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Der Einfluss von Rotations- und Translationsbewegungen bei kranieller stereotaktischer Radiotherapie
(2013)
Hintergrund: Kranielle Stereotaxie ist ein wichtiges Therapieinstrument zur Behandlung kranieller neoplastischer Läsionen. Mittels bildgeführter Radiotherapie konnten in den vergangenen Jahren Genauigkeit und Komfort der Patientenlagerung essentiell verbessert werden. Folgende Arbeit untersucht die Bedeutung der bildgeführten Patientenlagerung (Image Guidance) in Bezug auf geometrische Unsicherheiten und deren Einfluss auf die dosimetrische Verteilung.
Material und Methoden: In Würzburg wurden zwischen 2006 und 2010, 98 kranielle Läsionen in 71 Patienten radiochirurgisch behandelt. Mittels Cone-Beam CT wurden die Patientenverlagerungen bezogen auf alle 6 Freiheitsgrade vor Behandlungsbeginn (n=98) sowie nach der Therapie (n=64) aufgezeichnet. Aus den Daten für die einzelnen Raumachsen wurde der absolute Versatz (3D-Vektor) sowie maximale Rotation um die resultierende Drehachse berechnet. Die Prae- sowie Posttherapeutische Verlagerungen wurden im Planungssystem simuliert. Für Szenarien mit unterschiedlichen Sicherheitsäumen (0 mm,1 mm, 2 mm) wurde der Ausgleich der Translationen sowie der Rotationen in Bezug auf Dosis-Konformität und Zielabdeckung getrennt untersucht.
Ergebnisse: Der mittlere Prae-IG Versatz betrug 3.96 mm ± 1.89 mm mit einer mittleren maximalen Rotation im Raum von 2,02°±0,84°. Der mittlere Lagerungsfehler nach Therapieende betrug 0,88mm±0,61mm mit einer mittleren maximalen Rotation von 0,65°±0,64°. Die Verlagerung während der Bestrahlung korrelierte signifikant mit der Behandlungszeit (0,7mm±0,5mm für t<23min; 1,2mm±0,7mm für t>23min). Die Simulation der Behandlung ohne IG-Ausgleich zeigte einen Einbruch der Zielabdeckung (Coverage Index) von 96,0%±5,7% auf 72,1%±19,0% und der Konformität (Paddick Conformity Index) von 73,3%±11,1% auf 43,4%±17,8%. Pro 1mm Abweichung nahmen Zielabdeckung sowie Konformität um 6% bzw. 10% ab. Alleiniger Ausgleich der Translationen ohne Rotationen führte zu nicht signifikanten Einbussen. Bewegungen während der Bestrahlung führten zu einem Abfall des CI auf 94,3%±6,8% bzw. des PCI auf 70,4%±10,8%. Ein 1mm Sicherheitssaum genügte um diese Bewegungen zu kompensieren
Schlussfolgerungen: Bildgeführte Radiotherapie ist ein wichtiges Instrument zur Verbesserung der Therapiepräzision. Unter offensichtlichen Voraussetzungen kann auf den prätherapeutischen Ausgleich der rotatorischen Komponente bei kranieller Stereotaxie verzichtet werden. Bewegungen während der Behandlung reduzieren die gewünschte Zielabdeckung sofern dem nicht durch geeignete Sicherheitssäume Rechnung getragen wird.
Um die Nachhaltigkeit und die flächendeckende Präsenz der Religion in der Menschheitsgeschichte zu erklären, wird in dieser Arbeit durch die Untersuchung des Verhältnisses des Religionsphänomens zum Wesen des Menschen nach einer intrinsischen Verbindung gesucht. Die Arbeit beginnt mit der Explikation des Religionsbegriffs. Hier war versucht die Möglichkeit, die Notwendigkeit und den Zweck des nomen collectivum „Religion“ – Religion im universellen Sinn - und dessen Definierung zu begründen. Die Erklärung setzt mit der etymologischen Untersuchung des Begriffs fort, in der festgestellt wurde, dass das von Cicero vorgeschlagene „re-legere“ dem Religionsphänomen am nächsten steht, da es durch die Hervorhebung des Akts der „Wiederholung“ die Handlung des Menschen zum Kern des Religionsphänomens macht. Um den Rahmen dieses Phänomens definieren zu können würden zwei Grenzfälle – den Buddhismus und die Esoterik untersucht und erörtert. Es folgte die Erklärung der Grundelemente der Religion: die Metaphysik, der Glaube, der Kult und die Moral.
Danach wurde das Wesen des Menschen im Hinblick auf sein Verhältnis zum Religionsphänomen untersucht. Hervorgehoben wurde hier die Grundbedürftigkeit des Menschen, der Seinsmangel, der sich teilweise in der Sinnfrage zum Ausdruck bringt. In diesem Zusammenhang wurde auch das Sein-Wollen des Menschen als der Ur-Anlass der Religion erörtet.
Schließlich wurde versucht einen Zusammenhang zwischen der Sinnfrage als Ausdruck des Seinsmangels des Menschen und der Religion als Heilsweg und als Reaktion des Menschen auf beide herzustellen.
Die Multigenfamilie der Lipid Transfer Proteine (LTP) stellt eine Gruppe von kleinen Proteinen dar, welche in allen höheren Landpflanzen vorkommen. In der Modellpflanze Arabidopsis thaliana werden 92 Proteine zur Klasse der LTPs gezählt. Die Benennung der Proteinfamilie basiert auf dem beobachteten in vitro Transfer von Lipiden zwischen zwei Membranen. Alle LTPs weisen ein konserviertes, 8 Cysteine beinhaltendes Motiv und eine hydrophobe Tasche auf, welche für die Bindung hydrophober Moleküle verantwortlich ist. Aufgrund ihrer Signalsequenz werden LTPs über den sekretorischen Weg in den extrazellulären Raum geschleust. Für einige pflanzliche LTPs konnte eine derartige Sekretion bereits nachgewiesen werden. Für andere LTPs wird eine Funktion in der Kutinbildung, der Embryogenese oder der pflanzlichen Immunantwort gegen Phytopathogene postuliert. Letzteres wurde für DIR1 (DEFECTIVE IN INDUCED RESISTANCE 1) und AZI1 (AZELAIC ACID INDUCED 1) nachgewiesen, während von LTPIV.4 (At4g55450) nur bekannt ist, dass die Expression spezifisch in Antwort auf Pathogene induziert ist.
Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Arbeit die Funktion von LTPIV.4 und AZI1 in Bezug auf die pflanzliche Pathogenantwort in Arabidopsis thaliana untersucht. Anhand von GFP-Fusionsproteinen konnte für LTPIV.4 und AZI1 eine Endoplasmatische Retikulum-Lokalisierung detektiert werden. Auch eine gewebespezifische Promotoraktivität von LTPIV.4 an den Leitgeweben und in jungen sich entwickelnden Blättern konnte identifiziert werden. Diese Erkenntnisse lassen darauf schließen, dass LTPIV.4 möglicherweise an der Signaltransduktion am/im Leitgewebe mitverantwortlich ist.
