TY  - THES
A1  - Balling, Horst
T1  - Rekombinantes humanes Bone-Morphogenetic-Protein-7 (rhBMP-7, rhOP-1) ermöglicht die transpedikuläre interkorporelle Spondylodese an der Lendenwirbelsäule des Schafes
T1  - Recombinant human Bone Morphogenetic Protein-7 (rhBMP-7, rhOP-1) enables the Transpedicular Intercorporal Spondylodesis in the Sheep’s Spine
N2  - EINFÜHRUNG: Bisherige Methoden der Behandlung von Wirbelkörperfrakturen machten ein kombiniertes Vorgehen aus anteriorem und posteriorem Zugang zum frakturierten Wirbelkörper erforderlich, um zwei Dinge zu ermöglichen: die Stabilisierung der hinteren Säule durch einen Fixateur interne und die Aufrichtung und Abstützung des gesinterten Wirbels durch Cage-Interposition, Verplattung oder autologe trikortikale Spantransplantation vom Beckenkamm zur Erhöhung der axialen Belastbarkeit im frakturierten Wirbelsäulensegment. Ein bereits in den 80er Jahren entstandenes Konzept eines solitären dorsalen Vorgehens mit transpedikulärem Zugang zur Behandlung der ventralen Säule mittels autologer Spongiosa und dem Vorteil einer verminderten Morbidität durch den Wegfall des zusätzlichen ventralen Vorgehens scheiterte an der fehlenden axialen Belastungsstabilität. Wir testeten im Schafsmodell ein modifiziertes dorsales transpedikuläres Verfahren und untersuchten die Effizienz eines rhOP-1-Hydroxylapatit-Zement-Gemisches gegenüber transplantierter Spongiosa und Hydroxylapatit-Zement hinsichtlich seiner Eignung zur Abstützung der vorderen Säule. METHODIK: Es wurden 36 Schafe einer operativen Verblockung der Lendenwirbel 4-6 mittels Fixateur interne unterzogen und in drei Gruppen zu je 12 Tieren eingeteilt. In Gruppe 1 diente autologe Beckenkammspongiosa zur transpedikulären Auffüllung des pedikuloskopisch ausgeräumten Zwischenwirbelraumes L4/5, in Gruppe 2 wurde der Defekt durch Hydroxylapatit-Zement überbrückt und in Gruppe 3 durch Hydroxylapatit-Zement mit darin mikroverkapseltem rhOP-1. Die ersten beiden Tiere der ersten Gruppe mußten wegen einer primären postoperativen Paraplegie der hinteren Extremitäten getötet werden, so daß in dieser Gruppe noch zehn Tiere für die kommenden Untersuchungen verblieben. Nach 8 postoperativen Wochen wurden die Tiere getötet und die seit der Operation stattgefundenen Veränderungen im aufgefüllten Zwischenwirbelraum L4/5 röntgenologisch, makromorphometrisch und histologisch verglichen. ERGEBNISSE: In Gruppe 1 zeigte sich in einem von zehn Fällen eine einseitige knöcherne Durchbauung, in acht der zehn Fälle eine über das ursprüngliche Niveau der Wirbelkörperendplatten hinausreichende Knochenneubildung oder zumindest Spongiosaintegration, es traten keine Entzündungszeichen in dieser Gruppe auf. In Gruppe 2 wurden eine unilaterale und eine bilaterale Wirbelkörperfusion gefunden, die übrigen zehn Schafe wiesen eine deutliche Zementresorption und –fragmentierung mit steriler Entzündungsreaktion und Osteolysen in vier Fällen auf. Charakteristisch war eine horizontal verlaufende Bruchlinie im intervertebralen Anteil der Zementplombe, die in allen Präparaten zu finden, im Falle der Fusionen allerdings durch Knochenbrücken unterbrochen war. Gruppe 3 präsentierte in vier Fällen unilaterale und in sechs Fällen bilaterale Fusionen, selbst die beiden Präparate ohne Fusion zeichneten sich durch deutliche Knochenneubildung und fehlende Zementresorption oder –fragmentierung bei auch hier vorhandener horizontaler Plombenbruchlinie aus, es fanden sich keine osteolytisch-entzündlichen Veränderungen. DISKUSSION: Die rhOP-1-Hydroxylapatit-Zement-Gruppe erwies sich mit zehn erfolgreichen Fusionen ohne Entzündungsreaktionen somit als deutlich überlegen im Vergleich mit transplantierter Spongiosa (eine Fusion, kein Entzündungsfall) und Hydroxylapatit-Zement ohne rhOP-1 (zwei Fusionen, vier Entzündungsfälle). Die in Gruppe 2 und 3 beobachtete horizontale Bruchlinie in der Zementplombe rührte von einer frühen postoperativen Scherkraftbelastung auf den Zwischenwirbelraum L4/5 und konnte in der dritten Gruppe dank der osteoinduktiven Wirkung des rhOP-1 besser durchbaut werden als in der Hydroxylapatit-Zement-Gruppe ohne rhOP-1, in der die alleinige osteokonduktive Wirkung des Knochenzements eine rasche Wirbelkörperfusion nicht herbeiführen konnte. Stattdessen trat in einigen Fällen trotz primärer axialer Belastungsstabilität des Zementes wegen der fehlenden beschleunigten Biointegration des Hydroxylapatits eine deutliche Zementplombenfragmentierung mit nachfolgender steriler Entzündungsreaktion auf. ZUSAMMENFASSUNG: Es konnte also unter Vermeidung eines zusätzlichen ventralen Vorgehens mit einem transpedikulären dorsalen Verfahren mittels einer Kombination aus primär axial belastungsstabilem Hydroxylapatit-Zement und osteoinduktiv wirksamem rhOP-1 in zehn von zwölf Fällen und damit signifikant häufiger als mit den Vergleichsverfahren nach acht postoperativen Wochen eine Wirbelkörperfusion im Schafsmodell herbeigeführt werden.
N2  - INTRODUCTION: Methods for the treatment of thoracolumbar burst fractures usually combine anterior with posterior approaches to the fractured vertebra to provide two features: stabilization of the posterior column by dorsal instrumentation with an internal fixator and long-term correction of the loss of height in the sagittal profile by cage interposition, anterior plating systems or autologous tricortical strut-graft from the iliac crest to increase axial load bearing capacities in the fractured vertebra. In the eighties, a concept was developed to treat the anterior column with autologous bone by a transpedicular approach. The great advantage of this method was the reduced morbidity with the avoidance of an additional anterior approach to the injured vertebra. Unfortunately, autograft could not provide sufficient stability for axial loading. We tested a modified dorsal transpedicular procedure in sheep and investigated the efficacy of a rhOP-1 enhanced hydroxyapatite cement versus transplanted autologous bone and hydroxyapatite cement as to providing sufficient stability for the anterior column. METHODS: 36 sheep underwent posterior lumbar instrumentation from L4 to L6, transpedicular removal of the intervertebral disc L4/5 and transpedicular augmentation with either autologous bone (group 1), hydroxyapatite cement (group 2) or rhOP-1 enhanced hydroxyapatite cement (group 3). In the first group, ten cases could be evaluated after the first two animals had to be sacrificed due to postoperative paraplegia of the dorsal limbs. Groups 2 and 3 consisted of 12 animals each. The sheep were sacrificed at eight weeks post-op, and the explanted spine segments L4-6 were examined radiologically, makromorphometrically and histologically. RESULTS: In the first group, unilateral osseous bridging over the intervertebral gap was seen in 1/10 cases, 8/10 cases showed new bone formation exceeding the genuine vertebral end plate or – at least – bony integration of the autograft. No inflammatory reactions were seen. The second group presented an unilateral and a bilateral vertebral fusion, 10/12 cases showed gross resorption and cement fragmentation with osteolysis and sterile inflammatory reactions in four cases. Characteristically, a horizontal fracture line could be observed in the intervertebral part of the cement, discontinuous only in the two fused cases because of bony bridging. In the third group, successful vertebral fusion could be found in 10/12 cases (4 unilateral, 6 bilateral), even the remaining two specimen witnessed high-level bone formation and a lack of cement resorption or fragmentation, but showed the horizontal fracture line, as well. No osteolytic or inflammatory reactions were found. DISCUSSION: The rh-OP-1 enhanced hydroxyapatite cement with 10/12 fusions and no inflammatory reactions was far superior to autograft (1/10 fusion, no inflammatory reactions) and hydroxyapatite alone (2/12 fusions, 4 cases of inflammatory reactions). The horizontal fracture line described in group 2 and 3 resulted from early postoperative sheer forces. Due to its osteoinductive effects, rhOP-1 accelerated biointegration of the cement, whereas the osteoconductive effects of the hydroxyapatite cement alone could not prevent from fragmentation, resorption of the cement and inflammatory reaction despite the cement’s primary stability for axial loading. CONCLUSION: Transpedicular lumbar interbody fusion (TLIF) with a composite of primarily stable axial load bearing hydroxyapatite cement and osteoinductive rhOP-1 showed successful fusion in 10/12 cases at eight weeks post-op in a sheep model and avoided the morbidity of an additional anterior approach to the injured vertebra along with the complications of harvesting iliac crest bone.
