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- plant cells (1)
- plate tectonics (1)
- platelet ageing (1)
- population study (1)
- postconditioning (1)
- postnatal Growth (1)
- postnatales Wachstum Nasenhöhle (1)
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- prejudice (1)
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- primary care (1)
- processes and treatment outcomes (1)
- prognosis (1)
- protein expression (1)
- protein quantification (1)
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- proximal sealant (1)
- proximales Interphalangealgelenk (1)
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- quality assurance (1)
- quality management (1)
- quality of structures (1)
- radiation protection barrier (1)
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- recombinant expression of proteins (1)
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- refraktive Nahttechniken (1)
- regioselectivity (1)
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- rekombinante Proteinexpression (1)
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- removal (1)
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Institute
- Institut für Physik (11)
- Institut für Biochemie (8)
- Abteilung für Mikrobiologie und Molekularbiologie (7)
- Klinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin (7)
- Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin (7)
- Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie (6)
- Institut für Psychologie (5)
- Kliniken und Polikliniken für Innere Medizin (5)
- Poliklinik für Kieferorthopädie, Präventive Zahnmedizin und Kinderzahnheilkunde (5)
- Poliklinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und Endodontologie (5)
TNF-alpha und TRAIL representieren interessante Kandidaten für die Behandlung von malignen Tumoren. Verschiedene Krebszellen weisen eine Resistenz gegenüber dem zytotoxischen Effekt von TRAIL und TNF-alpha auf, so dass eine alleinige Tumorbehandlung mit TRAIL und TNF-alpha unzureichend sein kann. In unserer Arbeit erforschten wir die Apoptoseinduktion in der Lungenkarzinomzelllinie A549 nach TRAIL und TNF-alpha-Applikation in Kombination mit der Inhibition der antiapoptotischen Proteine Bcl-xl und PKC-eta. Die Transfektion der A549-Zellen mit chimeren Antisense-ODN ergab eine zeit- und dosisabhängige Suppression von Bcl-xl und PKC-eta, wie sich in der RT-PCR und Western-Blot-Analyse zeigte. Die Suppression von Bcl-xl und PKC-eta führte zu einer verstärkten zytotoxischen Wirkung des TRAIL in Caspase-Aktivitätstests und in der Zellzyklusanalyse. Eine Apoptoseinduktion nach Gabe von TNF-alpha konnten wir in der Zelllinie A549 jedoch nicht erkennen. Unsere Schlussfolgerung ist, das Bcl-xl und die PKC-eta als wesentliche Resistenzfaktoren gegenüber TRAIL agieren und verwertbare Ziele darstellen, um die zytotoxischen Effekte von Apoptose-induzierenden Substanzen wie zum Beispiel TRAIL zu verstärken.
Ziel dieser tierexperimentellen Studie war es, die Auswirkungen der häufig verwendeten Anästhetika Ketamin und Propofol auf die intestinale Mikrozirkulation während Endotoxinämie zu untersuchen. Endotoxinämie bewirkt Abfall des mittleren arteriellen Blutdrucks, induziert permanente Leukozytenadhärenz (Sticking) und bewirkt die Ausschüttung von Zytokinen (TNF-a, IL-1ß, IL-6 und IL-10). Diese endotoxinämietypischen Veränderungen werden weder von Ketamin noch von Propofol beeinflusst.
