Doctoral Thesis
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Die Zusammenhänge zwischen der Aktivität Epigenetik-assoziierter Enzyme und Krankheitsgeschehen neoplastischer Art konnten nicht nur experimentell bestätigt, sondern auch spätestens mit der Zulassung von Inhibitoren der DNA-Methyltransferase und Histon-Desacetylasen kausal bewiesen werden. Die weniger gut untersuchten 2-Oxoglutarat- und Eisen(II)-abhängigen JumonjiC-Domänen enthaltenden Histon-Demethylasen (KDMs) werden aufgrund von Überexpression in einigen Tumorzellen ebenfalls als mögliches epigenetisches Target in der Tumortherapie angesehen.
Die in dieser Arbeit synthetisierten KDM4-Inhibitoren basierten zum einen auf Tetrazol- und Hydrazid-haltigen Motiven, für welche synthetische Routen in weitergehenden Untersuchungen entwickelt wurden, um das aliphatische Rückgrat der Moleküle mit aromatischen Resten zu modifizieren oder komplett durch eines auf Basis der Anthranilsäure zu ersetzen. Zum anderen sollten Synthesewege für verschiedenartige (1H-Tetrazol-5 yl)pyridine gefunden werden. Dafür wurde ein Tetrazol in Position vier des Pyridinrings eingefügt, um anschließend systematische Untersuchungen der Seitenkette in Position zwei des Pyridinrings vorzunehmen. Neben direkten Heteroatomverknüpfungen wurden auch Carbonylverbindungen wie Carbonsäureamide oder eine Hydroxamsäure dargestellt. Über zahlreiche Wege konnten ebenfalls Methylengruppen-haltige Verbindungen erfolgreich synthetisiert werden.
Die biologische Testung der Verbindungen erfolgte mit einem Antikörper-basierten LANCE-Assay gegen KDM4A. Zusätzlich konnten vier der Substanzen röntgenkristallographisch in der Isoform KDM4D vermessen werden. Eine in Position zwei des Pyridinrings eingefügte Hydroxamsäure zeigte relevante Interaktionen im Enzym und veranschaulichte zugleich, dass (1H-Tetrazol-5 yl)pyridine zu einer hohen Affinität bestimmter Isoformen der Histon-Demethylasen neigen können.
Zusätzlich zu den bereits ansatzweise verstandenen Zusammenhängen zwischen Epigenetik und neoplastischen Krankheiten, weisen Experimente im Nagermodell darauf hin, dass epigenetisch modifizierende Enzyme auch an der Entstehung von depressionsartigen Phänotypen beteiligt sind. Die grundsätzliche Erforschung neuer Therapieoptionen abseits der Monoaminhypothese für die Indikation Depression ist jedoch auch deshalb notwendig, weil zugelassene medikamentöse Behandlungsoptionen zum Teil zu starken Nebenwirkungen führen und bis zur Entfaltung der vollen Wirkung oftmals mehrere Wochen vergehen können. Mit dem NMDA-Rezeptorantagonisten Ketamin behandelte depressive Patienten zeigten häufig eine rasche Symptomlinderung bei vergleichsweise günstigem Nebenwirkungsprofil. Welche Moleküle für diese Effekte ursächlich sind, ist noch Gegenstand aktueller Forschung, da neben Ketamin selber auch Metaboliten wie 2R,6R-Hydroxynorketamin mit antidepressiven Wirkungen assoziiert werden. Für die qualitativen und quantitativen Analyse von R- und S-Ketamin sowie den Metaboliten R- und S-Norketamin, R- und S-Dehydronorketamin und 2R,6R- und 2S,6S Hydroxynorketamin in menschlichem Urin wurde in der vorliegenden Arbeit eine chromatographische Methode entwickelt und validiert, welche die Techniken der überkritischen Fluidchromatographie und Massenspektrometrie nutzt (SFC-MS). Die für die SFC charakteristischen Eigenschaften wie hohe Flussraten und Trenneffizienz sowie die Nutzung von Kohlenstoffdioxid als mobile Phase konnten ausgenutzt werden, um das Trennproblem in nur einer Methode mit kurzer Laufzeit zu lösen. Gleichzeitig wurde der Verbrauch von organischen Lösungsmitteln reduziert. Damit kann die erarbeitete Methode einen nachhaltigen Beitrag für zukünftige Ketaminforschung leisten.