KW  - Lendenwirbelsäule
KW  - BMP
KW  - transpedikulär
KW  - Spondylodese
KW  - Schaf
KW  - lumbar spine
KW  - BMP
KW  - transpedicular
KW  - spondylodesis
KW  - sheep
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6675
ER  - 
TY  - THES
A1  - Jovcic, Alexander
T1  - Applications of aerobic and anaerobic bacteria in the fields of biological degradation of contaminants and biological wastewater treatment
T1  - Applikation von aeroben und anaeroben Bakterien in den Bereichen biologischer Schadstoffabbau und biologische Abwasserreinigung
N2  - In the work here presented four distinctly different problems were investigated. The first problem was an investigation into the degradation of Dichloroethylene (DCE) and 1,1-bis (p-Chlorophenyl)-2-dichloroethylene (DDE) utilising pure bacterial cultures. The second investigation dealt with the degradation of DDE and polychlorinated Biphenyl’s (PCB’s) utilising anaerobic sediments and soils from New Zealand. The third investigation worked on the Granulation of anaerobic River-sediments in Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) Reactors. The last investigation describes the commissioning of an industrial aerobic Wastewater Treatment Plant and the Implementation of biological Nitrogen- and Phosphate removal in this Wastewater Treatment Plant. Since the chemical Structure of DCE and DDE have certain similarities, Bacteria that were capable of degrading DCE, were tested here, whether they would also be able to degrade DDE utilising a co-metabolic pathway. In the experiments the aerobic bacteria Methylosinus trichosporium and Mycobacterium vaccae and the anaerobic bacteria Acetobacterium woodii and Clostridium butyricum were used. Approximately 60% of the added DCE was degraded by M. vaccae, while M. trichosporium degraded approximately 50%. A. woodii and C. butyricum degraded 40% and 30% respectively of the added DCE. Further experiments with these cultures and DDE lead to a microbial degradation of DDE to an extent of 34.6% for M. vaccae, 14.1% for C. butyricum, 2.2% for A. woodii and 10.5% for M. trichosporium. Additional experiments, utilising [14C]-DDE, showed that the DDE had not been degraded but were attached to the bacterial cells. The second investigation utilised anaerobic soils and sediments from New Zealand to study the anaerobic co-metabolic degradation of DDE and PCB’s. The soils and sediments originated from the River Waikato, from Wastewater Ponds in Kinleith, Marine-Sediments from Mapua, and a variety of soils comtaminated with Pentachlorophenyl (PCP). The cultures from these soils and sediments were raised on a variety of Carbon- and Energy-sources. Beside DDE, Aroclor 1260, and a mix of four pure PCB-Congeneres (one Tetra-, one Hexa, one Hepta- and one Deca-Chlorobiphenyl) were used to test for the reductive dechlorination. The cultivation process of the baceria lasted six months. Samples of the cultures were taken after zero, three and six months. These samples were tested for the increase of cell-protein, the degradation of carbon- and energy-sources, and the removal of the added polychlorinated chemicals. The organochlorines were analysed using reversed phase HPLC and FID-GC. When a change in the Chromatogram was detected the respective cultures were further analysed using ECD-GC and GC-MS. The results showed that the culutres grew under these conditions, but no degradation of DDE and the PCB-Mix could be detected, and only small changes in the composition/chromatograms of Aroclor 1260 were found. The third investigation worked on the Granulation of River-Sediments in UASB-Reactors. Sediments from the River Waikato in New Zealand and the River Saale in Germany were used. In both cases the Granulation process was successful, which was demonstrated by microscopic comparisons of the Sediments and the resulting Granules. The two main bacterial cultures detected were Methanosarcina- and Methanothrix-like cultures. The main carbon- and energy-source was Lactic Acid, which was used at a concentration of 21,8 g COD/L. The Granulation-Process was a combination of using high a COD-Concentration combined with a low Volumetric Loading-Rate. Comparisons of the specific degradation-rates of a variety of carbon- and energy-sources between the Sediments and the Granules, showed no increased degradation rates in regard to the same cell-mass, but the increased bio-mass in the Granules allowed for higher degradation-rates within the UASB-reactors. The fourth investigation describes the commissioning of an industrial Wastewater Treatment Plant for a Dairy-Site in Edendale, Southland, New Zealand. This Plant consists of a DAF-Unit (Dissolved Air Flotation), two Extended Aeration Lagoons with Activated Sludge and two Clarifiers, one for the Activated Sludge and the second for the dosing of Aluminium-Sulphate and the removal of Phosphat-Sulphate. Biological processes for the removal of carbon- and energy-sources were optimised and biological processes for the reduction of Nitrogen- and Phosphate-Concentrations within the wastewater were implemented and optimised. Bilogical removal rates for COD of 95% and above, for Nitrogen of 85-92% and Phosphate of 64-83% were achieved.