Die Neonatale Alloimmunthrombozytopenie (NAIT) ist eine erworbene hämorrhagische Diathese durch thrombozytäre Antikörper. Die Immunisierung der Mutter findet nach Übertritt von kindlichen Thrombozyten bereits während der ersten Schwangerschaft statt. Mütterliche Anti-Thrombozyten-IgG-Antikörper führen nach diaplazentarem Übertritt zu einem Abbau der kindlichen Plättchen im retikulo-endothelialen System. 75% aller Fälle von NAIT sind durch Anti-HPA1a-Antikörper verursacht (HPA1a/b-Polymorphismus). Dieser Polymorphismus wird durch das GPIIIa-Gen des thrombozytären GPIIb/IIIa-Rezeptors ausgebildet. Immunologische Toleranz ist die immunologische Hyposensibilität gegenüber einem Antigen. Eine Form ist die orale Toleranz (OT), bei der es durch orale Zufuhr eines Antigens zu einer spezifischen Suppression der zellulären und humoralen Immunantwort kommt. Denkbar wäre auch eine immunologische Toleranz gegenüber dem GPIIIa-Polymorphismus. Das Fernziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer transgenen zweikeimblättrigen Pflanze (Tabak/Karotte) zur oralen Toleranzinduktion im Menschen gegenüber dem HPA1a/b-Polymorphismus. Es wurde die Expression des humanen Glykoproteins GPIIIa in transgenem Tabak als Modellpflanzen systematisch untersucht. Die full-length cDNA von GPIIIa wurde schrittweise verändert und sowohl als native humane Form und als Konstrukt mit geändertem pflanzlichen Signalpeptid und einer Rückhaltesequenz in Pflanzenzellenassays getestet (Protoplastierung). Als subzelluläre Kompartimente der Versuche dienten je nach Konstrukt das Zytosol oder das Endoplasmatische Retikulum der Pflanzenzelle. Die Protoplastenassays erbrachten keinen Nachweis eines rekombinanten Proteins mit GPIIIa-spezifischen mono- und polyklonalen Antikörpern, ein RNA-Nachweis war methodisch nicht möglich. Allerdings konnte die erfolgreiche Transformation durch ein fluoreszierendes Kontrollprotein (GFP) bestätigt werden. Schließlich wurde der HPA1a-Polymorphismus in einem Proteinfragment mit einer Länge von 66 Aminosäuren in einem artifiziellen Gen rekonstruiert. Die Sequenz enthielt zusätzlich einen optimierten Pflanzenpromotor, spezifische sekretorische Signal-, tag- und Rückhaltepeptide und wurde in toto an die Pflanzenkodonusage angepasst. Mit dem Konstrukt wurde eine Tabakpflanzenlinie als Modell stabil transformiert. In den Pflanzen konnte die Integration und vollständige Transkription des synthetischen Gens mit der RT-PCR nachgewiesen werden. Die transgenen Pflanzen wurden mit GPIIIa- und tag-spezifischen Antikörpern mit unterschiedlichen Methoden (Western-Blot, ELISA) untersucht. Es wurden Versuchen zur Immunpräzipitation und Rekonstitution der Disulfidbrückenstruktur im Epitop durchgeführt. In keiner Pflanze konnte rekombinantes GPIIIa-Epitop detektiert werden. Auch der Nachweis eines unreifen Proteins anhand des c-terminalen tag-Peptides gelang nicht. Auffallend war in den Tabakzellen eine starke Kreuzreaktion eines inerten Proteins mit polyklonalen GPIIIa-Antikörpern auf Höhe der Bande des humanen GPIIIa. Es ist denkbar, daß Tabakpflanzen bereits ein GPIIIa-ähnliches Protein ausbilden und bei der Synthese von artfremden humanen GPIIIa das unreife Protein einer Degradation unterziehen oder es zu einem Gene-silencing kommt.
Das Peniskarzinom ist ein sehr seltener Tumor des älteren Mannes, mit geringer Studienlage. Hauptkriterium des Überlebens ist die Metastasierung. Untersuchungen zu Vorhersageparametern der Metastasierung gibt es, sind aber in der klinischen Anwendung sehr unsicher. Anhand von 30 invasiven Plattenepithelkarzinomen und 4 CIS (Carcinoma in situ) sind in der vorliegenden Arbeit die Metastasensuppressorgenprodukte (MSG) KAI1/ CD82, nm23-H1 sowie die Effektorcaspasen 3 und 6, hinsichtlich ihrer häufig beschriebenen Zusammenhänge sowohl mit dem Metastasenrisiko als auch dem Überleben untersucht worden. Zur Anwendung kamen die Immunhistochemie (Streptavidin-Biotin-Methode) zum Proteinnachweis sowie die TUNEL(Terminal deoxynucleotide transferase dUTP Nick End Labeling)-Methode zur Bestätigung des spezifischen Apoptosenachweises mit Caspaseantikörpern. Die Immunreaktion der untersuchten Proteine im Tumor wurde als negativ, mittel bzw. stark bewertet und Beziehungen zu klinikopathologischen Parametern mittels Fisher Exact Test, Chi-Quadrat Test und Kendall Tau Test untersucht. Überlebensanalysen wurden durch die Kaplan Meier Methode graphisch dargestellt und unter Verwendung des Log Rank Testes auf Signifikanz geprüft. Mit der multivariaten Analyse wurde der Einfluss verschiedener unabhängiger Parameter auf die Metastasierung und das Überleben untersucht. Eine verminderte oder fehlende KAI1/ CD82 sowie nm23-H1 Expression im Primärtumor zeigte einen hoch signifikanten Zusammenhang mit Lymphknotenmetastasen (p =<0,001). Darüber hinaus war eine starke Expression beider Proteine mit einem statistisch signifikanten längeren Überleben verbunden (p = 0,007 bzw. 0,0013). Die multivariaten Analysen betätigten einzig das Protein nm23-H1 als unabhängige Variable hinsichtlich Metastasierung und Überleben. Die untersuchten Caspasen wiesen keine Beziehungen zwischen Immunreaktivität, der Metastasierung und dem Überleben auf. Anhand der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit ist ein klinischer Einsatz der beiden MSG zur Charakterisierung des Metastasierungsverhaltens und als Prognosekriterium denkbar. Jedoch sind weiterführende Untersuchungen für die allgemeine Anwendbarkeit von entscheidender Bedeutung.