Im Fokus dieser Arbeit stand die spezifische Einordnung von LTPIV.4 in der Ausbildung der lokalen bzw. systemischen Immunantwort von Arabidopsis thaliana. Anhand einer Infektion von Wildtyppflanzen und LTPIV.4 Mutanten mit zwei verschiedenen Pseudomonasstämmen konnte eine LTPIV.4-abhängige Steigerung der pflanzlichen Resistenz gegen die biotrophen Bakterien nachgewiesen werden. In der Resistenz gegen den nekrotrophen Pilz Sclerotinia hingegen zeigte sich keine LTPIV.4 Abhängigkeit. Da die Hormone Salicylsäure (SA) und Jasmonsäure (JA) in der Ausbildung der pflanzlichen Abwehr gegen verschiedene Pathogene wichtig sind, wurden die Hormonlevel von SA und JA in ltpIV.4, 35S::LTPIV.4 sowie in Wildtyppflanzen analysiert. Die untersuchten Phytohormongehalte zeigten eine LTPIV.4 unabhängige, schnelle Akkumulation von SA nach der Infektion mit virulenten (vir) Pseudomonas syringae pv. maculicola (Psm) und eine spätere Erhöhung der JA-Gehalte. Es konnte somit kein regulatorischer Effekt von LTPIV.4 auf die SA- sowie die JA-Gehalte detektiert werden. Die Expression von SAG13 (SENESCENCE-ASSOCIATED GENE 13) und OXI1 (OXIDATIVE SIGNAL-INDUCIBLE 1), welche eine Funktion im programmierten Zelltod (PCD) haben beziehungsweise durch oxidativen Stress induziert werden, war hingegen erhöht in konstitutiv LTPIV.4 exprimierenden Pflanzen, verglichen mit dem Wildtyp von LTPIV.4. Als ein weiterer Ansatzpunkt für die funktionelle Charakterisierung von LTPIV.4 wurde die in vitro Identifizierung möglicher Substrate mittels Lipid-Protein-Interaktionsanalysen, sowie einer unspezifischen Metabolomanalyse herangezogen. Bei den Interaktionsanalysen konnten Phosphatidsäuren (PA), Phosphatidylglycerine (PG), Monogalactosyldiacylglycerole (MGDG) und auch Digalactosyldiacylglycerole (DGDG) als Interaktionspartner von LTPIV.4 identifiziert werden. Die Metabolomanalyse zeigte einen quantitativen Unterschied zwischen Wildtyp/35S::LTPIV.4 und ltpIV.4 bei einigen MGDG, DGDG und PG Spezies. Aus den in dieser Arbeit gewonnen Daten lässt sich somit schließen, dass LTPIV.4 nach Pathogen/Schaden-assoziierte molekulare Muster- (PAMP/ DAMP-) Erkennung, z.B. von Psm, SA-abhängig vermehrt gebildet wird. Da die konstitutive Expression von LTPIV.4 sowohl zu erhöhter OXI1 und SAG13 Expression als auch zu erhöhter Resistenz gegenüber Psm führt, lässt sich ein Modell aufstellen, in dem LTPIV.4 als positiver Regulator des PCD die Pathogenresistenz von Arabidopsis erhöht. Der zugrunde liegende Mechanismus ist unbekannt. Die Bindung von PAs, PGs, MGDGs und DGDGs an LTPIV.4 in vitro könnte darauf hindeuten, dass auch in vivo hydrophobe Moleküle gebunden und möglicherweise transportiert werden und dies ein Teil der Pathogenantwort ist. Es wäre z.B. denkbar, dass eine mögliche Translokation von LTPIV.4 über das ER in das Zytoplasma oder den apoplastischen Raum erfolgt. Dort interagiert LTPIV.4 mit durch ROS gebildeten, oxidierten Lipiden oder DAMPs und löst entweder symplastisch durch eine Interaktion in der Infizierten Zelle oder in intakten Nachbarzellen durch eine weitere Signaltransduktionskaskade den PCD sowie eine erhöhte ROS Bildung aus, oder das LTP interagiert spezifisch mit oxidierten Lipiden oder DAMPs von abgestorbenen Nachbarzellen, und löst eine intrazelluläre Signalkaskade mit Initiierung des PCD sowie erhöhter ROS-Bildung aus.
AZI1 wurde als zweites LTP in dieser Arbeit einbezogen. Ausgehend von der Beobachtung, dass die konstitutive Expression von AZI1 die Resistenz gegen das nekrotrophe Pathogene Botrytis cinerea erhöht, sollte in der vorliegenden Arbeit detailiert untersucht werden, ob AZI1 eine Rolle in der Resistenz gegen das nekrotrophe Pathogen Sclerotinia sclerotiorum spielt. Die azi1-1 Mutante zeigte hierbei jedoch eine erhöhte Resistenz gegen den nekrotrophen Pilz Sclerotinia sclerotiorum. Da bisher keine Unterschiede in der Genexpression von spezifischen Markergenen in WT und azi1-1 Pflanzen nach Sklerotiniainfektion festgestellt werden konnte und es auch für LTPs bekannt ist, dass sie eine Rolle in der Kutikulasynthese spielen, wäre eine Hypothese, dass die unterschiedlichen Infektionsphänotypen mit Sclerotinia und Botrytis auf eine strukturelle Veränderung der Kutikulabeschaffenheit zurückzuführen sind. Weiterhin konnte für AZI1 eine mögliche Rolle in der Verwundungsantwort detektiert werden, da sowohl die AZI1 Genexpression, als auch die erhaltenen basal signifikant erhöhten 12-oxo-Phytodiensäure (OPDA)-Gehalte auf eine negativ regulatorische Rolle von AZI1 in der Verwundungs-abhängigen JA-Signaltransduktion hindeuten.
Die Diffusion von Membranproteinen spielt bei einer Vielzahl von zellbiologischen Prozessen eine zentrale Rolle. So hat die Beweglichkeit von Glykosyl-Phosphatidyl-Inositol-(GPI-) verankerten Proteinen zum Beispiel eine tragende Funktion bei der Alzheimer Krankheit, der Creutzfeldt-Jacob Krankheit und der Afrikanischen Schlafkrankheit. Der Erreger der Afrikanischen Schlafkrankheit, Trypanosoma brucei spec., präsentiert auf
seiner Zelloberfläche einen dichten Mantel aus identischen GPI-verankerten Proteinen. Diese sogenannten Variant Surface Glycoproteins (VSGs) stellen den zentralen Pathogenitätsfaktor der Trypanosomen im Blutstrom des Wirtes dar und ermöglichen dem Parasiten die Antigene Variation. Während der Antigenen Variation wird der VSGMantel durch einen immunologisch distinkten Mantel ersetzt. Hierfür ist die Diffusion der VSG essentiell. In der vorliegenden Arbeit wird die Diffusion des VSG in lebenden Trypanosomen und in artifiziellen Membranen systematisch untersucht. Auf diese Weise werden der Einfluss der lateralen Proteindichte, der N-Glykosylierung und der Proteingröße auf die Diffusion der GPI-verankerten Proteine charakterisiert. Die Mobilität des VSG auf lebenden Trypanosomen ist an der Grenze zu einem Diffusionsschwellenwert, dieser wird allerdings nicht überschritten. Die Mobilität des VSG in der Nähe des Diffusionsschwellenwertes wird durch die N-Glykosylierung der VSG ermöglicht. Außerdem kann gezeigt werden, dass die Größe der Proteine einen entscheidenden Einfluss auf den Diffusionskoeffizienten der GPI-verankerten Proteine ausübt. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit deutlich, dass der VSG-Mantel der Trypanosomen ein, an seine Anforderungen, hoch-adaptiertes System darstellt. Würde entweder die laterale Dichte, die N-Glykosylierung oder die Größe der Proteine beeinträchtigt werden, so wäre die Funktion der Antigenen Variation gestört und die Pathogenität des Parasiten gefährdet. Da die lokale Verteilung von GPI-verankerten Proteinen in biologischen Membranen ein wichtiges funktionelles Konzept darstellt, ist der Einfluss der untersuchten Faktoren nicht nur für den VSG-Mantel relevant, sondern kann auch für das generelle Verständnis
der Dynamik von Proteinen in zellulären Membranen dienen.
Die Mikrostruktur von Zirkonoxid–Aluminiumoxid Keramiken wurde im Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht und mittels quantitativer Bildanalyse weiter charakterisiert. Die so erhaltenen spezifischen morphologischen Kennwerte wurden mit denen, die an dreidimensionalen Modellstrukturen äquivalent gewonnen wurden, verglichen. Es wurden modifizierte Voronoistrukturen benutzt, um die beteiligten Phasen in repräsentativen Volumenelementen (RVE) auf Voxelbasis zu erzeugen. Poren wurden an den Ecken und Kanten dieser Strukturen nachträglich hinzugefüg.
