-Einbettung in der IMM bedingt sein könnte.
Darüber hinaus wiesen insbesondere iPSZ-KMs erhöhte extrazelluläre Säuerungsraten auf, die auf eine Verstoffwechselung anderer Substrate wie Glukose, Pyruvat oder Glutamin hinweisen, im Gegensatz zu der ansonsten bevorzugten Verstoffwechslung von Fettsäuren. Die Untersuchung der metabolischen Eigenschaften mittels der radioaktiven Tracer 18F-FDG und 125I-BMIPP zeigte eine signifikant verringerte Fettsäureaufnahme in allen Mutanten, die nur in einer Patientenzelllinie von einer erhöhten Glukoseaufnahme begleitet wurde. Diese Ergebnisse weisen auf eine DKMA-spezifische hochdynamische Präferenz der Substrate zwischen den unterschiedlichen Mutanten hin.
Um den Einfluss der molekularen Veränderungen direkt mit physiologischen Prozessen in Verbindung bringen zu können, wurden Untersuchungen der Kalziumkinetik, der Kontraktilität und des arrhythmischen Potentials durchgeführt. Einzelzellmessungen ergaben eine signifikant erhöhte Kontraktionsfrequenz, erhöhte diastolische Kalziumkonzentrationen und eine Tendenz zu reduzierten Zellverkürzungen in allen mutierten Zelllinien basal und verstärkt nach Isoproterenol-Stimulation. Zudem wurden verlangsamte Erholungsgeschwindigkeiten in allen mutierten iPSZ-KMs festgestellt, das in den iPSZ-KMs des einen Patienten besonders auffällig war und mit verlängerten Relaxationszeiten einherging. Die Evaluation der Kalziumtransientenformen deutet auf verstärkte arrhythmische Merkmale in den mutierten Zellen hin, die sowohl das Auftreten von DADs/EADs als auch Fibrillations-ähnlichen Ereignissen mit gegensätzlichen Präferenzen umfasste.
Insgesamt wurden unter der Verwendung patientenspezifischer iPS-Zellen und einer isogenen Mutantenkontrolle neue Einblicke in ein innovatives in vitro Modellsystem der DKMA gewonnen. Basierend auf unseren Ergebnissen vermuten wir, dass der Verlust des DNAJC19 Proteins in voller Länge die Stabilisierung von PHB-Komplexen innerhalb der IMM beeinträchtigt und damit PHB-Ringe an der Bildung von IMM-spezifischen Phospholipid-Clustern hindert. Diese Cluster sind essentiell um eine normale Cardiolipin-Reifung und dessen Funktion in der Cristae-Morphogenese gewährleisten zu können. Abnorme Cristae und fragmentierte mitochondriale Strukturen wurden beobachtet und deuten so auf eine essentielle Rolle von DNAJC19 in der mitochondrialen Morphogenese und Biogenese hin. Abnorme Veränderungen in der mitochondrialen Morphologie werden in der Regel mit einer verminderten ATP-Verfügbarkeit und einer erhöhten Produktion an freien Sauerstoffradikalen assoziiert, das nachfolgend die gesamte Funktionalität der Kardiomyozyten negativ beeinflussen kann. Diese Veränderungen konnten anhand einer erhöhten Sauerstoffverbrauchsrate, unterschiedliche metabolische Eigenschaften und einer abnormalen Kalziumkinetik gemessen werden. 
Die zusammengefassten Daten unterstreichen die Verwendbarkeit von humanen iPSZ-KMs als ein eindrucksvolles System zur Rekapitulation von herzspezifischen Phänotypen und haben damit neue Einblicke in die Pathogenese der DKMA ermöglicht. Das Modellsystem bietet ein einzigartiges Potenzial zur Identifizierung therapeutischer Strategien, um pathologische Prozesse umkehren zu können und so den Weg für zukünftige klinische Anwendungen im Rahmen der personalisierten Therapie zu ebnen.