Hintergrund: Das multifaktorielle Konstrukt der Alexithymie, ursprünglich von Sifneos als eine Art emotionales Analphabetentum beschrieben, zeichnet sich durch vier grundlegende Facetten aus: Schwierigkeiten, Gefühle wahrzunehmen; Schwierigkeiten, Gefühle anderen zu beschreiben; ein eingeschränktes Vorstellungsvermögen und einen extern orientierten Denkstil. 2006 wurde von Bagby und Kollegen das Toronto Structured Interview for Alexithymia (TSIA) als ein neues Fremdbeurteilungsverfahren zur Erfassung alexithymer Merkmale entwickelt. Ergänzend zum bisherigen Standardinstrument (der 20-Item Toronto Alexithymia Scale, TAS-20) soll es größere methodische Vielfalt in der Alexithymie-Forschung ermöglichen. Für die englischsprachige Originalversion wurden bezüglich Faktorenstruktur, Validität und Reliabilität zufriedenstellende Ergebnisse gefunden. Inhalt dieser Arbeit war es, die psychometrischen Qualitäten der deutschen Version des TSIA in einer psychiatrischen Studienpopulation zu untersuchen. Methoden: In mehreren Übersetzungsrunden wurde die deutschsprachige Version des TSIA sprachlich verifiziert. 237 psychiatrischen Patienten der klinischen Zentren Stralsund (N = 100) und Zürich (N = 137) nahmen an der Untersuchung teil. Videoaufzeichnungen von Interviews erfolgten zur Erfassung der Interrater-Reliabilität. In einer kleinen Gruppe gesunder Probanden (N = 10) wurde die Test-Retest-Reliabilität erfasst. Zusätzlich zum TSIA wurden die deutschen Versionen der TAS-20 und der Symptom-Checkliste-90-R (SCL-90-R) eingesetzt. Ergebnisse: Mittels konfirmatorischer Faktorenanalyse konnte das hierarchische Vier-Faktoren-Modell des englischen Originals für die deutsche Version des TSIA bestätigt werden. In diesem ordnen sich vier Facettenfaktoren zwei Hauptfaktoren unter. Das TSIA sowie seine Skalen korrelierten signifikant mit der TAS-20 und deren drei Faktoren, was auf eine gute konkurrente Validität des Interviews hinweist. Ebenso ließen sich bezüglich Interrater- und Test-Retest-Reliabilität zufriedenstellende Ergebnisse erzielen. Schlussfolgerung: Die deutsche Version des TSIA stellt ein valides und reliables Instrument zur Erfassung alexithymer Merkmale in klinischen Populationen dar. Studien zur Replikation der Ergebnisse, besonders in gesunden Kontrollgruppen, sind erforderlich. Übersetzungen in weitere Sprachen und entsprechende Validierungen sind bereits erfolgt beziehungsweise sind in Entwicklung.