Nachdem alle relevanten Kennwerte der Modellstrukturen an die realen keramischen Mikrostrukturen angepasst wurden, musste das RVE für die Finite Element Simulationen (FES) geeignet vernetzt werden. Eine einfache Übernahme der Voxelstrukturen in hexaedrische Elemente führt zu sehr langen Rechenzeiten, und die erforderliche Genauigkeit der FES konnte nicht erreicht werden. Deshalb wurde zunächst eine adaptive Oberflächenvernetzung ausgehend von einem generally classed marching tetrahedra Algorithmus erzeugt. Dabei wurde besonderer Wert auf die Beibehaltung der zuvor angepassten Kennwerte gelegt. Um die Rechenzeiten zu verkürzen ohne die Genauigkeit der FES zu beeinträchtigen, wurden die Oberflächenvernetzungen dergestalt vereinfacht, dass eine hohe Auflösung an den Ecken und Kanten der Strukturen erhalten blieb, während sie an flachen Korngrenzen stark verringert wurde. Auf Basis dieser Oberflächenvernetzung wurden Volumenvernetzungen, inklusive der Abbildung der Korngrenzen durch Volumenelemente, erzeugt und für die FES benutzt. Dazu wurde ein FE-Modell zur Simulation der Impedanzspektren aufgestellt und validiert.
Um das makroskopische elektrische Verhalten der polykristallinen Keramiken zu simulieren, mussten zunächst die elektrischen Eigenschaften der beteiligten Einzelphasen gemessen werden. Dazu wurde eine Anlage zur Impedanzspektroskopie bis 1000 °C aufgebaut und verwendet. Durch weitere Auswertung der experimentellen Daten unter besonderer Berücksichtigung der Korngrenzeffekte wurden die individuellen Phaseneigenschaften erhalten.
Die Zusammensetzung der Mischkeramiken reichte von purem Zirkonoxid (3YSZ) bis zu purem Aluminiumoxid. Es wurde eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den experimentellen und simulierten Werten bezüglich der betrachteten elektrischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften erreicht. Die FES wurden verwendet, um die Einflüsse verschiedener mikrostruktureller Parameter, wie Porosität, Korngröße und Komposition, auf das makroskopische Materialverhalten näher zu untersuchen.
In der Dissertationsschrift wird der Einfluss von Kosten, Steuern und Sterblichkeit auf die Vorteilhaftigkeit der Riester-Rente aus einzelwirtschaftlicher Perspektive modelltheoretisch untersucht. Die Arbeit ist dabei zweigeteilt. Während sich der erste Teil insbesondere mit den Auswirkungen von Kosten in der Ansparphase der Riester-Rente und damit auf die Investitionsentscheidung eines Riester-Sparers beschäftigt, wird im zweiten Teil im Speziellen die Auszahlungsphase unter besonderer Berücksichtigung von Sterblichkeitsaspekten behandelt.
Im Detail lassen sich die wichtigsten Ergebnisse der Hauptkapitel im jeweils gewählten Modellrahmen wie folgt thesenartig zusammenfassen:
Aufgrund der staatlichen Förderungen und der Reglementierung bezüglich der Verrechnung der Abschluss- und Vertriebskosten im AltZertG erweisen sich eine klassische Riester-Rentenversicherung sowie ein Riester-Banksparplan auch bei Einbezug von Kosten direkt vergleichbaren, ungeförderten Anlagealternativen überlegen (Kapitel 3).
Die Doppelbelastung mit Einmalkosten im Zeitpunkt des Vertragsabschlusses sorgt dafür, dass der Wechsel eines Riester-Anbieters nur bei entsprechend hohen Kostenentlastungen beim Neuanbieter vorteilhaftig ist (Kapitel 4). Bei einer klassischen Riester-Rentenversicherung sind hierfür prozentual gesehen wesentlich höhere Entlastungen erforderlich als bei fondsgestützten Anlageprodukten. Die Einführung eines Kostenkoeffizienten unterstützt den Anleger bei der Wechselentscheidung nur in der Produktart der klassischen Rentenversicherungen, den fondsgestützten Produkten lässt sich aufgrund der Wechselwirkung zwischen übertragenem Vermögen und Kosten kein eindeutiger Koeffizient zuordnen.
Unter der Annahme vollständiger Sicherheit auf Seiten des Anlegers kann ein kritischer Kapitalmarktzinssatz berechnet werden, oberhalb dessen eine schädliche Verwendung des angesparten Riester-Vermögens einer rentenförmigen Auszahlung vorgezogen wird (Kapitel 7). Eine Verwendung des geförderten Vermögens für die Altersvorsorge ist somit letztlich nicht garantiert. Je jünger dabei der Anleger im Zeitpunkt des Vertragsabschlusses ist, desto geringer fällt der kritische Kapitalmarktzins aus.
Wird ein risikoneutraler Anleger unterstellt, dessen individuelle Sterblichkeit dem vom Statistischen Bundesamt prognostizierten Bevölkerungsdurchschnitt entspricht, so ist die Riester-Rente aufgrund der langen Förderungsdauer besonders für junge Anleger der Unterlassensalternative überlegen (Kapitel 8). Allerdings zieht die Mehrzahl der untersuchten Anleger, deren Sterblichkeit im Bevölkerungsdurchschnitt liegt, eine schädliche Verwendung des Riester-geförderten Altersvorsorgevermögens einer gesetzlich vorgeschriebenen, rentenförmigen Kapitalisierung vor.
Sozioökonomische Faktoren beeinflussen in Abhängigkeit von der tatsächlichen Ausprägung der Sterblichkeitsdifferenzen entscheidend die Vorteilhaftigkeit der Riester-Rente (Kapitel 9). Neben der geringeren finanziellen Bildung und der Anrechnung der Rentenleistungen aus der Riester-Anlage auf die Grundsicherung im Alter kann dies als Erklärungsansatz dafür herangezogen werden, dass Gering-verdiener in der Grundgesamtheit der Riester-Sparer eher unterrepräsentiert sind.
Fragestellung: Querschnittstudien konnten bei Kindern und Jugendlichen mit Deletion 22q11.2 eine Tendenz zu mit dem Alter zunehmenden Verhaltensauffälligkeiten verbunden mit einem Anstieg der elterlichen Stressbelastung zeigen. Die aktuelle Längsschnittstudie sollte diese Ergebnisse überprüfen.
Methodik: Mit Hilfe der deutschen Selbsthilfegruppe KiDS 22q11 wurden alle Hauptbezugspersonen, die bereits vier Jahre zuvor an einer Befragung zu Verhaltensauffälligkeiten und Stress teilgenommen hatten, anonymisiert um die Bearbeitung verschiedener Fragebögen gebeten.
Ergebnisse: 59 von 94 Hauptbezugspersonen sandten ausgefüllte Fragebögen zurück. Dabei wurden 54% aller Kinder und Jugendlichen (29 männlich, 30 weiblich, im Alter von 5,8 bis 18,9 Jahren, Mittelwert: 10,8 Jahre) von ihren Hauptbezugspersonen als verhaltensauffällig eingestuft (Gesamtwert Child Behavior Checklist [CBCL] bzw. Fragebogen über das Verhalten junger Erwachsener [YABCL]). In nahezu allen Bereichen der Child Behavior Checklist, mit der die Erfassung der Verhaltensauffälligkeiten erfolgte, kam es im Verlauf zu einer statistisch signifikanten Zunahme. Auch stieg die Stressbelastung der Hauptbezugspersonen, erfasst mittels Fragebogen Soziale Orientierungen von Eltern behinderter Kinder, im Vergleich zur Erstbefragung signifikant an, ohne dass sich jedoch die Lebenszufriedenheit signifikant verändert hätte. Das Ausmaß der elterlichen Stressbelastung korrelierte signifikant mit dem Gesamtproblemwert der CBCL.
Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse der aktuellen Längsschnittstudie bestätigen die Befunde früherer Querschnittuntersuchungen hinsichtlich Verhaltensauffälligkeiten bei Kindern und Jugendlichen mit Deletion 22q11.2. Aufgrund der zunehmenden Verhaltensprobleme und der damit einhergehenden Stressbelastung ist mit einem erhöhten Beratungsbedarf der Hauptbezugspersonen und einer zunehmenden Behandlungsbedürftigkeit der Patienten zu rechnen.
