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Background & Aim: In an aging society, promoting successful cognitive aging is becoming increasingly important, particularly with regard to age-related cognitive changes and dementia. Therefore, it is critical to support older people, especially those with subjective cognitive decline, through helpful tools and identify effective interventions to alleviate dementia symptoms. While pharmacological treatments have their limitations, such as limited efficacy and side effects, non-pharmacological interventions are becoming increasingly important. The aim of this dissertation was to evaluate non-pharmacological interventions, specifically coping strategies at the beginning of the cognitive spectrum and later non-pharmacological interventions in gen-eral for the treatment of dementia symptoms, in the German healthcare system. Methods: First, effective coping strategies were identified by systematically reviewing scientific evidence and then the strategies were included in a memory aid handbook for people with subjective cognitive decline. The memory aid handbook was tested and evaluated in a usability study to determine whether its use had positive effects on people with subjective cognitive decline. Moreover, the implementation of non-pharmacological interventions in German de-mentia care, as well as perceived effects and barriers were examined through focus group discussions with caregivers in general and specifically in interviews with informal caregivers. Results: Findings from the systematic review indicated that coping strategies are used across the spectrum of cognitive decline, although the nature of these strategies varied with the severity of impairment. The memory aid handbook, developed based on effective coping strate-gies, has proven to be a useful tool for supporting people with subjective cognitive decline. Participants were able to integrate new strategies and increase their confidence in their already established coping strategies. Further, findings from interviews and expert focus group discussions indicated that other non-pharmacological interventions, particularly social interactions and interventions tailored to the person with dementia, are used to alleviate dementia symptoms and improve the well-being of people with dementia and their caregivers. Despite the perceived positive effects, barriers such as bureaucracy, lack of staff and resources, lack of time, and limited services hindered implementation of non-pharmacological interventions. Conclusion: Non-pharmacological interventions are perceived as beneficial by people with subjective cognitive decline and in dementia, although the type of intervention preferred varies. By incorporating a person-centered care approach, non-pharmacological interventions might reach their full potential, although their implementation is hindered by several barriers that need to be addressed in future model projects within the community.

Die vorliegende Arbeit ist als eine Pilotstudie zur Untersuchung der Anwendbarkeit eines KI-basierten Vaskulären Schweregradscores (VSS) im Screening der Frühgeborenenretinopathie zu verstehen. Dazu ist ein großer Bilddatensatz aus der randomisierten, prospektiven CARE-ROP-Studie (48) mit dem computergestützten i-ROP-Algorithmus ausgewertet und anschließend mit den klinischen Angaben zum Krankheitsverlauf in Relation gesetzt worden. Die Ergebnisse dieser Arbeit belegen, dass der VSS sowohl für das primäre (vor einer Anti-VEGF-Therapie) als auch für das sekundäre ROP-Screening (nach einer Anti-VEGF-Therapie zur Überwachung einer Reaktivierung) von Nutzen sein kann. Demnach korreliert der VSS mit der klinisch beobachteten Krankheitsregression nach initialer Ranibizumab-Injektion sowie mit der anschließenden Krankheitsprogression im Falle einer behandlungsbedürftigen Reaktivierung. Darüber hinaus ist das Ausmaß der VSS-Änderungsrate (Δ) zwischen Baseline-Visite und Woche 1 mit einer höheren Wahrscheinlichkeit für eine spätere behandlungsbedürftige Reaktivierung sowie die Höhe des VSS zu Therapiebeginn mit einem früheren Zeitpunkt der ersten Wiederbehandlung assoziiert (78). Zudem wird deutlich, dass die Schweregradbestimmung der Plus Disease trotz bestehender Klassifikationskriterien aufgrund der subjektiven Interpretation von pathologischen Grenzwerten für vaskuläre Veränderungen auch für Expert*innen herausfordernd sein kann (64–66). Hier können KI-basierte Systeme im Vergleich zur menschlichen Befundung möglicherweise mehr Objektivität bieten und damit die Qualität sowie Zuverlässigkeit des ROP-Screenings erhöhen. Zusätzlich besteht bei einer klinischen Anwendung die Möglichkeit, durch eine telemedizinische Beurteilung von Fundusbildern die Erreichbarkeit des Screenings auch in medizinisch unterversorgten Regionen zu verbessern (73,84). Letztlich muss jedoch berücksichtigt werden, dass mit den vorliegenden Ergebnissen aufgrund der angeführten Limitationen nur Hypothesen formuliert werden können, deren Validierung Gegenstand künftiger prospektiver Studien sein sollte. Wenn es sich bestätigt, dass bereits zu Beginn der Behandlung Kinder mit einem erhöhten Wiederbehandlungsrisiko herausgefiltert und anhand der Höhe des VSS-Ausgangswertes auch der ungefähre Zeitpunkt einer Reaktivierung abgeschätzt werden kann, hätte dies bedeutsame Auswirkungen auf die Planung von Verlaufskontrollen nach einer Anti-VEGF-Therapie. Damit würde die Qualität und Sicherheit der ROP-Behandlung entscheidend verbessert werden können.