N2  - In der hier vorgelegten Arbeit wurden vier distinkt verschiedene Probleme untersucht. Das erste Problem war die Untersuchung in den Abbau von Dichloroethylene (DCE) und 1,1-bis (p-chlorophenyl)-2-dichloroethylene (DDE) mithilfe von reinen bakteriellen Kulturen. Die zweite Untersuchung beschaeftigte sich mit dem Abbau von DDE und polychlorinierten Biphenylen (PCB’s) mithilfe von anaeroben Sedimenten und Erden aus New Zealand. Die dritte Untersuchung behandelt die Granulation von anaeroben Fluss-sedimenten in Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) Reaktoren. Die letzte Untersuchung behandelt das Anfahren einer industriellen aeroben Abwasser-anlage und die Implementierung von biologischem Stickstoff- und Phosphat-abbau in dieser Abwasser-anlage. Da die chemische Struktur von DCE und DDE gewisse Aehnlichkeiten besitzt, wurden hier wurden Bakterien untersucht, die in der Lage sind DCE abzubauen, ob diese DDE in einer cometabolischen Reaktion abbauen koennen. In den Experimenten wurden die aeroben Bakterien Methylosinus trichosporium und Mycobacterium vaccae und die anaeroben Bakterien Acetobacterium woodii und Clostridium butyricum benutzt. Ungefaehr 60% des hinzugefuegten DCE’s wurde von M. vaccae abgebaut, whaerend M. trichosporium ca 50% abbaute. A. woodii und C. butyricum bauten jeweils 40% und 30% des zugefuegten DCE’s ab. Weiterfuehrenden Experimente mit den obigen Kulturen und zugefuegtem DDE fuehrte zu einem mikrobiologischen Abbau von DDE in den Kulturen von 34.6% fuer M. vaccae, 14.1% fuer C. butyricum, 12.2% fuer A. woodii und 10.5% fuer M. trichosporium. Weitere Experimente, bei denen [14C]-DDE benutzt wurde, ergaben, dass das DDE nicht abgebaut worden war, sondern es stellte sich heraus, dass das DDE an die Bakterienzellen angelagert worden war. Die zweite Untersuchung benutzte anaerobe Erden und Sedimente aus New Zealand um den anaeroben cometabolischen Abbau von DDE und PCB’s zu studieren. Die Erden und Sedimente stammten von dem Fluss Waikato, aus Abwasser-Teichen in Kinleith, Meeresboden-Sedimenten aus Mapua, und verschiedene Erden die mit Pentachlorophenyl (PCP) kontaminiert waren. Die Kulturen aus diesen Erden und Sedimenten wurde mit verschiedenen Kohlenstoff- und Energie-Quellen aufgezogen. Neben DDE wurden Aroclor 1260 und ein Mix aus vier reinen PCB-Congeneren (ein Tetra-, ein Hexa, ein Hepta- und ein Deca-Chlorobiphenyl) fuer die reduktive Dechlorinierung benutzt. Die Aufzucht der Bakteria dauert sechs Monate, Proben wurden am Start der Kultivierung, nach drei und nach sechs Monaten genommen. Diese Proben wurden fuer die Veraenderung des Zellproteins, den Abbau der Kohlenstoof- und Energie-Quellen, und das Verschwinden der zugefuegten polychlorinierten Chemikalien ananlysiert. Die Organochlorine wurden mithilfe von reversed HPLC und dann FID-GC untersucht. Wenn eine Veraenderung in den Chromatogrammen auftrat wurden die entsprechenden Kulturen mithilfe von ECD-GC und GC-MS weitergehend untersucht. Die Resultate zeigten ein wachsen der Kulturen an, aber keinen Abbau von DDE und dem PCB-Mix, und nur geringe Veraenderungen der Komposition von Aroclor 1260. Die dritte Untersuchung befasste sich mit der Granulierung von anaeroben Fluss-sedimenten in UASB Reaktoren. Dafuer wurden Sedimente von dem Waikato in New Zealand und der Saale in Deutschland benutzt. In beiden Faellen war die Granulation erfolgreich, was durch mikroskopische Vergleiche von den Sedimenten und den Granules festgestellt werden konnte. Die zwei hauptsaechlichen Bakterien Kulturen waren Methanosarcina und Methanothrix aehnliche Kulturen. Die Haupt-Kohlenstoff- und Energie-Quelle war Lactic Acid und wurde mit einer Konzentration von 21,8 g COD/L verwendet. Der Granulations-Prozess war eine Kombination von einer hohen COD-Konzentration verbunden mit einer niedrigen volumetrischen Ladungs-Rate. Vergleiche der spezifischen Abbauraten von verschiedenen Kohlenstoff- und Energie-Quellen zwischen den Sedimenten und den Granules, ergab keine erhoehten Abbauraten in Bezug auf die gleiche Zellmasse, aber die erhoehte Biomasse in den Granules sorgt fuer groessere Abbauraten in den UASB Reaktoren. Die vierte Untersuchung befasste sich mit dem Anfahren einer industriellen Abwasser-Anlage fuer eine Molkerei in Edendale, Southland, New Zealand. Diese Anlage besteht aus einer DAF-Unit (Dissolved Air Flotation), zwei Abwasser-Teichen mit aktiver Schlammbehandlung und zwei Klaerbecken, eines fuer die Aktiv-Schlamm-Beseitigung und das zweite fuer die Dosierung von Aluminiumsulphat und die Entfernung von Phosphat-Sulphat. Biologische Verfahren zum Abbau von Kohlenstoff-Verbindugen wurden optimiert und biologische Verfahren zur Verringerung von Stickstoff- und Phospaht-Konzentrationen im Abwasser wurden implementiert und optimiert. Biologische Abbau-Raten fuer COD von ueber 95%, fuer Stickstoff 85-92% und Phosphat 64-83% wurden erreicht.
KW  - Biologische Abwasserreinigung
KW  - Bakterien
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6702
ER  - 
TY  - THES
A1  - Krüger, Reinhard
T1  - Pyrolyse- und Sinterverhalten Sol-Gel-abgeleiteter Al2O3-YAG-Fasern
T1  - Pyrolysis and Sintering Behavior of Sol–Gel-Derived Al2O3-YAG Fibers
N2  - Nichtwäßrige Sol-Gel-Vorstufen, die zu einem Mischgefüge aus Al2O3 und YAG führen (Volumenverhältnis 45 : 55), wurden zu Fasern versponnen, in unterschiedlichen Atmosphären pyrolysiert und abschließend gesintert. Die strukturelle Ent-wicklung während der Pyrolyse der Gel-Fasern wurde in Abhängigkeit von Pyrolysetemperatur (200-850 °C) und -atmosphäre beschrieben. Die Zusammenhänge zwischen den mittels der Pyrolyseparameter variierten amorphen Strukturen und dem daraus resultierenden Kristallisations- und Sinterverhalten sowie den mechanischen Fasereigenschaften wurden gezeigt. Die isotropen Gel-Fasern sind frei von Poren und weisen lokal regelmäßig angeordnete, organische Domänen mit mittleren Abständen von 2 nm innerhalb des anorganischen Matrixgerüsts auf. Während der Pyrolyse auftretende Strukturveränderungen hängen stark von der Atmosphäre und der Temperatur ab. In Luft- und Sauerstoffatmosphäre trat ab 600 °C innerhalb der Fasern lokal eine Kristallisation von YAG und Korund in Form kugeliger Bereiche auf, die zum Bruch der Fasern bereits während der Pyrolyse führten. Die Abgabe organischer Bestandteile erfolgte bei Pyrolyse in Stickstoff im wesentlichen zwischen 300 °C und 500 °C, blieb jedoch auch bei höheren Temperaturen unvollständig. In Wasserdampf-Atmosphäre kam es durch Hydrolysereaktionen zwischen 250 °C und 385 °C zu einer verbesserten Abgabe der organischen Bestandteile. Der Kohlenstoffgehalt sinkt bei 385 °C unter 2 Masse-%. Werden dem Wasserdampf saure Gase wie z.B. Stickoxide zugesetzt, wird um 200 °C die Hydrolyse und Abgabe der Organik zusätzlich verstärkt. Nach Pyrolyse in Stickstoff oder wasserhaltigen Atmosphären blieben die Fasern amorph. Bei Pyrolyse in Stickstoff war die Struktur der Fasern porenfrei, wobei die organischen Pyrolysatreste wie in den Gel-Fasern als regelmäßig angeordnete, isolierte Bereiche innerhalb einer anorganischen Matrix vorlagen. In Wasserdampf bildete sich ab 250 °C aus den organischen Domänen eine geordnete Porenstruktur, die sich mit ansteigender Temperatur vergröberte. Auch in der aus verdampfter Salpetersäure erzeugten Atmosphäre bildeten sich Poren. Die Porendurchmesser und spezifischen Oberflächen der Fasern blieben jedoch geringer als in reinem Wasserdampf. In dem anorganischen Matrixgerüst änderten sich durch die Pyrolyse die Koordinationsverhältnisse der Al-Ionen. Ausgehend von der mehrheitlich 6-fachen Koordination in den Gel-Fasern kam es zunehmend zur Umlagerung in die 4- und 5-fache Koordination. Bei Pyrolyse in reinem Wasserdampf war diese Koordinationsveränderung deutlich schwächer ausgeprägt als in Stickstoff oder der Atmosphäre aus verdampfter Salpetersäure. Während der Sinterung treten intermediär gamma-Al2O3 und hexagonales YAlO3 als metastabile Phasen vor der Kristallisation von YAG auf. Mit der Kristallisation von Korund schließt die Phasenbildung der Al2O3-YAG-Fasern je nach vorangegangener Pyrolysebehandlung zwischen 1275 °C und 1315 °C ab. Die Abweichungen in der Kristallisationstemperatur bzw. Keimbildungsdichte von Korund und im Sinterverhalten ließen sich auf die Unterschiede in den amorphen Strukturen der pyrolysierten Fasern zurückführen. Hohe Anteile 6-fach koordinierter Al-Ionen und eine zu hohen spezifischen Oberflächen führende, feine Porosität erwiesen sich als günstige Strukturmerkmale für pyrolysierte Fasern. Die dabei entstandenen feinkörnigen, homogenen Gefüge konnten dicht gesintert werden und hatten die höchsten Festigkeiten und E-Moduln. Kohlenstoffgehalte bis zu 2 Masse-% wirkten sich in den offenporigen Zwischenprodukten nicht negativ auf das Sinterverhalten aus. In dieser Arbeit wurde gezeigt, daß die Kristallisation der Sol-Gel-abgeleiteten Fasern und damit auch die Ausbildung der keramischen Gefüge in entscheidendem Maße von den Pyrolysebedingungen abhängen. Bei einheitlicher Synthese der Gel-Fasern lassen sich durch die Pyrolysebehandlung unterschiedliche Strukturen in den amorphen Zwischenprodukten einstellen, die durch ihre spezifisches Kristallisations- und Sinterverhalten zu unterschiedlichen keramischen Gefügen in den Fasern führen. Die Optimierung der Gefüge vorstufenabgeleiteter Keramiken durch Zusatz von Keimen ("Seeding") ist seit längerem bekannt. In Ergänzung dazu bietet die gezielte Wahl der Pyrolysebedingungen eine weitere Möglichkeit zur Steuerung der Gefügeausbildung in Sol-Gel-Keramiken.