Das Multiple Myelom (MM) zeichnet sich durch eine krankhafte Entartung der Plasmazellen im Knochenmark aus und gilt heute trotz zahlreicher Behandlungsfortschritte immer noch als unheilbar. Als attraktive Zielstrukturen für neue Therapiemöglichkeiten haben sich in den vergangenen Jahren „Heat-Shock“-Proteine etabliert. Diese liegen häufig überexprimiert vor und sind bei der Stabilisierung mehrerer onkogener Signalwege des MM von zentraler Bedeutung. Zunächst wurden von Pharmaunternehmen verschiedene Inhibitoren von HSP90 entwickelt, die sich in präklinischen MM-Studien als erfolgreich herausstellten, in klinischen Studien jedoch nur eine begrenzte Wirksamkeit zeigten, da eine Inhibition von HSP90 zu einer schnellen HSF-1-vermittelten Hochregulation der HSP70- Expression führt. Dies kompensiert die Inhibition von HSP90 und führt damit zu einer Abschwächung der Anti-Tumoraktivität. Eine duale Hemmung von HSP90 und des HSF-1/HSP70-Systems wird daher als vielversprechende Strategie für eine wirksame Behandlung des MM betrachtet.
Die vorliegende Arbeit, die im Rahmen der klinischen Forschergruppe 216 erstellt wurde, befasst sich daher mit der Entwicklung von Inhibitoren des HSF-1/HSP70-Systems. Hierzu wurden zwei unabhängige Strategien verfolgt. Neben einem indirekten Ansatz, der auf einer blockierten HSP70-Expression via Inhibition des HSF-1-Signalwegs beruht, stand die direkte Inhibition von HSP70 im Fokus.
Die erzielten Ergebnisse im Einzelnen:
1) In Anlehnung an den HSF-1-Inhibitor NZ28 (12) sollte untersucht werden, ob das dort enthaltene Tetrahydroisochinolin-Gerüst eine Leitstruktur für die Entwicklung von Hemmstoffen des HSF-1-Signalwegs darstellt. Hierzu wurde eine Reihe unterschiedlich substituierter Tetrahydroisochinolinon-Derivate hergestellt. Die Synthese erfolgte über eine sequenzielle Ugi-Heck-Reaktion, da hierbei drei Substituenten des Tetrahydro- isochinolin-Gerüsts hochflexibel und unabhängig voneinander variiert werden können und sich so leicht ein breites Spektrum verschiedener Tetrahydroisochinolinon-Derivate aufbauen lässt. Eine Bioaktivitätsanalyse zeigte jedoch, dass keine der so erhaltenen Verbindungen (26) die HSF-1-vermittelte HSP70-Expression zu inhibieren vermochte.
Um den Einfluss des spezifischen Substitutionsmusters der via Ugi-Heck-Reaktion erhaltenen Produkte zu untersuchen, wurde außerdem eine Auswahl der als HSP70- Inhibitoren synthetisierten Tetrahydroisochinolinone (24 und 36) im HSF-1-Assay getestet. Da auch für diese Verbindungen keine Inhibition des Signalwegs beobachtet werden konnte, besteht Grund zur Annahme, dass substituierte Tetrahydroisochinolin-Derivate nicht als Leitstruktur für die Entwicklung von HSF-1-Inhibitoren geeignet sind.
2) Im Gegensatz zu den synthetisierten Tetrahydroisochinolinonen zeigten einige der als Zwischenprodukte der Ugi-Heck-Reaktion isolierten α-Acylaminocarboxamide, die durch ein Michael-System charakterisiert sind, eine Inhibition der HSF-1-vermittelten HSP70- Expression. Zwar konnten keine eindeutigen Struktur-Wirkungsbeziehungen bezüglich einzelner Substituenten abgeleitet werden, aber es zeigte sich, dass die beobachtete Bioaktivität nicht vom enthaltenen Michael-System abhängig ist. Dem Wirkprinzip der α-Acylaminocarboxamide scheint somit keine kovalente Bindung mit nukleophilen Seitenketten von Proteinen zugrunde zu liegen, was das Potenzial unspezifischer Interaktionen reduziert.
3) Bei der Ugi-Multikomponentenreaktion wurden als Carbonsäurederivate auch β-Acyl-substituierte Acrylsäuren eingesetzt. Dabei wurde beobachtet, dass dieser Austausch zur Bildung von pharmakologisch interessanten 2,5-Diketopiperazinderivaten (35) führt. Die in nur einem Reaktionsschritt erhaltenen 2,5-DKPs zeigten eine spezifische und dosisabhängige antiproliferative Wirkung auf aktivierte T-Zellen, was sie als potenzielle Wirkstoffkandidaten für die Behandlung von unbeabsichtigten T-Zell-vermittelten Autoimmunantworten interessant macht (AG Topp).
Eine Analyse der Struktur-Wirkungsbeziehungen zeigte unter anderem eine Präferenz für trans-konfigurierte 2,5-DKPs. Die Aktivität der potentesten Verbindungen der syntheti- sierten Serie lag in derselben Größenordnung wie die der Positiv-Kontrolle 17-Dimethoxyaminoethylamino-17-demethoxygeldanamycin (17-DMAG, 4b).
4) Ausgangspunkt für die Entwicklung neuartiger HSP70-Inhibitoren war das Ergebnis eines virtuellen Screenings (AG Sotriffer), das darauf abzielte die Proteinfunktion durch eine Interaktion mit dem Interdomänen-Interface von HSP70 zu blockieren. Im ersten Schritt wurde eine diastereoselektive und hochflexible Reaktionssequenz zum virtuelle Screening-Hits (trans-24a) etabliert, mit der im zweiten Schritt eine Bibliothek verwandter Substanzen aufgebaut wurde. Gezielte strukturelle Modifikationen erlaubten dabei wesentliche Strukturelemente zu identifizieren sowie Informationen für die Generierung von Derivaten mit höherer Aktivität zu gewinnen. Die wichtigsten Erkenntnisse dabei waren:
- Ausschließlich trans-konfigurierte Tetrahydroisochinolinon-Derivate sind wirksam.
- Carboxamide (Pos. 4) sind aktiver als analoge Carbonsäuren.
- Die Methoxyfunktion am Phenylsubstituenten in Pos.3 ist für die Aktivität wichtig, dagegen führt das Entfernen der OCH3-
Gruppe am Phenylring in Pos. 2 zu einer Aktivitätssteigerung.
- Eine aliphatische MeNH-Einheit am exozyklischen Amid reduziert die Aktivität gegenüber Arylamidsubstituenten um eine Zehnerpotenz. Darüber hinaus führt ein tertiärer Dimethylcarboxamid-Rest zum vollständigen Aktivitätsverlust.
Zur Falsifizierung der postulierten Bindetasche wurden zusätzlich gezielt Derivate mit sterisch anspruchsvollen Substituenten (Tetrahydronaphthyl, Phenoxyphenyl) hergestellt, die nicht in der Lage sein sollten im berechneten Bindemodus am Interdomänen-Interface zu binden. Dabei stand das so ermittelte verfügbare Platzangebot in Einklang mit den aufgrund der Docking-Analysen getroffenen Annahmen.
Um die Enantioselektivität der Aktivität der trans-Verbindungen zu prüfen, wurde für zwei repräsentative Carboxamide (24a und 24i) eine Enantiomerentrennung mittels chiraler HPLC durchgeführt und die Enantiomere einzeln getestet. Dabei erwiesen sich die R,R-Derivate als Träger der Anti-MM-Wirksamkeit.