KW  - in vitro model system of inherited cardiomyopathies
KW  - Induzierte pluripotente Stammzelle
KW  - CRISPR/Cas-Methode
KW  - induced pluripotent stem cells (iPSCs)
KW  - iPSC-derived CMs (iPSC-CMs)
KW  - CRISPR/Cas9
KW  - dilated cardiomyopathy with ataxia (DCMA)
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-240966
ER  - 
TY  - THES
A1  - Winkler, Jana
T1  - Einfluss von D-β-Hydroxybutyrat auf Stoffwechsel und Interaktion mit Chemo-/Strahlentherapie bei triple negativen Mamma-Karzinom Zellen
T1  - The effect of D-ß-Hydroxybutyrat on metabolism and proliferation in combination with Chemotherapy / Radiation on triple negativ breast cancer
N2  - Das triple negative Mamma-Karzinom stellt eine Tumorart dar, welche besonders junge Frauen betrifft und eine schlechte Prognose aufweist. Unterstützende und pro- gnoseverbessernde Therapien sind deshalb Gegenstand aktueller Forschung. Eine mögliche unterstützende Therapie stellt hierbei die ketogene Diät dar. Diese Arbeit untersuchte die Fragestellung, ob β-Hydroxybutyrat (3OHB), welches als Hauptme- tabolit unter ketogener Diät oder beim Fasten erhöht ist, Einfluss auf das Zellwachs- tum triple-negativer Brustkrebszellen ausübt. Außerdem wurde eruiert, ob 3OHB die üblichen Behandlungsformen - Chemotherapie und Strahlentherapie - positiv oder negativ beeinflusst. In vitro wurden Versuche mit drei triple-negativen Brust- krebszellreihen unter möglichst physiologischen Bedingungen durchgeführt. Hierbei konnte durch 3OHB weder ein wachstumsfördernder noch ein wachstumshemmender Effekt beobachtet werden. Genauso zeigte sich bei den Chemo- oder Strahlenthera- pieversuchen keine durch 3OHB induzierte Wechselwirkung. In vivo durchgeführte Studien über den Einfluss einer ketogenen Diät finden sich nur vereinzelt. Um be- lastbare Daten zu erhalten werden deshalb weitere Studien in Zukunft vonnöten sein. Eine ketogene Diät könnte hierbei im Rahmen eines multimodalen Therapie- konzeptes eine unterstützende Rolle spielen, wofür erste Einzelfallstudien Hinweise geben
N2  - Triple-negative breast cancer is an aggressive cancer subtype affecting predominantly younger women. Owing to the worse prognosis obtained with standard therapy, alternative supportive approaches like ketogenic diet gain popular interest. Beta-hydroxybutyrate (3-OHB) is the main physiologic substrate generated during ketogenic diet. In this paper the effect of 3-OHB on metabolism, proliferation, and viability of triple negative breast cancer cells in vitro with exposure to cytotoxic chemotherapy and radiation was investigated. Different concentrations for 3-OHB, oxygen, chemotherapeutic agents and radiation doses were applied, resembling physiologic conditions within the tumor. 3-OHB did not influence cell proliferation and metabolism. Neither an inhibitory nor a growth-promoting effect for 3-OHB could be detected. The cytotoxic effects of chemotherapeutic agents as well as radiation were similar with or without the addition of 3-OHB. Given the limitations of in-vitro studies and the promising results of individual case studies, clinical trials investigating the effects of a ketogenic diet are necessary to provide further insights.