N2  - Ceramic fibers of Al2O3-YAG composition (volume ratio 45 : 55) were prepared by spinning non-aqueous sol-gel precursors to fibers which were then pyrolyzed in various atmospheres and finally sintered. Structural development of the gel fibers upon pyrolysis at temperatures between 200 °C and 850 °C was described for different atmospheres. Variation of pyrolysis conditions lead to different amorphous structures. A correlation between the amorphous structures and their crystallization and sintering behavior as well as mechanical fiber properties could be established. The gel fibers have an isotropic, pore-free structure which is characterized by an inorganic matrix that contains organic domains in a locally ordered arrangement with mean distances of 2 nm. Alteration of this structure strongly depends on the type of atmosphere and temperature during pyrolysis. In air and oxygen above 600 °C local, spherulitic crystallization of YAG and corundum occurs within the fibers and leads to fracture of the fibers. In nitrogen, organic constituents are mainly removed between 300 and 500 °C, but residues remain even at higher temperatures. Water vapor hydrolyses organic constituents and enhances their release at 200-385 °C. Thus carbon contents drops below 2 wt.-% at 385 °C. Additional acceleration of hydrolysis at ~200 °C can be achieved by addition of acidic gases like nitric oxide to the moist atmosphere. The structure of fibers pyrolysed in nitrogen or moist atmospheres remains amorphous. After pyrolysis in nitrogen the fibers are pore-free and the organic residues still appear as locally ordered domains within an inorganic matrix. In water vapor from 250 °C on, the release of organics leads to the formation of ordered micropores that coarsen with further increasing temperature. In the atmosphere of evaporated nitric acid, pores form too, but pore sizes and specific surface areas of the fibers are lower than in pure water vapor. The coordination of Al-ions in the inorganic network is altered by pyrolysis. Gel fibers mainly contain 6-fold coordinated Al-ions. With increasing temperature a rearrangement of part of the octahedrally coordinated Al-ions to 4- and 5-fold coordination was observed. While this rearrangement was only weakly pronounced for fibers pyrolysed in water vapor, in nitrogen or the atmosphere that was derived from evaporated nitric acid a significantly higher proportion of 6-fold coordinated Al-ions rearranged to lower coordination numbers. During the sintering process gamma-Al2O3 and hexagonal YAlO3 are formed as intermediate metastable phases prior to the crystallization of YAG. Formation of crystalline phases in the Al2O3-YAG fibers completes with the crystallization of corundum at 1275 to 1315 °C depending on pyrolysis conditions. Differences in crystallization temperature and nucleation density of corundum were put down the structural features of pyrolysed, amorphous fibers. A high proportion of 6-fold coordinated Al-ions and a high specific surface caused by fine pores revealed as favorable characteristics of low corundum crystallization temperature and high nucleation density. Such fibers could be fully densified resulting in the highest strength and Young's moduli in the ceramic fibers. Carbon contents up to 2 wt.-% were not deleterious to the densification of pyrolysed fibers with an open porous structure. The results presented in this study show that crystallization and microstructural evolution of sol-gel derived ceramic fibers critically depend on pyrolysis conditions. Different amorphous structures that lead to altered ceramic microstructures can be obtained from uniformly synthesized gel fibers by variation of pyrolysis conditions. Seeding is a well known process for the microstructural optimization of precursor derived ceramics. As a supplement the choice of suitable pyrolysis conditions is a further tool for the microstructure control in sol-gel ceramics.
KW  - Keramikfaser
KW  - Sol-Gel-Verfahren
KW  - Pyrolyse
KW  - Kristallisation
KW  - Sintern
KW  - Mechanische Eigenschaft
KW  - Korund
KW  - YAG
KW  - Mikrostruktur
KW  - Pyrolyse
KW  - Struktur
KW  - Sol-Gel
KW  - Faser
KW  - Al2O3
KW  - pyrolysis
KW  - structure
KW  - sol-gel
KW  - fiber
KW  - Al2O3
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6827
ER  - 
TY  - THES
A1  - Horn, Ulrich
T1  - Hämochromatose assoziierte Mutationen bei Kranken und Gesunden
T1  - Hemochromatosis associated mutations
N2  - Ziel der Arbeit ist es, die Bedeutung der C282Y und H63D Mutation in der Pathogenese der hereditären Hämochromatose und ihre Verteilung, insbesondere in der Region Unterfranken darzustellen. Die oben genannten Mutationen des HFE-Gens beeinflussen den Transferrinrezeptor an der vasalen Seite der Enterozyten. Über vermehrte Eisennabschöpfung wird diesen ein scheinbarer Eisenmangel vorgetäuscht, dem sie durch maximale Steigerung ihrer Eisenresorption entgegenwirken. Das überschüssige Eisen reichert sich in allen parenchymalen Zellen an und bewirkt durch Beeinträchtigung der funktionellen / strukturellen Zelleigenschaften die bekannten Auswirkungen des Krankheitsbildes mit letztendlich letalem Ausgang. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie sprechen in Einklang mit internationalen Studien für die große Bedeutung der C292Y-Mutation in der Pathogenese der primären Hämochromatose, vor allem in homozygoter, aber auch in compound heterozygoter Form mit der H63D-Mutation. Die C282Y Mutation war im Erbgut Hämochromatosekranker (76,3%) signifikant häufiger anzutreffen als in der klinisch gesunden Kontrollgruppe (4,5%). Die Compound Heterozygotie scheint in Unterfranken eine besondere Rolle zu spielen. Über 20% der histologisch gesicherten Erkrankten trugen diese Mutationskombination in ihrem Erbgut. Während die Penetranz global zwischen 0,5 und 1,5% liegt, überraschte sie in Unterfranken mit 4,5%. Sowohl die Homozygotie C282Y als auch die Compound Heterozygotie mit H63D korrelierte mit Klinik, Symptomatik und den bekannten Laborparametern des Eisenstoffwechsels. Die vorliegende Arbeit bekräftigt durch den hohen Anteil der C282Y Mutation bei Hämochromatosekranken und Gesunden in Unterfranken den Verdacht auf einen keltischen Ursrung der C282Y Mutation. Anhand von Familienuntersuchungen konnte der bekannte autosomal rezessive Erbgang nachvollzogen werden. Therapie der Wahl ist eine frühzeitige Eisenentspeicherung durch konsequente Aderlaßtherapie. Der entscheidende Wert der Genotypisierung liegt in der frühen Diagnose und somit Behandlungsmöglichkeit der Erkrankung vor der Entwicklung ihrer fatalen Komplikationen.
N2  - This script shows an analysis of C282Y and H63D in the population and patients with hereditary hemochromatosis in the area of Unterfranken / Bavaria. The C282Y mutation was signifikant (76,3%) in patients, in the population only 4,5%. Over 20% of the pations were compound heterozygot C282Y / H63D. The penetrance was exspecially high (4,5%).