Zur Abschätzung der Permeabilität wurden die PSA-Werte der Carboxamide (24) berechnet. Mit Ausnahme der hydroxylsubstituierten Verbindung 24r lagen die Werte aller Derivate (24a-q) in einem Bereich von 65–88Å2, was einen akzeptablen Resorptionsanteil von 55–90% erwarten lässt. Die Bestimmung der Lipophilie der hergestellten Carboxamide mittels HPLC ergab einen logD-Bereich von 1–3, in dem Wirkstoffe einen ausgewogenen lipophilen Charakter besitzen. Die Effizienz der hergestellten Inhibitoren wurde darüber hinaus anhand der ermittelten LE- (engl. ligand efficiency) und LLE-Werte (engl. ligand lipophilic efficiency) beurteilt. Die günstigste Kombination aus LE und LLE wurde für Verbindung 24j (EC50 = 0.20 μM) ermittelt. Dieses Derivat zeichnet sich durch einen Phenylsubstituenten in Position2 des Tetrahydroisochinolin-Gerüsts, einen Methoxyphenylrest in Position3 und einen Pyrimidinsubstituenten am exozyklischen Amid aus.
Zur Beurteilung unspezifisch toxischer Effekte wurde neben der Wirksamkeit an MM-Zellen auch der Einfluss der Tetrahydroisochinolin-Derivate auf die Viabilität von mononukleären Zellen des peripheren Blutes (PBMCs) untersucht (AG Chatterjee). Während die aktivsten Carboxamide an MM-Zellen im submikromolaren Bereich wirksam waren, zeigte mit Ausnahme des phenolsubstituierten Derivats trans-24r keine der getesteten Verbindungen toxische Effekte an PBMCs (EC50 > 100 μM). Darüber hinaus legen detaillierte Westernblot-Analysen einen HSP70-spezifischen Wirkmechanismus nahe. Außerdem führte eine duale Hemmung von HSP70 und HSP90 durch gleichzeitige Inkubation mit trans-24i und NVP-AUY922 (5) zu einem additiven pro-apoptotischen Effekt bei MM-Zellen.
Aufgrund der vielversprechenden In-vitro-Ergebnisse und seiner guten Löslichkeit wurde trans-39c in vivo untersucht. Zu diesem Zweck wurden zunächst die physikochemischen Parameter pKa, logP und Löslichkeit sowie die Plasma-Proteinbindung ermittelt (in Kooperation mit AG Meinel). Auf Basis einer im Anschluss durchgeführten Pharmakokinetik-Simulation wurden zwei unterschiedliche Dosierungen gewählt. Toxizitätsuntersuchungen von trans-39c zeigten keine Hämolyseaktivität und keinen Effekt auf die Viabilität von Leber- und Nierenzellen (H. Bruhn).
Für die In-vivo-Studie wurde ein murines MM-Modell verwendet, das auf MOPC-315.BM-Luciferase+-Zellen basiert und eine nicht-invasive In-vivo-Bestimmung der Tumorentwicklung via Biolumineszenz ermöglicht (AG Beilhack). Über einen Zeitraum von zehn Tagen wurde zwei Gruppen mit jeweils fünf Tieren behandelt. Dazu wurde trans-39c (4 bzw. 40 μg) im Abstand von 12 h intraperitoneal appliziert. Alle Versuchstiere tolerierten die Behandlung und die mit einer Dosis von 40 μg therapierte Gruppe zeigte eine signifikante Reduktion des Tumorwachstums gegenüber einer unbehandelten Kontrollgruppe. Dieses Ergebnis konnte zusätzlich durch eine im Anschluss durchgeführte Ex-vivo-Untersuchung bestätigt werden, bei der die Tumorlast in verschiedenen Knochen und Geweben ermittelt wurde.
Die Tetrahydroisochinolinon-Derivate haben sich damit als ausgezeichnete Leitstruktur für die Weiterentwicklung als HSP70-Inhibitoren erwiesen und könnten in Zukunft zu einem deutlichen Fortschritt bei der Behandlung des Multiplen Myeloms beitragen.
Die Frage nach der optimalen Diagnostik bei polytraumatisierten Patienten wird in der Literatur derzeit nicht abschließend beantwortet. Nichtsdestotrotz ist die Multislice-Computertomographie zur primären Diagnostik schwerstverletzter Patienten in regionalen sowie überregionalen Traumazentren unverzichtbar geworden.
Seit 2004 ist im Würzburger Schockraum ein Computertomograph direkt im Schockraum verfügbar und die Ganzkörper-CT als primäres diagnostisches Mittel in den Schockraumalgorithmus integriert. Ziel dieser Datenerhebung ist es deshalb, die Wertigkeit dieses Konzeptes zu überprüfen.
Zu diesem Zweck wurden retrospektiv Daten der Jahre 2005 bis einschließlich 2008 ausgewertet. Im Kollektiv enthalten sind 155 Patienten mit einem durchschnittlichen Alter von 39 Jahren und einem Männeranteil von 72,3%.
Die Abbreviated Injury Scale ergab beim Würzburger Kollektiv verglichen mit den Daten der DGU einen hohen Anteil von Patienten mit schweren Verletzungen vor allem im Bereich von Abdomen (43,2% im Vergleich zu 22,8% bei der DGU), Thorax (75,5% vs. 58,0% bei der DGU), Extremitäten (65,8% vs. 38,0% bei der DGU) und Gesicht (21,9% vs. 4,6% bei der DGU).
Beim Injury Severity Score wurde in vorliegender Datenerhebung ein Mittelwert von 37,8 Punkten berechnet, im Gegensatz zu durchschnittlich 24,5 Punkten bei den Daten der DGU. Ursache hierfür ist das Einschlusskriterium dieser Datenerhebung eines ISS ≥ 16, während bei der DGU nur 73% der Patienten eines ISS ≥ 16 hatten.
29% der Würzburger Patienten wurden entsprechend einem initialen GCS von ≤ 8 am Unfallort bewusstlos vorgefunden. Dieses Ergebnis deckt sich mit den gesamtdeutschen Daten, die im Jahresbericht 2008 der DGU veröffentlicht wurden.
Die Standardisierte Mortalitätsrate, die mit Hilfe der RISC-Prognose und der Mortalitätsrate für dieses Kollektiv ermittelt wurde, lag bei 0,66. Das bedeutet, dass deutlich weniger Patienten verstorben sind als nach RISC-Prognose erwartet. Im Vergleich zu den Angaben der DGU, die für das Jahr 2007 das bisher beste Ergebnis mit einer SMR von 0,75 im Gesamtkollektiv berechneten, ein gutes Ergebnis.
Die im direkten Vergleich höhere Letalität von 18,1% im Würzburger Kollektiv im Gegensatz zu 14% bei den gesamtdeutschen Daten der DGU lässt sich durch den deutlich höheren durchschnittlichen ISS begründen.
Insgesamt wurde in den Jahren 2005 bis 2007 am Uniklinikum Würzburg eine Zunahme der Letalität polytraumatisierter Patienten innerhalb der ersten 24 Stunden nach dem Unfall beobachtet. Zunehmend weniger Patienten verstarben dagegen während des folgenden Krankenhausaufenthaltes. Bei der Gesamtletalität konnte eine Abnahme von 20,0% im Jahr 2005 auf 14,1% im Jahr 2007 verzeichnet werden.
Die Berechnung der Diagnostikzeiten ergab eine durchschnittliche Gesamtuntersuchungsdauer von 51 Min (von der Ankunft des Patienten im Schockraum bis zum Ende der Datenrekonstruktion) und 29 Min von Beendigung des Scans bis zum Ende der Rekonstruktion. Durchschnittlich 22 Min wurden für den Zeitraum von Ankunft des Patienten bis zum Ende des Polytraumascans ermittelt, 7 Min betrug die reine Scanzeit. Die Daten decken sich mit den Berechnungen früherer Studien.
Bei 30,3% der Würzburger Patienten wurden zusätzlich konventionelle Röntgenaufnahmen im Schockraum angefertigt. Der überwiegende Anteil der Aufnahmen, das heißt 34,0%, entfielen dabei auf Röntgenbilder des Thorax. Als Erklärung werden häufig notwendige Lagekontrollen nach Installation einer Thoraxdrainage oder eines zentralen Venenkatheters angeführt.
Computertomographische Folgeuntersuchungen wurden bei insgesamt 72,9% der Patienten durchgeführt. Mit Abstand am häufigsten, in 47,6% der Fälle, wurden weitere Aufnahmen des Schädels angefertigt.