Der Skelettmuskel ist ein dynamisches Gewebe, welches sich durch Änderungen der Muskelmasse und der Fasertypzusammensetzungen an unterschiedliche Belastungs-bedingungen anpassen kann. In Folge von Verletzungen oder anderen pathologischen Veränderungen ist der Skelettmuskel in der Lage, sich selbst zu regenerieren. Die Re-generationsfähigkeit des Skelettmuskels beruht auf den Satellitenzellen (Muskel-stammzellen), welche sich nach Aktivierung und myogener Differenzierung zu neuen Muskelfasern entwickeln können und so die Fähigkeit besitzen, defekte Muskelfa-serareale zu reparieren. Der Verlust von Skelettmuskelmasse und Störungen des oxi-dativen Stoffwechsels in der Muskulatur sind pathophysiologische Aspekte bei mehre-ren chronischen Krankheiten wie beispielsweise der Herzinsuffizienz, des Diabetes Typ-II und der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD). Ein verbessertes Verständnis der zugrundeliegenden molekularen Prozesse, könnte die Entwicklung von besseren Behandlungs- und Präventionsstrategien zur Verbesserung der Skelett-muskelfunktion unterstützen und zur Linderung von Muskelanomalien bei Patienten beitragen. Aufgrund seiner Beteiligung an vielen intrazellulären Signalwegen stellt der Transkriptionsfaktor EB (TFEB) ein sehr interessantes therapeutisches Ziel für viele dieser Krankheiten dar. Die Rolle von TFEB in der myogenen Entwicklung ist jedoch noch immer nicht vollständig verstanden. Da die myogene Differenzierung ein ener-gieabhängiger Prozess ist und TFEB die Expression von PGC-1α, einem Schlüssel-faktor der mitochondrialen Biogenese und der Expression mitochondrialer Gene, re-guliert sollte die Hypothese getestet werden, ob TFEB eine Rolle in der myogenen Differenzierung spielt. Die Rolle von TFEB in der myogenen Differenzierung wurde an immortalisierten C2C12 Skelettmuskelzellen genauer untersucht, da diese Zelllinie un-ter spezifischen Zellkulturbedingungen in Myotuben differenzieren, kontraktile Proteine bilden und charakteristische Muskelproteine produzieren kann und sich somit gut zur Beantwortung der Fragestellung eignet. Die vorliegende Arbeit konnte zeigen, dass die Überexpression von TFEB die myo-gene Differenzierung von C2C12-Zellen stark beeinträchtigt, gemessen an reduzierten Differenzierungs- und Fusionsindizes, sowie einer verminderten mRNA-Expression der frühen Differenzierungsfaktoren Myogenin (Myog), MyoD (Myod1), Myomaker (Mymk), Myomerger (Mymx) und Myomaxin (Xirp2) und verminderten Protein- und mRNA-Expression der Myosin-Schwerketten-Proteine als späte Differenzierungsmar-ker in den TFEB-überexprimierten Zellen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Überexpression von TFEB die Genexpression von Ppargc1a in C2C12-Zellen signifi-kant erhöht. Mittels Luziferase-Assay konnten wir außerdem bestätigen, dass TFEB und Transkriptionsfaktor E3 (TFE3) die Promotoraktivität von Ppargc1a in einer dosis-abhängigen Weise induzieren. Diese Induktion der Ppargc1a-Expression durch TFEB und TFE3 ließ sich in weiteren Luziferase-Experimenten dosisabhängig durch Histon-deacetylasen der Klasse IIa HDAC4, 5 und 7 signifikant hemmen. Diese HDAC-ver-mittelte Hemmung der TFEB- und TFE3-induzierten Ppargc1a-Expression ließ sich durch die Mitglieder der Proteinkinase D-Familie PKD1, PKD2 und PKD3 wieder aufheben. Zusammenfassend konnte TFEB als negativer Regulator der myogenen Differenzie-rung identifiziert und sein molekularer Wirkmechanismus charakterisiert werden.