Der Stellenwert der Methodenvalidierung hat seit Einführung der Akkreditierung nach DIN EN 45000 ständig zugenommen und ist mittlerweile als Nachweis dafür, dass eine Methode für Ihren Einsatzzweck geeignet ist und die an sie gestellten Forderungen erfüllt, in allen akkreditierten Laboratorien unabdingbar. Der Bedarf an einer benutzerfreundlichen, eigens für das klinisch-analytische Labor entwickelten EDV Lösung für diesen Zweck, gilt als Anregung für die Entwicklung eines Add-Ins (Abacus) für MS Excel, welches sich besonders dieser Fragestellung annimmt. Abacus erweitert die Funktionen des Tabellenkalkulations- programms MS Excel, mit insgesamt 51 Modulen in drei Kategorien: Methodenvalidierung quantitativer, semiquantitativer und qualitativer Untersuchungsverfahren, Qualitätskontrolle (einschließlich RiliBÄK 2008) und laborrelevante parametrische und nichtparametrische statistische Funktionen. Als Vorlage für die Methodenvalidierungs- und Qualitätskontrollprotokolle galten aktuelle Empfehlungen der relevanten Fachgesellschaften und Expertengruppen (z.B. CLSI, IFCC, CAP, CLIA ´88, FDA, ICH, EURACHEM, RiliBÄK und DIN) sowie anerkannte Publikationen. Die Software deckt weite Bereiche des klinischen Labors ab, einschließlich der Klinischen Chemie, Hämatologie, Urinanalyse, Immunologie, Serologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie und Chromatographie. Die nahtlose Integration in die Excel Umgebung ermöglicht die Bearbeitung der Daten in einem weitgehend bekannten Umfeld und vermeidet daher lange Lernphasen. Berichte sind einheitlich, enthalten alle gesetzlich und behördlich geforderten Angaben, werden mit Hilfe der, in den frei editierbaren internen Datenbanken enthaltenen, Leistungskenndaten für Richtigkeit, Präzision und Gesamtfehler automatisch ausgewertet und folgen dem „WYSIWYG“ Prinzip. Um auch statistisch ungeschultem Personal die Verwendung zu erleichtern, besteht ein hoher Grad an Automatisierung, vor allem für situationsbedingte Entscheidungsabläufe. Ferner ermöglichen die ausführliche Dokumentation (einschließlich einem umfassenden Glossar), die ausgearbeiteten Beispieldateien und ein Dateneingabeassistent den schnellen Einstieg in die Software. Bedingt durch interne Fehlerroutinen ist das Programm sehr robust mit einer geringen Fehlerträchtigkeit und einem hohen Grad an Zuverlässigkeit. Hinzu kommt, dass die statistischen und mathematischen Algorithmen unabhängig getestet und deren Richtigkeit bestätigt wurden. Die ressourcensparende Programmarchitektur sorgt zudem für eine hohe Leistung bei minimaler Systembelastung. Die Bedienung ist, aufgrund der weitläufigen Automatisierung, der einheitlich strukturierten Eingabemasken und der programmspezifischen Funktionstastenbelegung, durch ein hohes Maß an Effizienz gekennzeichnet. Der modulare Aufbau des Codes bewirkt, dass Module, ohne Einfluss auf die Funktionalität des Programms, problemlos ersetzt, entfernt oder ausgetauscht werden können. Änderungen im Rahmen von Korrekturen oder Verbesserungen sind dadurch weitgehend ohne großen Aufwand durchführbar. Der Datenaustausch gestaltet sich durch die Quelldatenentkoppelung der Berichte als problemlos. Zusammenfassend kann daher gesagt werden, dass sich Abacus durch ein hohes Maß an Kompatibilität, Benutzerfreundlichkeit und Zuverlässigkeit auszeichnet und somit ein sinnvolles Software Werkzeug für klinisch-analytische Laboratorien darstellt. Vermutlich liegt darin auch der Grund für den erfolgreichen Einsatz der Software, sowohl in akademischen als auch in niedergelassenen medizinischen Laboratorien.