KW  - Ketogene Kost
KW  - Brustkrebs
KW  - Betahydroxybutyrat
KW  - triple negatives Mamma Karzinom
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-347044
ER  - 
TY  - THES
A1  - Rainer, Johannes
T1  - Vaskulartoxische Wirkung von Taxanen bei fortgeschrittenen Tumorerkrankungen
T1  - Vasculartoxic effect of taxanes in advanced tumour diseases
N2  - Taxane (wie Paclitaxel oder Cabazitaxel) sind bewährte Arzneimittel in den systemischen Therapieschemata vieler bösartiger Erkrankungen, einschließlich Brust- und Eierstockkrebs. Sie fördern die Stabilisierung der Mikrotubuli, was zu einem Stillstand des Zellzyklus während der Mitose führt, auf den die Apoptose folgt. Neben dieser antimitotischen Wirkung von Taxanen ist seit einiger Zeit auch eine gefäßverändernde Wirkung von Taxanen bekannt. Kürzlich wurde gezeigt, dass Taxane tatsächlich Störungen in der Gefäßarchitektur verursachen, indem sie den Kalziumeinstrom über TRPC6, einen unselektiven Kationenkanal, auslösen. Der erhöhte intrazelluläre Ca2+-Spiegel bewirkt eine Rundung der Endothelzellen, was zu einer Störung des endothelialen Monolayers, Serumausfluss und Gefäßkollaps führt.
In dieser Arbeit konzentrierten wir uns auf die Gefäßbetten von peripheren Organen wie dem Herzen oder der Niere in Abhängigkeit vom Tumorstadium und der Taxol-Behandlung. Die Organe wurden mit immunhistochemischen Techniken angefärbt, um Veränderungen in der Architektur und Morphologie der Blutgefäße zu untersuchen.
Wir fanden Veränderungen in der Morphologie der Kapillaren des Herzens und darüber hinaus Veränderungen in der Expression endothelialer Antigene in Abhängigkeit vom Tumorstadium, insbesondere eine zunehmende endotheliale Expression von TRPC6 in Abhängigkeit vom Tumorstadium.
Diese Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse für das Verständnis der systemischen Auswirkungen maligner Erkrankungen und tragen dazu bei, Folgeerkrankungen bei Patienten mit fortgeschrittenem Krebs zu verhindern.
N2  - Taxanes (like Paclitaxel or Cabazitaxel) are well-established drugs in the systemic therapy regimens of many malignancies, including breast and ovarian cancer. They promote the stabilization of microtubules leading to an arrest of the cell cycle during mitosis which is followed by apoptosis. Beside this anti-mitotic action of taxanes, a vascular-directed effect of taxanes has been known for some time. We recently showed that taxanes actually cause vascular disruption by triggering calcium influx via TRPC6. The increased intracellular Ca2+-level causes rounding of endothelial cells, leading to a disruption of the endothelial monolayer, serum efflux, and vascular collapse.
In this study, we focused on the vascular beds of peripheral organs like the heart or the kidney in dependency on tumor stage and Taxol-therapy. The organs were stained via immunohistochemical techniques to examine changes in the architecture and morphology of the blood vessels.
We found changes in the morphology of the cardiac capillaries and furthermore changes in the expression of endothelial antigens in dependence on the tumor stage, especially an increasing endothelial expression of TRPC6 dependent on the tumor stage.
These findings provide new insights for the understanding of the systemic effects of malignant diseases and help to prevent secondary diseases in patients with advanced cancer.
KW  - Taxane
KW  - Taxanes
KW  - Kardioonkologie
KW  - Mamma-Karzinom
KW  - Kapillararchitektur
KW  - Immunhistochemie
KW  - Brustkrebs
KW  - Immuncytochemie
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-350722
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TY  - THES
A1  - Nadernezhad, Ali
T1  - Engineering approaches in biofabrication of vascularized structures
T1  - Ingenieurtechnische Ansätze in der Biofabrikation vaskularisierter Strukturen
N2  - Biofabrication technologies must address numerous parameters and conditions to reconstruct tissue complexity in vitro. A critical challenge is vascularization, especially for large constructs exceeding diffusion limits. This requires the creation of artificial vascular structures, a task demanding the convergence and integration of multiple engineering approaches. This doctoral dissertation aims to achieve two primary objectives: firstly, to implement and refine engineering methods for creating artificial microvascular structures using Melt Electrowriting (MEW)-assisted sacrificial templating, and secondly, to deepen the understanding of the critical factors influencing the printability of bioink formulations in 3D extrusion bioprinting.