KW  - Hämochromatose
KW  - HFE-Gen
KW  - Mutation
KW  - Unterfanken
KW  - hemochromatosis
KW  - hereditary hemochromatosis
KW  - hfe-gen
KW  - hla-mapping
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6474
ER  - 
TY  - THES
A1  - Groß, Michaela
T1  - Genomic changes in Fanconi anemia: implications for diagnosis, pathogenesis and prognosis
T1  - Genomische Veränderungen bei Fanconi-Anämie
N2  - Fanconi anemia (FA) is a genetically and phenotypically heterogenous autoso- mal recessive disease associated with chromosomal instability, progressive bone marrow failure, typical birth defects and predisposition to neoplasia. The clinical phenotype is similar in all known complementation groups (FA-A, FA-B, FA-C,FA-D1, FA-D2, FA-E, FA-F and FA-G). The cellular phenotype is characterized by hypersensitivity to DNA crosslinking agents (MMC,DEB), which is exploited as a diagnostic tool. Alltogether, the FA proteins constitute a multiprotein pathway whose precise biochemical function(s) remain unknown. FANCA, FANCC, FANCE, FANCF and FANCG interact in a nuclear complex upstream of FANCD2. Complementation group FA-D1 was recently shown to be due to biallelic mutations in the human breast cancer gene 2 (BRCA2). After DNA damage, the nuclear complex regulates monoubiquitylation of FANCD2, result- ing in targeting of this protein into nuclear foci together with BRCA1 and other DNA damage response proteins. The close connection resp. identity of the FA genes and known players of the DSB repair pathways (BRCA1, BRCA2, Rad51) firmly establishs an important role of the FA gene family in the maintenance of genome integrity. The chapter 1 provides a general introduction to the thesis describing the current knowledge and unsolved problems of Fanconi anemia. The following chapters represent papers submitted or published in scientific literature. They are succeeded by a short general discussion (chapter 7). Mutation analysis in the Fanconi anemia genes revealed gene specific mutation spectra as well as different distributions throughout the genes. These results are described in chapter 1 and chapter 2 with main attention to the first genes identified, namely FANCC, FANCA and FANCG. In chapter 2 we provide general background on mutation analysis and we report all mutations published for FANCA, FANCC and FANCG as well as our own unpublished mutations until the year 2000. In chapter 3 we report a shift of the mutation spectrum previously reported for FANCC after examining ten FA-patients belonging to complementation group C. Seven of those patients carried at least one previously unknown mutation, whereas the other three patients carried five alleles with the Dutch founder mu- tation 65delG and one allele with the Ashkenazi founder mutation IVS4+4A>T, albeit without any known Ashkenazi ancestry. We also describe the first large deletion in FANCC. The newly detected alterations include two missense mu- tations (L423P and T529P) in the 3´-area of the FANCC gene. Since the only previously described missense mutation L554P is also located in this area, a case can be made for the existence of functional domain(s) in that region of the gene. In chapter 4 we report the spectrum of mutations found in the FANCG gene com- piled by several laboratories working on FA. As with other FA genes, most muta- tions have been found only once, however, the truncating mutation, E105X, was identified as a German founder mutation after haplotype analysis. Direct compar- ison of the murine and the human protein sequences revealed two leucine zipper motifs. In one of these the only identified missense mutation was located at a conserved residue, suggesting the leucine zipper providing an essential protein-protein interaction required for FANCG function. With regard to genotype-phenotype correlations, two patients carrying a homozygous E105X mutation were seen to have an early onset of the hematological disorder, whereas the missense mutation seems to lead to a disease with later onset and milder clinical course. In chapter 5 we explore the phenomenon of revertant mosaicism which emerges quite frequently in peripheral blood cells of patients suffering from FA. We de- scribe the types of reversion found in five mosaic FA-patients belonging to com- plementation groups FA-A and FA-C. For our single FA-C-patient intragenic crossover could be proven as the mechanism of self-correction. In the remaining four patients (all of them being compound heterozygous in FANCA), either the paternal or maternal allele has reverted back to WT sequence. We also describe a first example of in vitro phenotypic reversion via the emergence of a compensat- ing missense mutation 15 amino acids downstream of the constitutional mutation explaining the MMC-resistance of the lymphoblastoid cell line of this patient. In chapter 6 we report two FA-A mosaic patients where it could be shown that the spontaneous reversion had taken place in a single hematopoietic stem cell. This has been done by separating blood cells from both patients and searching for the reverted mutation in their granulocytes, monocytes, T- and B-lymphocytes as well as in skin fibroblasts. In both patients, all hematopoietic lineages, but not the fibroblasts, carried the reversion, and comparison to their increase in erythrocyte and platelet counts over time demonstrated that reversion must have taken place in a single hematopoietic stem cell. This corrected stem cell then has been able to undergo self-renewal and also to create a corrected progeny, which over time repopulated all hematopoietic lineages. The pancytopenia of these patients has been cured due to the strong selective growth advantage of the corrected cells in vivo and the increased apoptosis of the mutant hematopoietic cells.
N2  - Fanconi Anämie (FA) stellt eine sowohl genetisch als auch phänotypisch hetero- gene, autosomal rezessive Erkrankung dar. Charakteristische Merkmale dieser Erkrankung sind die chromosomale Instabilität, ein fortschreitendes Knochen- marksversagen, multiple kongenitale Abnormalitäten und eine Prädisposition zu diversen Neoplasien. Dieser klinische Phänotyp ist bei allen bisher bekannten Komplementationsgruppen (FA-A, FA-B, FA-C, FA-D1, FA-D2, FA-E, FA-F and FA-G) ähnlich, ebenso wie der zelluläre Phänotyp, der durch Hy- persensitivität zu DNA-quervernetzenden Substanzen, wie MMC und DEB, gekennzeichnet ist. Diese Hypersensitivität wird dementsprechend in der FA-Diagnostik verwandt. Alle FA-Proteine arbeiten in einem "Multiprotein- Pathway" zusammen, dessen exakte biochemische Funktion noch nicht geklärt ist. FANCA, FANCC, FANCE, FANCF und FANCG interagieren in einem nukleären Komplex, der nach DNA-Schädigung die Monoubiquitylierung von FANCD2 reguliert, woraufhin man FANCD2 zusammen mit BRCA1 und anderen DNA-Reparaturproteinen in nukleären Foci detektieren kann. Die Komplemen- tationsgruppe FA-D1 wurde kürzlich biallelischen Mutationen im menschlichen Brustkrebsgen BRCA2 zugeordnet. Die enge Verbindung zwischen den FA- Genen und den Doppelstrangbruch(DSB)-Reparaturgenen (BRCA1, BRCA2, Rad51) deutet auf eine wichtige Rolle der FA-Genfamilie in der Erhaltung der genomischen Stabilität hin. Kapitel 1 gibt eine allgemeine Einleitung dieser Promotionsarbeit. Es liefert Hintergrundinformationen zu Fanconi Anämie basierend auf Publikationen bis einschließlich Mai 2002. In den darauffolgenden Kapiteln 2-6 sind eigene Veröf- fentlichungen zur Fanconi Anämie wiedergegeben, die entweder schon publiziert oder zur Veröffentlichung eingereicht worden sind. Zusätzlich zu den Diskussionsabschnitten in den einzelnen Veröffentlichungen werden diese fünf Arbeiten in Kapitel 7 kurz gemeinsam diskutiert. Die Mutationsanalyse in den diversen FA-Genen lieferte genspezifische Mutations- spektren sowie