Die Kontrolle der Kurzbefunde der Ganzkörper-CT ergab bei sechs der insgesamt 155 Patienten initial nicht diagnostizierte Läsionen. Die entsprechenden Verletzungen waren bei drei Patienten auch unter Kenntnis der intraoperativen Diagnosen in der retrospektiven Analyse nicht nachvollziehbar. Bei nur einem Patienten ergab sich eine reale therapeutische Relevanz, hier wurde eine Mandibulafraktur übersehen, die später einer operativen Versorgung bedurfte.
Die Rate von initial sechs nicht entdeckten Verletzungen verdeutlicht die hohe Qualität der primären Diagnostik im Würzburger Schockraum.
Die SMR als Kriterium der Versorgungsqualität bei der Behandlung polytraumatisierter Patienten ergab einen, im gesamtdeutschen Vergleich, hohen Standard.
Zusammenfassend belegen unsere Daten den überlegenen Stellenwert eines Ganzkörper-Computertomographie-basierten Schockraumalgorithmus in der Primäversorgung polytraumatisierter Patienten am Beispiel des Würzburger Schockraums.
5 – 13% aller Hypertoniker leiden an einem Primären Hyperaldosteronismus (PA), was diese Erkrankung zu der häufigsten Form sekundärer Hypertonie macht. Die Subtypdifferenzierung dient der Unterscheidung zwischen unilateraler, operativ zu therapierender und bilateraler, medikamentös zu therapierender Form. Der diagnostische Goldstandard in der Subtypdifferenzierung, der selektive Nebennierenvenenkatheter, ist aufgrund seiner Limitationen immer wieder Gegenstand kontroverser Diskussionen. Während CT- und MRT- Bildgebung einen fester Bestandteil der Stufendiagnostik des PA darstellen, hat die funktionelle Bildgebung, PET und SPECT, hierbei noch keinen festen Platz. In der bildgebenden Darstellung der Nebennieren allgemein gewinnen diese Verfahren, vor allem auf der Basis von Etomidat und seinen Derivaten, zunehmend an Bedeutung. Beipiele hierfür sind 11C- Meto- bzw. 18F- FETO- PET und 123I- IMTO- SPECT.
Relativ neu in der Entwicklung sind selektive Aldosteronsynthaseinhibitoren. Problematisch hierbei ist die 93% Homologie in der Aminosäuresequenz von CYP11B1 und CYP11B2, der Aldosteronsynthase. Die dieser Arbeit zugrunde liegende Idee ist die Entwicklung eines funktionellen Bildgebungsverfahrens zur Differenzialdiagnose des PA auf der Basis fluorierter und iodierter Aldosteronsynthasenhibitoren.
Mittels Realtime- PCR konnte gezeigt werden, dass die Überexpression von CYP11B2 in aldosteronproduzierenden Tumoren dieses Enzym zu einem geeigneten Ansatzpunkt für radioaktiv markierte Tracer macht. Zur Evaluation geeigneter Substanzen wurde daher eine, humanes CYP11B1 bzw. CYP11B2 stabil exprimierende Zelllinie auf Basis der murinen Y1- Nebennierenrindenkarzinom- Zellen, entwickelt. Dies gelang durch Klonierung der humanen Enzyme in den pcDNA3.1zeo(+)- Vektor und anschließende Transfektion mit Lipofectamine. Zur weiteren Substanztestung wurde jeweils der Klon mit hoher Expression der CYP11B Enzyme auf mRNA- und Proteinebene bei gleichzeitig höchster Hormonkonzentration im Zellkulturüberstand ausgewählt. Inkubation dieser Zelllinien mit den CYP11B- Inhibitoren Etomidat und Metomidat erbrachte IC50- Werte im nanomolekularen Bereich. In dem Testsystem stellte sich das fluorierte Naphthenylpyridin- Derivat 5.1 als potentester und zugleich sehr selektiver Inhibitor von CYP11B2 heraus, der erst ab einer Zehnerpotenz über der ermittelten IC50 einen signifikanten antiproliferativen Effekt auf NCI- H295 Zellen ausübte.
Die stabil transfizierten Y1-CYP11B Zellen stellten sich als geeignetes Testsystem zur Evaluation von Potenz und Selektivität der Aldosteronsynthase- Inhibitoren heraus. Mit der Substanz 5.1 konnte bereits ein potenter und selektiver Inhibitor von CYP11B2 entwickelt werden. Der IC50- Wert für die Inhibition von CYP11B2 lag für diese Substanz aber noch etwa um den Faktor 100 höher als für die Referenzsubstanz Etomidat, so dass die Entwicklung und Testung weiterer Inhibitoren folgen muss, bis eine geeignete Substanz für die funktionale Bildgebung zur Differenzialdiagnose des PA gefunden ist.
Ziel dieser Arbeit war es, unter Etablierung und Evaluierung der hier verwendeten RNA-Extraktionsmethoden sowie der oben beschriebenen PCR-Verfahren zum Nachweise der genannten Mutationen, eine Verbesserung der molekularen hämatologisch-onkologischen Diagnostik der Universitätsklinik Würzburg zu erreichen, gemessen am Patientenaufkommen der Klinik.
Beim Vergleich der verschiedenen RNA-Extraktionsmethoden fällt eine Festlegung auf eine der Methoden schwer. Bisher wurde das hier mitgetestete Kit von Quiagen verwendet. Aufgrund der relativ kurzen Arbeitszeit, die bei der Verwendung dieses Kits benötigt wird, und dem hohen Probenaufkommen in einem Labor dieser Größe ist das Quiagen-Kit sicher eine gute Wahl. Unter dem finanziellen Aspekt gesehen, könnte man aber deutliche Einsparungen erreichen, wenn man zum günstigeren Konkurrenten Macherey-Nagel wechselt. Um hierbei eindeutige Ergebnisse zu erzielen, ist aber eine große Versuchsreihe notwendig, in der Materialkosten gegen Arbeitskosten aufgestellt werden sollten. Die Trizol-Methode ist zwar bei weitem die günstigste Variante in Bezug auf die Materialkosten, aber der Arbeitsaufwand sowie die wenig zufriedenstellenden Reinheitsergebnisse wirken sich doch sehr nachteilig aus. Zum Empfehlen wäre daher für die Uniklinik eine Versuchsreihe mit den kommerziellen Kits, mit großen Probenzahlen und in Verbindung mit nachgeschalteten Mutationsnachweisen für epidemiologisch häufig vorkommenden Mutationen, für die bereits Nachweisverfahren beschrieben sind.
Mit den weiteren hier beschriebenen Assays wurden Versuchsreihen durch-geführt, für die es in der Klinik ein geringeres Patientenaufkommen gibt. Es handelte sich hierbei um bestimmte Unterformen der akuten myeloischen sowie der chronisch lymphatischen Leukämie, die insgesamt sehr selten auftreten. Untersucht wurden im Rahmen dieser Arbeit ein Polymorphismus im CD38-Gen, die NPM1-Mutation im Nucleophosmin-Gen sowie die Mutation FLT3-TKD an Position D835 der FLT3-Tyrosinkinase.
Der Nachweis des Polymorphismus im CD38-Gen konnte mittels der Restriktionsendonuklease Pvu II und Agarosegelelektrophorese problemlos und reproduzierbar dargestellt werden. Insgesamt ist der CD38-Polymorphismus aber auch in der gesunden Bevölkerung sehr häufig und konnte auch im Rahmen der vorliegenden Arbeit bei vielen gesunden Probanden nachgewiesen werden. In Zusammenhang mit den Ergebnissen der Literaturrecherche gesehen, ist diese Art des CD38-Nachweises zwar einfach und schnell durchführbar, aber leider ohne Aussagekraft für die Prognose der CLL.