In the first part of this dissertation, two innovative sacrificial templating techniques using MEW are explored. Utilizing a carbohydrate glass as a fugitive material, a pioneering advancement in the processing of sugars with MEW with a resolution under 100 microns was made. Furthermore, by introducing the “print-and-fuse” strategy as a groundbreaking method, biomimetic branching microchannels embedded in hydrogel matrices were fabricated, which can then be endothelialized to mirror in vivo vascular conditions.

The second part of the dissertation explores extrusion bioprinting. By introducing a simple binary bioink formulation, the correlation between physical properties and printability was showcased. In the next step, employing state-of-the-art machine-learning approaches revealed a deeper understanding of the correlations between bioink properties and printability in an extended library of hydrogel formulations.

This dissertation offers in-depth insights into two key biofabrication technologies. Future work could merge these into hybrid methods for the fabrication of vascularized constructs, combining MEW's precision with fine-tuned bioink properties in automated extrusion bioprinting.
N2  - Biofabrikationstechnologien müssen zahlreiche Parameter und Bedingungen berücksichtigen, um die Komplexität von Gewebe in vitro zu rekonstruieren. Eine entscheidende Herausforderung ist die Vaskularisierung, insbesondere bei großen Konstrukten, die die Diffusionsgrenzen überschreiten. Dies erfordert die Schaffung künstlicher Gefäßstrukturen, eine Aufgabe, die die Konvergenz und Integration verschiedener technischer Ansätze erfordert. Mit dieser Dissertation sollen zwei Hauptziele erreicht werden: erstens die Implementierung und Verfeinerung technischer Methoden zur Herstellung künstlicher mikrovaskulärer Strukturen mit Hilfe des "Melt Electrowriting" (MEW) und zweitens die Vertiefung des Verständnisses der kritischen Faktoren, die die Druckbarkeit von Biotintenformulierungen beim 3D-Extrusions-Bioprinting beeinflussen.

Im ersten Teil dieser Dissertation werden zwei innovative Opferschablonentechniken unter Verwendung von MEW erforscht. Unter Verwendung eines Kohlenhydratglases als flüchtiges Material wurde ein bahnbrechender Fortschritt bei der Verarbeitung von Zuckern mit MEW mit einer Auflösung von unter 100 Mikrometern erzielt. Darüber hinaus wurden durch die Einführung der "Print-and-Fuse"-Strategie als bahnbrechende Methode biomimetische, verzweigte Mikrokanäle hergestellt, die in Hydrogelmatrizen eingebettet sind und anschließend endothelialisiert werden können, um die vaskulären Bedingungen in vivo wiederzugeben.

Der zweite Teil der Dissertation befasst sich mit dem Extrusions-Bioprinting. Durch die Einführung einer einfachen binären Biotintenformulierung wurde die Korrelation zwischen physikalischen Eigenschaften und Druckbarkeit aufgezeigt. Im nächsten Schritt wurde durch den Einsatz modernster Methoden des maschinellen Lernens ein tieferes Verständnis für die Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften der Biotinte und der Druckbarkeit in einer erweiterten Bibliothek von Hydrogelformulierungen gewonnen.

Diese Dissertation bietet tiefe Einblicke in zwei Schlüsseltechnologien der Biofabrikation. Zukünftige Arbeiten könnten diese zu hybriden Methoden für die Herstellung vaskularisierter Konstrukte zusammenführen und dabei die Präzision von MEW mit fein abgestimmten Biotinteneigenschaften im automatisierten Extrusionsbioprinting kombinieren.
KW  - 3D-Druck
KW  - Rheologie
KW  - Maschinelles Lernen
KW  - Bioinks
KW  - Hyrogels
KW  - Valscularization
KW  - Melt Electrowriting
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-345892
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