Zusammenfassung Zielsetzung: Die vorgelegte Untersuchung war ursprünglich als Pilotstudie für eine bundesweite Befragung konzipiert. Wir konnten zeigen, dass der von uns entwickelte internetfähige Fragebogen mit den implementierten Auswertungsmodulen funktionsfähig ist und eine zumutbare zeitliche Belastung für die niedergelassenen Zahnmediziner dargestellt hätte. Die Realisierung des Projekts scheiterte leider an der fehlenden Kooperationsbereitschaft der zuständigen zahnmedizinischen Organisationen. Primäres Ziel der Arbeit war es, anhand eines Fragebogens den Hygienestandard der Greifswalder Zahnarztpraxen zu untersuchen. Um die Nützlichkeit der neuen Empfehlung des Robert Koch-Institutes prüfen zu können, wurden die erhobenen Daten mit denen einer 2002 in Magdeburg und einer zeitgleich in Greifswald durchgeführten Studie gleicher Zielsetzung und Methode verglichen. Methode: In persönlichen Gesprächen wurden in Greifswald 35 Zahnarztpraxen mittels mitgeführtem Fragebogen über den aktuellen Stand der Hygiene in der Praxis befragt. Die Befragung fand nach vorheriger Absprache in den jeweiligen Praxisräumen statt. Der Fragebogen richtet sich nach den Richtlinien des Robert Koch-Institutes und enthielt Fragen über präventive Maßnahmen zur Verhütung von Infektionskrankheiten. Ergebnisse der Greifswalder Befragung 2009: Insgesamt war auffallend, dass in einigen Praxen ein Defizit bei der Ausstattung erkennbar war. 14,3% verfügten in den Behandlungsräumen über keine Fußbetätigung an den Waschbecken. Zum Zeitpunkt der Befragung war die Ausstattung der Toiletten nicht dem heutigen Stand der Hygiene entsprechend. 17% der Zahnärzte stellten Gemeinschaftshandtücher und 11% der Zahnärzte Stückseife auf den Toiletten zur Verfügung. Das Ergebnis der Umfrage zeigte weiter, dass in Greifswald 26% der Zahnärzte bei der allgemeinen Untersuchung am Patienten nicht ausreichend durch präventive Maßnahmen geschützt waren. Bei konservierenden und prothetischen Arbeiten waren es 15% und in Praxen, die chirurgisch arbeiten, 9%. Trotz der immer häufiger auftretenden und stärker werdenden Grippewellen war die Impfrate gegen Influenza in Greifswald zwar deutlich gestiegen (7% 2002), aber mit 35% der Zahnärzte immer noch gering. 11% der Zahnärzte führten keine dokumentierte Anamnese durch. Dazu kam, dass in 29% der Praxen Patienten, bei denen ein erhöhtes Infektionsrisiko besteht, nicht separat einbestellt wurden. Bei der Befragung und der Auswertung fielen Defizite bei der Aufbereitung von Medizinprodukten auf. Die Bereitschaft der Zahnärzte an Fortbildungen teilzunehmen, die dieses oft komplexe Thema behandeln, wurde von 23% der Zahnärzte abgelehnt. So kam es, dass 17% der Zahnärzte gar nicht wussten, welcher Sterilisator-Typ in ihrer Praxis vorhanden war und Winkelstücke nur von 15 Zahnärzten nach jedem Patienten ordnungsgemäß aufbereitet wurden. Vergleich mit der Magdeburger und der Greifswalder Studie 2002: Trotz einiger Defizite ist der Stand der Hygiene in Greifswald als hoch anzusehen. Insbesondere nach dem Erscheinen der überarbeiteten RKI-Richtlinie haben sich im Vergleich zu 2002 die Hygienestandards in Teilbereichen deutlich verbessert. Die Zahl der Zahnarztpraxen, die für infektiöse Patienten spezielle Termine vereinbarten, hat sich im Vergleich zur Magdeburger Studie von 35% auf 70% erhöht. 2002 waren es in Greifswald 43%. Eine deutliche Besserung war bei der Aufbereitung von Hand- und Winkelstücken zu erkennen. In Magdeburg waren es 8% und 2002 in Greifswald 10%, die eine ordnungsgemäße Aufbereitung durchführten. In Greifswald sind es heute mit 43% zwar immer noch zu wenig, jedoch ist eine Verbesserung erkennbar. Schlussfolgerung: Die Kritik von Zahnarztpraxen, die neue Richtlinie des Robert Koch-Institutes führe nicht zu einer substanziellen Verbesserung des Hygienestandards und stelle überdies eine Überforderung dar, kann anhand des Vergleichs mit der 2002 durchgeführten Greifswalder und Magdeburger Studie und der Greifswalder Umfrage von 2009 nicht bestätigt werden. Die neuen Empfehlungen des Robert Koch-Institutes, die präventiv dem Schutz des Patienten dienen, wurden bis auf wenige Ausnahmen in Greifswald erfolgreich implementiert und damit die hygienischen Bedingungen entscheidend verbessert.