genspezifische Mutations-Verteilungen. Diese werden in Kapitel 1 und 2 beschrieben, wobei Kapitel 2 nur auf die zuerst entdeckten FA-Gene, FANCC, FANCA und FANCG, eingeht. In Kapitel 2 werden allgemeine Hinter- grundinformationen zur Mutationsanalyse geliefert und alle bis zum Jahr 2000 für FANCA, FANCC und FANCG publizierten Mutationen sowie unsere eigenen bis dato unveröffentlichten Veränderungen dargestellt. In Kapitel 3 berichten wir über eine bemerkenswerte Verschiebung des bisher beschriebenen FANCC-Mutationsspektrums. Von den zehn von uns untersuchten FA-C-Patienten trugen acht zumindest eine neue Mutation, wohingegen die drei restlichen Patienten fünf 65delG-Allele und ein IVS4+4A>T-Allel besaßen. Inter- essanterweise fanden wir auch erstmals große Deletionen im FANCC-Gen, deren Existenz bisher nur für FANCA beschrieben war. Weiterhin werden zwei bisher nicht bekannte Missense Mutationen (L423P und T529P) im 3´-Bereich des Gens beschrieben. In dieser Region findet sich auch der bisher einzige pathogene Aminosäureaustausch, L554P, was auf die Existenz einer funktionellen Domäne in dieser Genregion hindeutet. Außerdem scheinen unsere neu detektierten Muta- tionen vielmehr verstreut im Gen vorzuliegen als dies bisher angenommen worden war. Denn die bisher beschriebenen Veränderungen betreffen vor allem den Exon-bereich 5-6 sowie das amino- und carboxyterminale Ende von FANCC. Kapitel 4 beschreibt das Mutationsspektrum für FANCG, zusammengetragen von verschiedenen FA-Arbeitsgruppen. Wie in den anderen FA-Genen traten die meisten Mutationen auch hier nur einmal auf. Allerdings konnte die trunkierende Mutation, E105X, nach einer Haplotyp-Analyse als deutsche Gründermutation beschrieben werden. Ein direkter Vergleich der Proteinsequenzen von Men- sch und Maus ergab Hinweise auf konservierte Genabschnitte sowie auf zwei Leuzin-Zipper-Motive. Die einzige beschriebene Missense Mutation befindet sich in einem konservierten Bereich eines dieser beiden Leuzin-Zipper, was auf eine wichtige Rolle dieses Motivs für FANCG in Bezug auf Protein-Protein- Interaktionen schließen läßt. Obwohl die Anzahl der Patienten mit vergleichbaren Mutationen zu gering für statistisch signifikante Aussagen war, so fiel doch auf, dass bei den beiden Patienten mit einer homozygoten E105X-Mutation wesentlich früher hämatologische Probleme auftraten als bei dem Patienten mit der heterozygoten Missense Mutation, für den ein milder klinischer Verlauf sowie ein späteres Einsetzen hämatologischer Probleme berichtet wurde. Kapitel 5 und 6 behandeln das Phänomen des reversen Mosaizismus, der sehr häu- fig im Blut von FA-Patienten zu diagnostizieren ist. In Kapitel 5 beschreiben wir die Reversionsmechanismen von fünf Patienten, von denen einer der Komplemen- tationsgruppe C und die anderen vier der Komplementationsgruppe A angehören. Der Mechanismus, welcher der Selbstkorrektur des FA-C-Patienten zugrunde lag, konnte als intragene Rekombination definiert werden. Bei den verbleibenden vier compound heterozygoten FA-A-Patienten war jeweils eine Rückmutation zum Wildtyp auf dem mütterlichen bzw. väterlichen Allel ursächlich für die phäno- typische Gesundung der Blutzellen. Desweiteren beschreiben wir eine in vitro-Reversion in der lymphoblastoiden Linie eines unserer Patienten erstmals den Mechanismus einer sekundären Missense Mutation 15 Aminosäuren nach der kon- stitutionellen Mutation. Diese "kompensatorische" Mutation ist für die MMC- Resistenz der Zellinie verantwortlich. 4 von 5 der untersuchten Mosaik-Patienten zeigten eine eindeutige Verbesserung ihrer Blutwerte. Die Diagnose "Mosaizis-mus" verbessert offenbar die Prognose des Krankheitsbildes vor allem dann, wenn die Reversion eines Allels in einem frühen Stadium der Hämatopoiese auftritt. In Kapitel 6 berichten wir von zwei Mosaik-Patienten, bei denen untersucht wurde, wann in der Hämatopoiese die Reversion stattgefunden haben muss. Es konnte gezeigt werden, dass die Reversion in einer einzelnen hämatopoietischen Stammzelle erfolgte. Der Nachweis wurde durch die Isolierung einzelner Blutzell- typen, wie Granulozyten, Monozyten, T- und B-Zellen, aus dem peripheren Blut unserer Patienten sowie durch das Vorhandensein bzw. Nichtvorhanden- sein der Reversion in diesen Zellen geführt. Zum Vergleich wurden Hautfibrob- lasten herangezogen, da diese bei Mosaizismus im Blut nicht revertiert sind. In beiden Patienten trugen alle isolierten Blutzellen, nicht jedoch die Hautzellen, die Reversion. Dies und ein zusätzlicher Vergleich mit den zu diesem Zeit- punkt angestiegenen Erythrozyten- und Thrombozytenzahlen zeigten, dass die Reversion in einer einzigen hämatopoietischen Stammzelle stattgefunden haben muss. Dieser revertierten Stammzelle sind alle jeweils phänotypisch korrigierten Blutzellen zuzuschreiben, die dann die gesamte Hämatopoiese übernahmen und aufgrund eines in vivo Wachstumsvorteils sowie der erhöhten Apoptoserate der mutierten Zellen die Panzytopenie beider Patienten im Sinne einer "natürlichen" oder "spontanen" Gentherapie zur Ausheilung brachten.
KW  - Fanconi-Anämie
KW  - Genmutation
KW  - Fanconi Anämie
KW  - Mutationen
KW  - Mosaizismus
KW  - Reversion
KW  - Fanconi anemia
KW  - mutations
KW  - mosaicism
KW  - reversion
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6579
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TY  - THES
A1  - Beland, Heidi
T1  - Molekulare Charakterisierung eines Tropomodulin-Homologen des Fuchsbandwurms E. multilocularis
T1  - Molecular characterisation of a tropomodulin- homologue from E. multilocularis
N2  - Zusammenfassend konnte im Rahmen dieser Arbeit erstmals ein Tropomodulin- homologer Faktor aus einem Plathelminthen auf molekularer Ebene charakterisiert werden. Zudem wurde die Interaktion des kodierten Faktors mit einem kürzlich isolierten Tropomyosin- Homologen aus E. multilocularis nachgewiesen. Basierend auf diesen Daten ist es nun möglich, die biologische Signifikanz der Interaktion von Elp mit EmTY weiterführend zu untersuchen. Sollte sich in diesen Studien herausstellen, daß der ERM- Faktor Elp in der Tat mit dem Tropomodulin- Tropomyosin- System der E. multilocularis- Zelle interferiert, könnte dies ein wichtiger Beitrag zu unserem Verständnis des signaltransduktorischen Geschehens zwischen der Plasmamembran und dem Zytoskelett bei E. multilocularis sein.
N2  - To sum it up it could be characterized in this work for the first time a tropomodulin- homologue factor from a plathelminth at the molecular level. In addition the interaction of the coded factor with a recently isolated tropomyosin- homologue of E. multilocularis could be proved. Based on these data it is now possible to continue the investigation of the biological significance of the interaction between Elp and EmTY. In the case these studies indicate an interaction of the ERM- factor Elp with the tropomodulin- tropomyosin- system of the E. multilocularis- cell, this could be an important contribution to our understanding of the signaltransductoric events between the plasmamembrane and the cytoskeleton of E. multilocularis.
KW  - Tropomodulin
KW  - E. multilocularis
KW  - Zytoskelett
KW  - Tropomyosin
KW  - ERM- Faktor
KW  - tropomodulin
KW  - e. multilocularis
KW  - cytoskeleton
KW  - tropomyosin
KW  - ERM- factor
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6168
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TY  - THES
A1  - Schulte, Stephanie
T1  - Strahlensensibilität von Fibroblasten und Lymphozyten bei Brustkrebspatientinnen: Vergleich des alkalischen Comet Assay mit der klinisch beobachteten Hautreaktion nach Bestrahlung
T1  - In vitro radiosensitivity measured in lymphocytes and fibroblasts by the comet assay: comparison with clinical acute reactions to radiotherapy in breast cancer patients.