Die Nucleophosmin-Mutation Subtyp A mit der Insertion TCTG an Position 956 konnte mittels RT-PCR und anschließender Schmelzkurvenanalyse nach-gewiesen werden. Im untersuchten Patientengut befand sich kein positiver Patient, sodass der Nachweis nur aus einer NPM1-positiven Zellkultur erbracht werden konnte. Da der Nachweis der Mutation bei Patienten mit unverändertem Karyotyp prognostisch günstig ist und insgesamt etwa 35% der AML-Patienten betroffen sind, ist eine Aufnahme dieses Assays in die klinische Routinediagnostik durchaus sinnvoll, um eine individuelle Therapie zu ermöglichen. Der Nachweis sollte in der diagnostischen Kette am besten in die Untersuchung des ersten Knochenmarkspunktates geschaltet werden, sobald ein normaler Karyotyp festgestellt wurde. Ein weiteres Argument für die Einführung in die klinische Routine ist die Nutzung des Versuchs zur Kontrolle der MRD, da ein erneuter NPM1-Nachweis sofort zur Therapieeinleitung führen kann.
Anders gestaltet sich der Nachweis der Mutation FLT3-TKD an Position D835 der FLT3-Tyrosinkinase, da sie nur etwa 6-7% aller FLT3-Mutationen darstellt. Das erklärt, warum keiner der hier getesteten AML-Patienten positiv für diese Mutation war. Zudem ist die Mutation nur im Knochenmark aufgrund der höheren Blastenzahlen vor Therapiebeginn eindeutig nachweisbar. Die Aufnahme dieser diagnostischen Möglichkeit in die Routinediagnostik ist also nur dann sinnvoll, wenn sie im Rahmen der AML-Erstdiagnostik bei der ersten Knochenmarkspunktion durchgeführt wird. Wichtiger wäre aber, einen Nachweis für die deutlich häufiger vorkommende FLT3-ITD-Mutation zu etablieren.
No abstract available.
Diese Dissertation untersucht das Phänomen Stress im Zusammenhang mit der Tako-Tsubo-Kardiomyopathie. Sie ist eine der ersten Arbeiten, die insbesondere die Stressverarbeitung der Betroffenen mit standardisierten Messverfahren analysiert. In einer retrospektiven Querschnittsstudie wurden mit Hilfe von zwei Fragebögen soziodemographische, medizinische und psychologische Aspekte dieser Erkrankung erfasst; insbesondere wurde die Stressverarbeitung der Betroffenen mit Hilfe des standardisierten Fragebogens SVF-120 von G. Erdmann und W. Janke erfasst. Es zeigt sich, dass entgegen unserer Erwartung die Stressverarbeitung von Patienten mit Apical Ballooning Syndrom sich nicht von derjenigen von Gesunden oder Myokardinfarkt-Patienten unterscheidet. Jedoch gaben 80 % unserer befragten Patienten an unter akuten oder längerfristigen Stressoren zum Zeitpunkt des Anfalls gelitten zu haben. Ein Zusammenhang zwischen Stress und der Stressherzerkrankung ist also naheliegend, jedoch scheint eine pathologische Stressverarbeitungsweise nicht der entscheidende Aspekt in der Pathogenese zu sein.
Die chronische Herzinsuffizienz ist eine der führenden Ursachen für Morbidität und Mortalität in den industrialisierten Nationen. Herzinsuffizienz ist eine Erkrankung des höheren Lebensalters, ist häufig assoziiert mit komorbiden Faktoren und stellt in Deutschland mittlerweile die häufigste Hauptdiagnose krankheitsbedingter stationärer Krankenhausaufenthalte dar. Herzinsuffizienz ist damit einer der wesentlichen kostentreibenden Faktoren unseres Gesundheitssystems.
Neben allgemeinen nicht-medikamentösen Behandlungsempfehlungen und chirurgischen Therapien für Patienten im Endstadium der Erkrankung gibt es pharmakotherapeutische Leitlinien, die sich auf eine solide Evidenzbasis stützen. Die aktuellen Behandlungsleitlinien basieren jedoch größtenteils auf großen randomisierten kontrollierten Studien, in denen häufig wichtige Patientengruppen aufgrund von Alter, Geschlecht, Komorbiditäten oder erhaltener linksventrikulärer Ejektionsfraktion ausgeschlossen waren. Dies wird jedoch der ausgeprägten Heterogenität chronisch herzinsuffizienter Patienten im klinischen Alltag nur bedingt gerecht. Zudem ist die medikamentöse Therapie oft komplex und erfordert eine häufige Anpassung an die individuellen Begleiterkrankungen des Patienten sowie wiederholte Anpassungen der Dosis (Auftitration). Die Umsetzung dieser Therapieleitlinien und die damit zu erzielenden prognostischen Effekte in der deutschen Bevölkerung sind bislang schlecht beschrieben. Insbesondere ist unklar, inwieweit die Ergebnisse der großen, randomisierten kontrollierten Studien auf die Allgemeinbevölkerung übertragbar sind.
In der vorliegenden Arbeit wurde eine dem Praxisalltag vergleichbare Kohorte konsekutiver chronisch herzinsuffizienter Patienten (n=1054) mit eingeschränkter bzw. erhaltener linksventrikulärer Pumpfunktion rekrutiert und über im Mittel fünf Jahre nachverfolgt.
Im Mittelpunkt stand die Frage, welche Faktoren ausschlaggebend dafür sind, dass ein chronisch herzinsuffizienter Patient eine leitliniengerechte Pharmakotherapie (Korrelate einer besseren Leitlinientreue) bzw. eine höhere Dosierung der Medikation (Korrelate einer optimierten Pharmakotherapie) erhält. Zudem sollten diejenigen Faktoren herausgearbeitet werden, die das Langzeitüberleben chronisch herzinsuffizienter Patienten beeinflussen. Hier sollte insbesondere auch die Frage untersucht werden, in welchem Ausmaß eine höherqualitative Pharmakotherapie die Prognose beeinflussen kann. Als Arbeitshypothese wurde definiert, dass eine bessere Leitlinientreue bzw. eine optimierte Pharmakotherapie die Langzeitprognose chronisch herzinsuffizienter Patienten positiv beeinflusst. Dabei wurde zusätzlich angenommen, dass die zu Studienbeginn erfassten Risikofaktoren sowohl die Auswahl der Arzneimittel als auch die Höhe der Dosierungen beeinflussen.
Anhand des INH-Register Kollektivs konnte gezeigt werden, dass die Leitlinien der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie zur Therapie der chronischen Herzinsuffizienz auch auf das Alltagskollektiv des INH-Registers übertragbar sind und sich dabei positiv auf die Prognose dieser Patienten auswirken. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, da sich die Leitlinien größtenteils auf randomisiert-kontrollierte Studien stützen, in denen bestimmte Patientengruppen – u.a. alte Patienten, Frauen und Patienten mit erhaltener linksventrikulärer Funktion − ausgeschlossen wurden. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass eben diese Patientengruppen bei der Therapie „benachteiligt“ werden. Einen höheren Grad an leitliniengerechter Pharmakotherapie und/oder höhere Dosierungen der Herzinsuffizienzmedikamente erhalten demnach jüngere Patienten, Männer und Patienten im niedrigeren NYHA-Stadium. Diese Erkenntnisse können in Zukunft als möglicher Ansatzpunkt zur Verbesserung der Versorgungssituation chronisch herzinsuffizienter Patienten dienen, wodurch sich perspektivisch die Morbidität und Mortalität dieser Patienten weiter senken ließe.