Abstract Purpose: Neuroblastoma (NB) is the most frequent extracranial tumor in children. The detection of bone marrow (BM) involvement is crucial for correct staging and risk-adapted treatment. We compared three methods regarding the detection of NB involvement in BM. Methods: Eighty-one patients with NB were included in this retrospective study. BM samples were obtained at designated time points at study entry and during treatment or follow-up. The diagnostic tools for BM analysis included cytomorphology (CM), flow cytometry (FCM) and automatic immunofluorescence plus fluorescence in situ hybridization (AIPF). Results: We analyzed 369 aspirates in 81 patients in whom AIPF, CM, and FCM were simultaneously available. During the observation period, NB cells were detected in 86/369 (23.3%) cases, by CM in 32/369 (8.7%), by FCM in 52 (14.1%), and by AIPF in 72 (19.5%) samples. AIPF and/or FCM confirmed all positive results obtained in CM and detected 11 additional positive BM aspirates in 294 CM negative samples (p <0,001). Survival of patients with BM involvement at study entry identified solely by FCM/AIPF was 17.4% versus 0% for patients in whom BM involvement was already identified by CM. Conclusion :The combination of AIPF/FCM yielded the highest detection rate of NB cells in BM. AIPF was the single, most sensitive method in detecting these cells. Although CM did not provide any additional positive results, it is still a useful, readily available and cost-effective tool. The prognostic significance of FCM and AIPF should be confirmed in a prospective study with a larger number of patients.

Biorelevante In-vitro-Freisetzungsmodelle haben sich in den letzten Jahrzehnten als wichtiges Hilfsmittel in der Formulierungsentwicklung von sicheren und wirksamen Arzneimitteln etabliert. Sie werden in der frühen Phase der Formulierungsentwicklung eingesetzt, um das In-vivo-Freisetzungsverhalten von Arzneiformen besser abschätzen zu können und die Anzahl sowie das Risiko klinischer Studien zu reduzieren. Um das In-vivo-Freisetzungsverhalten fester oraler Darreichungsformen im Gastrointestinaltrakt (GIT) möglichst genau vorhersagen zu können, sollten biorelevante In-vitro-Freisetzungsmodelle die Bedingungen im menschlichen GIT oder Teile davon simulieren. Im Zuge der Entwicklung solcher Modelle mittels geeigneter Freisetzungsapparaturen, biorelevanter Freisetzungsmedien und adäquater Testdesigns wurde sich bisher vorrangig auf die Simulation der gastrointestinalen Physiologie eines gesunden „durchschnittlichen“ Erwachsenen fokussiert. Inter- und intraindividuelle Unterschiede sowie patientenspezifische Faktoren, wie etwa das Alter oder gewisse Erkrankungen, blieben bisher weitestgehend unberücksichtigt. Die Unterschiede zwischen Erwachsenen und Kindern sowohl hinsichtlich physiologischer Eigenschaften des GITs als auch bezüglich der Einnahmebedingungen von Arzneimitteln implizieren die Notwendigkeit der Entwicklung von In-vitro-Freisetzungsmodellen, welche speziell auf die pädiatrische Bevölkerungsgruppe zugeschnitten sind. Der Fokus dieser Arbeit lag auf der Entwicklung physiologie-basierter Modelle zur Vorhersage der Wirkstofffreisetzung im Gastrointestinaltrakt von Kindern unterschiedlicher Altersgruppen. Aufgrund der Heterogenität der pädiatrischen Bevölkerungsgruppe ist es höchst unwahrscheinlich, dass ein einziges In-vitro-Freisetzungsmodell in der Lage sein kann, relevante Unterschiede zwischen den Altersgruppen adäquat zu repräsentieren. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde daher ein Konzept entwickelt, mit dessen Hilfe patientenspezifische In-vitro-Freisetzungsmodelle konfiguriert werden können, welche die Simulation unterschiedlicher Altersgruppen sowie unterschiedlicher Verabreichungsbedingungen ermöglichen. Mit dem Hauptaugenmerkt auf der Entwicklung geeigneter pädiatrischer Freisetzungsmedien, welche die Bedingungen im pädiatrischen GIT simulieren, wurde ein In-vitro-Baukastensystem konzipiert, anhand dessen individuelle pädiatrische Freisetzungsmedien zur Simulation des nüchternen sowie postprandialen Magens oder Dünndarms generiert werden können. Im ersten Teil der Arbeit wurden auf der Grundlage aktueller In-vivo-Daten bezüglich der gastrointestinalen Physiologie von Kindern eine Reihe neuer biorelevanter Medien entwickelt, welche die Zusammensetzung und die physikochemischen Eigenschaften der nüchternen Magen- und Dünndarmflüssigkeit bei Kindern verschiedener Altersgruppen, beginnend mit den Neugeborenen bis hin zu den Jugendlichen, nachahmen. Aufgrund der Unterschiede in den In-vivo-Daten zwischen den verschiedenen Altersgruppen wurden sieben verschiedene Medien entwickelt. Fünf Medien repräsentieren die nüchternen Magenflüssigkeiten der fünf einzelnen Altersgruppen (Simulated Paediatric Resting Gastric Fluids, SPRGFs) und zwei Medien repräsentieren die nüchternen Dünndarmflüssigkeiten (Simulated Paediatric Resting Small Intestinal Fluids, SPRSIFs). Diese neuen Medien beruhen auf bisher bekannten Informationen bezüglich der Bedingungen im GIT von gesunden Kindern und bilden somit einen optimalen Ausgangspunkt für die Entwicklung biorelevanter pädiatrischer Freisetzungsmedien. Patientenspezifische Faktoren, u.a. Erkrankungen, können die morphologischen und physiologischen Gegebenheiten des GITs und folglich auch das In-vivo-Freisetzungsverhalten einer peroral verabreichten Darreichungsform stark beeinflussen. Da Unterernährung in der pädiatrischen Population ein weltweit verbreitetes Gesundheitsproblem darstellt und mit einer umfassenden medikamentösen Therapie einhergeht, wurden im Rahmen der Arbeit die aktuell verfügbaren Kenntnisse zu anatomischen und physiologischen Besonderheiten im Gastrointestinaltrakt von mangelernährten Kindern zusammengefasst. Es konnten einige Veränderungen im GIT von unterernährten Kindern im Vergleich zu gesunden Kindern identifiziert werden, welche als Grundlage für die Entwicklung biorelevanter patientenspezifischer Freisetzungsmodelle dienen könnten. Hierzu zählen u.a. eine verminderte Speichelsekretion; eine verminderte Magensäuresekretion, einhergehend mit erhöhten Magen-pH-Werten; eine verminderte Gallensalzkonzentration im Dünndarm sowie verminderte Enzymkonzentrationen im Magen und Dünndarm. Allerdings verdeutlicht die in dem Übersichtsartikel diskutierte Datenlage, dass es für unterernährte Kinder noch immer einen großen Mangel an In-vivo-Daten bezüglich der Zusammensetzungen und physikochemischen Eigenschaften gastrointestinaler Flüssigkeiten gibt. Da ein Verständnis der in vivo vorherrschenden Bedingungen für die Entwicklung patientenspezifischer Freisetzungsmodelle unabdingbar ist, sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um die im Übersichtsartikel aufgezeigten Wissenslücken zu füllen. Ein weiterer Aspekt der Arbeit lag in der Simulierung postprandialer Bedingungen im GIT von Kindern. Für diesen Zweck wurden typische Frühstücksmahlzeiten von Kindern in verschiedenen Regionen der Welt identifiziert, zubereitet, homogenisiert und ihre physikochemischen Eigenschaften ermittelt. Anschließend wurden simulierte pädiatrische Frühstücksmedien (Simulated Paediatric Breakfast Media, SPBM) entwickelt, welche die Zusammensetzungen und Eigenschaften der jeweiligen ursprünglichen Frühstücke nachahmen. Die neuen Medien SPRGFs und SPRSIFs sowie die SPBM stellen einzelne Bestandteile des in dieser Arbeit entwickelten In-vitro-Baukastensystems dar und bilden die Grundlage für die Entwicklung von komplexeren pädiatrischen In-vitro-Freisetzungsmedien zur Simulation der intraluminalen Bedingungen nach der Einnahme einer oralen Darreichungsform mit einem Glas Wasser, einer Mahlzeit oder gegebenenfalls einem Applikationsvehikel. Mittels Kombination der SPRGFs und SPRSIFs mit beispielsweise Wasser, Formulanahrung oder SPBM können die prä- und postprandialen Bedingungen im GIT von Kindern unterschiedlicher Altersgruppen simuliert werden. Das neu entworfene Baukastensystem wurde im nächsten Schritt verwendet, um ein In-vitro-Freisetzungsmodell zu gestalten, welches verschiedene Verabreichungsbedingungen bei Vorschulkindern nachahmen sollte. Mithilfe des Freisetzungsmodells wurde die Wirkstofffreisetzung aus fünf verschiedenen Arzneiformen untersucht. Des Weiteren wurden vergleichende Freisetzungsversuche mit einem altersgerechten, herunterskalierten Volumen an Ensure® Plus durchgeführt, um festzustellen, ob ein Medium, welches eine standardisierte Frühstücksmahlzeit von Erwachsenen simuliert, für die Vorhersage von Nahrungsmitteleffekten in der ausgewählten Altersgruppe geeignet wäre. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl die Bedingungen im nüchternen GIT als auch die Zusammensetzungen und Eigenschaften von typischen kindgerechten Mahlzeiten einen großen Einfluss auf die Wirkstofffreisetzung aus oralen pädiatrischen Darreichungsformen haben können. Des Weiteren ergaben sich erhebliche Unterschiede in den Ergebnissen der Freisetzungsuntersuchungen mit Ensure® Plus. Dies verdeutlicht die Relevanz der Simulation patientenspezifischer Merkmale, anstatt bestehende In-vitro-Modelle für Erwachsene herunterzuskalieren. Das neu entwickelte biorelevante In-vitro-Freisetzungsmodell für die Simulation verschiedener Verabreichungsbedingungen bei Vorschulkindern erwies sich als vielversprechendes Werkzeug zur Abschätzung des In-vivo-Freisetzungsverhaltens von oralen Darreichungsformen bei Kindern dieser Altersgruppe. Der letzte Teil der Arbeit beschäftigte sich mit der Entwicklung biorelevanter In-vitro-Freisetzungsmodelle, welche die Co-Verabreichung einer Arzneiform mit unterschiedlichen Applikationsvehikeln simulieren. Diese Art der Verabreichung stellt eine Besonderheit bei Kindern dar, bei der die jeweilige Arzneiform vor der Applikation mit kleinen Mengen an Lebensmitteln gemischt wird. Um den Einfluss der Applikationsvehikel auf das In-vivo-Freisetzungsverhalten oraler Darreichungsformen möglichst umfassend einschätzen zu können, ist neben einem geeigneten In-vitro-Freisetzungsmodell eine fundierte Vorauswahl an Vehikeln notwendig, bei der die unterschiedliche Zusammensetzung und die physikochemischen Eigenschaften der Vehikel berücksichtigt werden. Um einen ersten Überblick über die Variabilität der Eigenschaften unterschiedlicher Applikationsvehikel zu erhalten, wurde eine umfassende physikochemische Charakterisierung verschiedenster Vehikel durchgeführt und die Ergebnisse in einer Datenbank, welche Informationen zu der Zusammensetzung und den physikochemischen Eigenschaften von 82 Vehikeln enthält, vereint. Darüber hinaus wurden zwei parallel zum Baukastensystem entwickelte In-vitro-Freisetzungsmodelle vorgestellt, welche die Untersuchung der Co-Verabreichung von zwei verschiedenen Darreichungsformen mit häufig verwendeten Vehikeln zum Ziel hatten. Während der Fokus des ersten Modells auf der Simulation der Magenbedingungen von Klein-, Vorschul-, und Schulkindern lag, war im zweiten Modell bereits die Simulation der Magen- und Dünndarminhalte von Klein- und Vorschulkindern implementiert. Diese Modelle können zukünftig unter Verwendung der neu entwickelten Medien an die physiologischen Gegebenheiten im GIT von Kindern unterschiedlicher Altersgruppen angepasst werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das im Rahmen dieser Arbeit neu konzipierte und entwickelte Baukastensystem ein Grundgerüst für die Entwicklung biorelevanter Freisetzungsmedien darstellt, mit dem verschiedene Verabreichungsszenarien im prä- und postprandialen Zustand sowie nach Co-Verabreichung mit Applikationsvehikeln adressiert werden können. Die somit individuell konfigurierbaren Freisetzungsmedien können wiederum als integraler Bestandteil von biorelevanten In- vitro-Freisetzungsmodellen fungieren, welche im Vergleich zu bisherigen Modellen eine genauere Simulation der gastrointestinalen Bedingungen von Kindern unterschiedlicher Altersklassen ermöglichen und folglich der besseren Prognose des In-vivo-Freisetzungsverhaltens oraler Arzneiformen, insbesondere mit schlecht löslichen Wirkstoffen, dienen.