N2  - Wichtiges Forschungsthema der letzten Jahre war die Entwicklung eines prädiktiven Testsystems zur Bestimmung der individuellen Strahlenempfindlichkeit von Tumorpatienten im Vorfeld einer Strahlentherapie. Ziel ist eine individuelle Dosisanpassung mit möglichst effizienter Tumorzerstörung bei maximaler Schonung des Normalgewebes. Standardmethode zur Messung der zellulären Strahlenempfindlichkeit ist der Koloniebildungstest, der sich jedoch für eine prädiktive Testung nicht eignet, da es mehrere Wochen, wenn nicht Monate dauert, bis die Resultate vorliegen. In dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob der Comet Assay als prädiktiver Test zur Erfassung der Strahlenempfindlichkeit normaler Gewebe geeignet ist. Dazu wurden bestrahlte Hautfibroblasten und periphere Blutlymphozyten von 30 Brustkrebspatientinnen im Comet Assay analysiert und die Resultate mit den akuten radiogenen Hautreaktionen der Patientinnen verglichen. Vor allem die Versuche mit Lymphozyten ergaben eine gute Korrelation zwischen initialem DNS-Schaden bzw. Schaden nach 40minütiger Reparatur und den klinisch beobachteten frühen Normalgewebsnebenwirkungen. Anhand der in vitro-Ergebnisse konnte klar zwischen durchschnittlich und überdurchschnittlich strahlenempfindlichen Patientinnen unterschieden werden. Bei den Fibroblasten waren die Patientinnen mit durchschnittlichen Reaktionen und die mit stärkeren radiogenen Nebenwirkungen nur im Initialschaden deutlich voneinander verschieden. Der Comet Assay scheint demzufolge ein günstiger Test zu sein, um eine erhöhte Strahlenempfindlichkeit zu erfassen, vor allem wenn Lymphozyten aus dem peripheren Blut analysiert werden. Er kann schnell und mit wenigen Zellen durchgeführt werden und ist bei standardisierten Versuchsbedingungen gut reproduzierbar. Mit dem Comet Assay ist es möglich, in kurzer Zeit mehrere Malignompatienten auf ihre Radiosensitivität hin zu untersuchen, wobei diese nur eine Blutprobe zur Lymphozytenisolation abgeben müssen. Im Hinblick auf die Anwendung als prädiktiver Test im klinischen Alltag ist die Kombination mit anderen Methoden wie z. B. dem Mikronukleus-Test und der FISH-Technik empfehlenswert, was die Zuverlässigkeit und Aussagekraft der Resultate noch steigern würde.
N2  - Considerable interpatient and intertumour heterogeneity in response to ionising radiation is a consistent clinical experience in radiotherapy. One major focus of research in radiobiology is the development of assays to predict individual radiosensitivity of normal and tumour tissues before treatment commences. This could eventually lead to individualization of fractionation schedules. The colony-forming assay has been the gold standard for quantifying cytotoxic damage in normal and tumour cells. But it takes weeks to months to obtain results. The comet assay is a simple, rapid, and sensitive technique to quantify DNA/chromatid-damage in mammalian cells. Purpose of this study was to evaluate its potential as a predictive test for individual radiosensitivity. After irradiation, skin fibroblast and peripheral blood lymphocytes of 30 breast cancer patients were analyzed with the comet assay and the results correlated to the patients´ acute skin reactions. Results of the comet assay in lymphocytes showed a significant correlation with the clinical data when patients were divided into two groups with average and elevated acute reactions. Apart from initial damage, fibroblasts did not show significant differences between the two patient groups. Repeated comet assays in lymphocytes of the same patient drawn before treatment and before and after external radiotherapy demonstrated good reproducibility of the test and no significant impact of preceding radiation treatment. In this cohort of patients, a significant correlation between the in vitro results of the comet assay in lymphocytes and clinical acute reactions was detected. These findings encourage the use of the comet assay as a predictive test for clinical radiosensitivity, especially in relation to other methods like the micronucleus-test or the FISH-technique.
KW  - Comet Assay
KW  - Strahlensensibilität
KW  - Brustkrebs
KW  - comet assay
KW  - radiosensitivity
KW  - breast cancer
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6415
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TY  - THES
A1  - Löser, Andreas
T1  - Herstellung und Charakterisierung von Antikörpern gegen die Geschmacksrezeptoren T1R1 und T1R2
T1  - Production and characterisation of antibodies versus the taste receptors T1R1 and T1R2
N2  - Gustducin ist ein G-Protein, das bei der Geschmackswahrnehmung von "süss" und "bitter" eine Rolle spielt. Es wurde auch im Magen-Darm-Trakt entdeckt. Die Geschmacksrezeptoren T1R1 und T1R2 sind zu 10-20% mit Gustducin auf der Zunge coexprimiert. Kommen auch sie im Magen-Darm-Trakt vor ?
N2  - Gustducin is a G-protein, which plays an important role in the taste perception of "sweet" and "bitter". It was also detected in cells of the GIT. The two taste receptors T1R1 and T1R2 are up to 20% coexpressed with gustducin in the tongue. Can they be detected in the GIT, too?
KW  - Gustducin
KW  - T1R1
KW  - T1R2
KW  - Geschmacksrezeptor
KW  - Gustducin
KW  - T1R1
KW  - T1R2
KW  - Taste receptor
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6000
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TY  - THES
A1  - Uhse, Anette
T1  - Aktivitätsregulierung der humanen DNS-Topoisomerase I durch den RNS-Spleißfaktor PSF/p54nrb
T1  - The RNA-Splicing Factor PSF/p54nrb Controls DNA-Topoisomerase I Activitiy by a Direct Interaction
N2  - Experimentelle Stimulierung der humanen DNS-Topoisomerase I durch den Spleißfaktor PSF/p54nrb. Hierbei wurde aus A431-Zellextrakten ein Trimer aus Topoisomerase I und zwei weiteren Proteinen koisoliert. Nach Identifizierung der zwei weiteren Proteine als Spleißfaktor PSF und dessen kleinerem Homolog, dem nukleären Protein p54nrb, wurden deren Auswirkungen auf die Aktivität der Topoisomerase I untersucht.
N2  - Human topoisomerase I was coeluated with two other proteins as a trimeric complexe from A431 cell extracts. The two proteins were identified as splicing factor PSF and his smaller equivalent p54nrb. Activitiy tests of the topoisomerase I showed a clear stimulation of the enzyme by these two proteins.