Die Daten des INH-Registers untermauerten den Überlebensvorteil von chronisch herzinsuffizienten Patienten, die mit einem Betablocker, ACE-Hemmer/ARB und/oder Aldosteronantagonisten behandelt wurden bzw. denen ein höherer Grad an leitliniengerechter Pharmakotherapie zuteilwurde. Im Gegensatz dazu konnte der Zusammenhang zwischen der Dosierung der Herzinsuffizienzmedikamente und der Prognose der Patienten am Beispiel einer Therapie mit Betablockern bzw. ACE-Hemmern/ARBs nur eingeschränkt aufgezeigt werden. Einen prognostischen Vorteil hatten hierbei lediglich Patienten mit einer hohen Dosis an ACE-Hemmer und einer LVEF <45%, wobei nach Gewichtsadaptation kein signifikanter Unterschied mehr nachweisbar war. Hinsichtlich der Gabe eines Betablockers weisen die Analysen auf einen prognostischen Vorteil einer solchen Therapie hin, während die Dosierung bzw. das Erreichen der Zieldosis von nachrangiger Bedeutung zu sein scheint. Vielmehr scheint es sinnvoll zu sein, sich bei der Betablockertherapie an der Herzfrequenz der Patienten zu orientieren, die einen guten Prädiktor für die Prognose darstellt. Primäres Ziel muss es demnach in jedem Fall sein, dass der chronisch herzinsuffiziente Patient die jeweilige Substanzklasse erhält, wenn sie nach Leitlinien indiziert ist. Die Dosissteigerung sollte dann nicht forciert nach festen Schemata erfolgen, sondern angepasst an das individuelle Patientenprofil. Veränderungen von Herzfrequenz, Blutdruck und Laborparametern müssen hierzu repetitiv erfasst und in die Behandlungsstrategie eingebunden werden.
Nach 5 Jahren waren im Register 57% der Patienten verstorben, wobei v.a. kardiovaskuläre Ereignisse aber auch der plötzliche Herztod als Todesursachen dominierten. Wenngleich sich hier ein deutlicher Zusammenhang mit der Schwere der Erkrankung (NYHA-Stadium) bestätigte, verdeutlichen diese Daten den nach wie vor schwerwiegenden („malignen“) Verlauf der chronischen Herzinsuffizienz. Gleichzeitig sind die Daten auch Ansporn, die Pharmakotherapie unter Alltagsbedingungen so zu optimieren, wie es sonst nur unter den Bedingungen klinisch-kontrollierter Studien möglich ist. Die Daten der vorliegenden Arbeit legen nahe, dass allein durch die bestmögliche Anpassung der „konventionellen medikamentösen Therapie“ sich bereits ein erheblicher prognostischer Nutzen für den einzelnen Patienten aber auch für die Bevölkerung und das Gesundheitssystem materialisieren ließe. Künftig müssen demnach verstärkte Anstrengungen darauf gerichtet werden, diese Therapie-Optimierung flächendeckend und nachhaltig umzusetzen. Studienkollektive wie das INH-Register sind dabei geeignete Instrumente der Versorgungsforschung, die langfristig auch direkt zur Verbesserung der Versorgungssituation der Patienten beitragen.
Die Koronare Herzkrankheit (KHK) zählt zu den häufigsten Todesursachen in Deutschland und weltweit. Die Atherosklerose der Herzkranzgefäße gilt als pathophysiologisches Korrelat der KHK. Die manifeste KHK geht mit Myokardhypoxie einher, persistierende Myokardhypoxie resultiert im Myokardinfarkt. Atherosklerose ist ein multifaktorieller, sich selbst verstärkender Inflammationsprozess, an dem multiple Zellen und Moleküle beteiligt sind. Hierzu zählen zum Beispiel das monozytär-phagozytäre System (MPS) und Chemokine sowie Chemokinrezeptoren. Auch im Regenerationsprozess nach Myokardinfarkt spielt die MPS-Chemokinrezeptor-Interaktion eine bedeutsame Rolle. Die perkutane Koronarintervention mit Stentimplantation (PCI) hat sich als geeignete Behandlungsmöglichkeit der manifesten KHK etabliert. Häufigste Komplikationsfolge der Implantation von Bare-Metal-Stents stellt die In-Stent-Restenose aufgrund einer überschießenden Inflammationsreaktion dar. Konsekutiv entwickelte Drug-Eluting-Stents sondern Immunmodulatoren zu Eindämmung der Inflammationsreaktion ab. Dadurch kommt es auch zu Eindämmung der gewollten Reendothelialisierung des Stents mit Zunahme gefürchteter Stent-Thrombosen. Ideal wäre demnach eine selektivere Hemmung der Inflammationsreaktion, die die gewünschte Reendothelialisierung nicht beeinträchtigt. Hierzu müssen die molekularbiologischen Zusammenhänge am Gefäßbett nach Stenting beleuchtet werden. In der vorliegenden Arbeit wurde das Expressionsverhalten der Chemokinrezeptoren CXCR4, CX3CR1 und CCR2 auf Monozyten vor und nach PCI im humanen Modell untersucht, alle untersuchten Probanden litten an Atherosklerose, circa die Hälfte hatte bereits vormalig einen Myokardinfarkt erlitten. 24 Stunden nach Stenting zeigte sich eine signifikant geringere CXCR4-Expression und Positivität auf Monozyten der Gesamtpopulation. Dies ist vermutlich Korrelat einer Achsenaktivierung mittels CXCR4-typischer Rezeptorinternalisierung und mittels Abwanderung CXCR4-positiver Monozyten ins Gefäßbett und spricht für eine grundlegende Rolle der CXCR4-MPS-Interaktion nach PCI. Patienten, die bereits einen Myokardinfarkt erlitten hatten, konnten eine signifikant niedrigere CXCR4-Expression auf Monozyten aufweisen als die Vergleichsgruppe. Weiterhin zeigten Patienten mit pectanginösen Beschwerden einen signifikant höheren Rezeptorverlust an der Oberfläche der Monozyten nach Stenting. Dies deutet auf eine grundlegende Rolle der CXCR4-MPS-Interaktion bei Myokardhypoxie hin und liefert einen Einblick in das komplexe Geschehen der Infarktheilung und Hypoxiekompensation.
Hypothetisch denkbar wäre eine protektive Rolle der CXCR4-Achse nach Ischämie, mit Hypoxie-vermittelter Präkonditionierung humaner Monozyten nach stattgehabtem Myokardinfarkt und konsekutiv basal gesteigerter CXCR4-Expression, die nach erneutem Hypoxie-Ereignis einen schnelleren Zugriff auf CXCR4-vermittelte, protektive Signalwege erlauben könnte. Patienten, die sich bereits vormals einem Stenting unterzogen hatten, konnten eine signifikant niedrigere CX3CR1-Expression auf Monozyten aufweisen. Dies steht in Kongruenz mit Ergebnissen von Tierstudien, die eine grundlegende Rolle von CX3CR1 im chronischen Monozytenrecruitment nach Gefäßverletzung beschrieben hatten. Für CCR2 ergaben sich keine relevanten Ergebnisse. Die Rolle der Interaktion der Chemokinrezeptoren CXCR4, CX3CR1 und CCR2 mit humanen Monozyten in Neointimagenese, Atherosklerose und Myokardheilung nach Infarkt ist nicht eindeutig beschrieben und wird zum Teil kontrovers diskutiert. Unsere Studie liefert interessante neue Erkenntnisse bezüglich der Beteiligung der untersuchten Rezeptoren und dem MPS bei den beschriebenen pathogenetischen Prozessen. Die erstmalig beschriebene CXCR4-MPS-Interaktion nach Stenting sowie die Hinweise auf eine Beteiligung von CX3CR1 im chronischen Monozytenrecruitment der humanen Neointimagenese liefern einen interessanten Anhaltspunkt für die Entwicklung neuer, selektiver Antagonisten im Kampf gegen die In-Stent-Restenose.
Der Regierungsbezirk Unterfranken, das Untersuchungsgebiet des Sprachatlas von Unterfranken (SUF), ist dialektologisch dadurch gekennzeichnet, dass durch ihn von Südwesten nach Nordosten (Spessart, Rhön) die Grenze zwischen dem Oberdeutschen und dem Mitteldeutschen verläuft. Diese Grenze wird im nördlichen Teil Rhönschranke genannt. Allerdings gibt es keine scharfen Dialektgrenzen, sondern nur Übergangsgebiete zwischen zwei dialektalen Kernräumen. Übergangsgebiete sind dadurch gekennzeichnet, dass Merkmale eines (Kern-)Raums ab- und die des anderen zunehmen. Auf der Basis des SUF-Materials wird dieses Übergangsgebiet beschrieben und dialektgeographisch interpretiert.