KW  - Topoisomerase I
KW  - PSF/p54nrb
KW  - topoisomerase I
KW  - PSF/p54nrb
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6071
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TY  - THES
A1  - Fischer, Andreas
T1  - Biochemische Charakterisierung der basischen Helix-Loop-Helix-Transkriptionsfaktoren Hey1 und Hey2 sowie Untersuchung ihrer Rolle während der Herz- und Gefäßentwicklung
T1  - Biochemical characterisation of the basic helix-loop-helix transcription factors Hey1 and Hey2 and analysis of their role in cardiovascular development
N2  - Die Entwicklung eines vielzelligen Organismus aus einer befruchteten Eizelle ist nur durch komplexe zelluläre Regulationsmechanismen möglich. Dabei spielt der Notch-Signaltransduktionsweg eine zentrale Rolle während der Determination von Zellschicksalen und der Zelldifferenzierung. Die primären Zielgene der Notch-Signalkaskaskade bei Vertebraten sind die Hes- sowie die kürzlich identifizierten Hey-Gene. Die Hey-(hairy and E(spl) related with YRPW motif)-Gene kodieren drei hairy/E(spl)/Hes-verwandte basische Helix-Loop-Helix-Transkriptionsfaktoren, die durch eine Orange-Domäne und einen charakteristischen Carboxyterminus gekennzeichnet sind. Während der Embryonalentwicklung werden die Hey-Gene dynamisch in zahlreichen Geweben exprimiert. Ziel dieser Arbeit war es, neue Hey-Interaktionsproteine aus embryonalen Genbanken zu isolieren, die Bindung an weitere bHLH-Transkriptionsfaktoren zu überprüfen und ihre DNA-Bindung zu analysieren. Um die physiologische Hey2-Funktion zu ergründen, wurden Hey2-Knockoutmäuse untersucht. In einem ersten Versuch wurde eine neue Screeningmethode erprobt, bei der Proteinexpressionsfilter mit markierten Hey1-Peptiden nach interagierenden Proteinen durchsucht wurden. Hierbei sind 53 Proteine isoliert worden, jedoch konnte nach eingehenderen Untersuchungen kein relevanter Bindungsspartner beschrieben werden. Für weitere Analysen unter mehr physiologischen Bedingungen wurde das Yeast Two-Hybrid Verfahren für Hey1 und Hey2 etabliert. Das Screening von murinen embryonalen cDNA-Genbanken mit verschiedenen Hey1-Fragmenten führte zur Isolation von mehreren hundert Klonen. Die interessantesten Kandidaten wurden weiteren biochemischen Tests unterzogen, wobei jedoch keine neuen Interaktionspartner verifiziert werden konnten. Mit gezielten direkten Yeast Two-Hybrid und GST-Pulldown Assays für vermutete Kandidaten konnte jedoch die Interaktion von Hey1 bzw. Hey2 mit den bHLH-Proteinen E2-2, E2-5, MyoD und c-hairy1 nachgewiesen werden. Außerdem wurde festgestellt, dass Hey1 und Hey2 Homodimere und Hey1/Hey2-Heterodimere bilden. Die stärkste Interaktion wurde mit dem in der Somitogenese rhythmisch exprimierten c-hairy1-Protein beobachtet. Da Hey2 und c-hairy1 im präsomitischen Mesoderm und in den Somiten coexprimiert werden und starke Heterodimere ausbilden, erscheint es wahrscheinlich, dass beide Proteine gemeinsam die Transkription nachgeschalteter Gene steuern. Diese Interaktionsstudien zeigten außerdem erstmals, dass die Orange-Domäne entscheidend an der Bildung der Dimere beteiligt ist, da durch sie die Dimerisierung in vivo deutlich verstärkt wurde. Schließlich konnte gezeigt werden, dass Hey1 und Hey2, im Gegensatz zu den übrigen hairy-Proteinen, nicht mit dem Corepressor Groucho/TLE1 interagieren. Electrophoretic Mobility Shift Assays ergaben, dass die Hey1- und Hey2-Proteine an eine E(spl)-spezifische E-Box DNA-Sequenz (CACGTG) binden. Auch die interagierenden bHLH-Proteine c-hairy1, E2-2 und E2-5 binden als Homodimere an diese DNA-Sequenz. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die Hey2-Genfunktion an Hey2-Knockoutmäusen untersucht. Etwa 80 % der homozygoten Mäuse starben wenige Tage nach der Geburt. Sie zeigten eine massive Hypertrophie der Herzventrikel, die wahrscheinlich die Todesursache darstellt. Die lacZ-Expression der untersuchten Organe entsprach der Hey2-Expression im Wildtyp. Es fiel dabei auf, dass es postnatal zu einer Herunterregulation der Hey2-Transkription kommt. Mit Elektrokardiogrammen wurden keine Reizleitungsstörungen bei neugeborenen Hey2-Knockoutmäusen festgestellt. Interessanterweise konnte mit Arteriographien ausgeschlossen werden, dass die Ventrikelhypertophie Folge einer Aortenstenose wie bei der gridlock (zf-Hey2)-Mutante im Zebrafisch ist. Vielmehr führt eine homozygote Hey2-Deletion zu einer Kardiomyopathie in Kombination mit verschiedenene Herzfehlern. Untersuchungen der Hey1- und HeyL-Expression in Hey2-Knockoutembryonen mittels RNA in situ Hybridisierungen zeigten keine Veränderungen im Vergleich mit dem Wildtyp. Daraus kann gefolgert werden, dass Hey1 und HeyL zumindest dort, wo sie nicht mit Hey2 coexprimiert sind, die Hey2-Funktionen nicht kompensieren können. Weitere Erkenntnisse über die Funktionen der Hey-Gene werden sicherlich die Studien an den Doppelknockoutmäusen ergeben. Die bisherigen Ergebnisse zeigen eindeutig, dass die Hey-Gene essentiell für die murine Herzentwicklung sind. Weitere Untersuchungen müssen nun zeigen, welche Rolle diese Gene bei der Entstehung von kongenitalen Herzfehlern des Menschen spielen.
N2  - The development from a single fertilized oocyte to a multicellular organism requires complex cellular regulatory mechanisms. During this process the Notch signalling pathway plays a crucial role in determining cell fate and differentiation. Primary target genes of the Notch signalling cascade in vertebrates are Hes and the recently identified Hey genes. Hey (hairy and E(spl) related with YRPW motif) genes encode three hairy/E(spl)/Hes related basic helix-loop-helix transcription factors characterised by an Orange domain and a conserved carboxyterminus. During embryonic development Hey genes are dynamically expressed in various tissues. The goal of this study was to isolate novel Hey-interacting proteins from embryonic cDNA libraries, to analyse the binding to other bHLH transcription factors and to examine their DNA-binding properties. To elucidate the physiological role of Hey2, Hey2 knockout mice were analysed. First, a new screening method was used to identify Hey1-binding proteins from protein expression filters hybridised with labelled Hey1 peptides. Out of 53 candidates isolated no relevant interaction partner could be verified after more detailed examination. For further analysis under more physiological conditions the yeast-two hybrid system was established for Hey1 and Hey2. Screening of murine embryonic cDNA libraries with different Hey1 fragments led to the identification of several hundred clones. The most interesting ones were further analysed with biochemical assays, but no novel interaction partner could be verified. With direct yeast-two hybrid and GST-pulldown assays of candidate proteins an interaction of Hey1 and Hey2 with the bHLH proteins E2-2, E2-5, MyoD and c-hairy1 was found. Furthermore, it could be shown that Hey1 and Hey2 can form homodimers as well as Hey1/Hey2 heterodimers. However, the strongest interaction was seen with c-hairy1, which is dynamically expressed during somitogenesis. Hey2 and c-haiy1 are coexpressed in the presomitic mesoderm and in somites and their strong interaction suggests that both proteins together regulate the transcription of target genes. These interaction studies showed for the first time that the Orange domain is important for dimer formation in vivo, because it strongly increased binding strength. Furthermore, it could be shown that Hey1 and Hey2 do not interact with the corepressor Groucho/TLE1, which is in contrast to all other hairy-related proteins. Electrophoretic mobility shift assays revealed that Hey1 and Hey2 proteins are able to bind an E(spl)-specific E-box DNA sequence (CACGTG). The interacting bHLH proteins c-hairy1, E2-2 and E2-5 could also bind to this sequence as homodimers. The aim of the second part of this study was to examine Hey2-lacZ knockout mice. About 80 % of the homozygous mice died within a few days after birth. They exhibited massive ventricular hypertrophy as the most likely cause of death. Expression of lacZ in the organs analysed was comparable to Hey2 in wildtype. It became clear that Hey2 transcription is downregulated postnatally. Electrocardiography showed no conduction failure or arrythmia in newborn knockouts. Interestingly, it could be ruled out by angiography that ventricular hypertrophy is caused by aortic coarctation as seen in the gridlock (zf-Hey2) zebrafish mutant. However, loss of Hey2 leads to cardiomyopathy combined with various cardiac structural defects. Hey1 and HeyL expression in Hey2 knockout embryos was not altered as shown by RNA in situ hybridisation. Therefore, it can be concluded that Hey1 and HeyL can not compensate Hey2 function, at least in organs where they are not coexpressed. A better understanding of the Hey genes will be achieved by studying double knockout mice. This work clearly shows that Hey genes are essential for murine heart development. Further analysis will reveal if these genes also play a role in congenital heart disease in humans.
KW  - Hey1
KW  - Hey2
KW  - Transkriptionsfaktoren
KW  - Herz
KW  - Gefäße
KW  - Hey1
KW  - Hey2
KW  - transcription factors
KW  - heart
KW  - vessels
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-6086
ER  -