Kinetik der Ladungsträger und neutralen Spezies in anisothermen, molekularen Entladungsplasmen
(2009)
In dieser Arbeit wurde die Kinetik geladener und neutraler Spezies in anisothermen, molekularen Niederdruckentladungsplasmen untersucht. Als Arbeitsgas wurde Sauerstoff gewählt, da es noch eine Reihe grundlegender Fragen zu beantworten gibt und da Sauerstoff für viele technische Anwendungen von Interesse ist. Für eine adäquate Beschreibung des Elektronensubsystems wurde die stationäre, räumlich inhomogene kinetische Gleichung der Elektronen gelöst und die Elektronengeschwindigkeitsverteilungsfunktion (EVDF) bestimmt. Auf der Grundlage einer Legendre-Polynomentwicklung wurde eine strikte Multiterm-Beschreibung entwickelt, mit deren Hilfe die EVDF unter Vorgabe realistischer Potentialverläufe zwischen den Elektroden und der Plasmazusammensetzung im Druckbereich von 1 bis ~100 Pa bestimmt wurde. Es konnte der wesentliche Einfluß der dissipativen Stoßterme zur räumlichen Relaxation der EVDF erstmals für Sauerstoff gezeigt werden. In Bereichen kleiner Drücke ist ein Verhalten zu finden, welches typisch für Strahlelektronen ist, d.h. die an der Kathode eingestreute Elektronengruppe wandert praktisch ohne Dämpfung bis zur Anode. Dies spiegelt sich auch in den makroskopischen Größen wider, die im gesamten Entladungsgebiet eine starke räumliche Struktur aufweisen. Bei einer Druckerhöhung ist eine schnelle räumliche Relaxation der EVDF zu beobachten, die bereits beim Verlassen des Kathodenfallgebiets annähernd abgeschlossen ist. Damit in Verbindung stehen räumlich konstante Transportgrößen für die Elektronen oder deren mittlere kinetische Energie. Weiterhin wurde ein System hydrodynamischer Bilanzgleichungen für die betrachteten Spezies in Sauerstoff-Glimmentladungen abgeleitet, welches gekoppelt mit der Poisson-Gleichung gelöst wurde. Somit konnten die Dichten und Ströme der Spezies sowie das elektrische Potential selbstkonsistent bestimmt werden. Für die Analysen wurde ein reaktionskinetisches Modell für Sauerstoff entwickelt, welches alle relevanten Spezies und die zugehörigen Reaktionskanäle enthält. Insbesondere können in den hier betrachteten Plasmen mit Drücken um 100 Pa O2(b 1Σg+), O3 sowie O+ und O2- vernachlässigt werden. Somit war es möglich, sowohl das Startverhalten als auch den stationären Zustand der betrachteten Sauerstoff-Entladungen zu charakterisieren. Dabei konnte festgestellt werden, daß die metastabilen Moleküle O2(a 1Δg) keinen Einfluß auf kurze anormale Glimmentladungen haben, da ihre Dichte im Vergleich zum Bereich der positiven Säule äußerst gering ist. Dagegen wirken sich die negativen Ionen O- merklich auf die Formierung des Raumladungsfelds aus und müssen Berücksichtigung finden. Anhand einer Radiofrequenzentladung konnte zudem der Einfluß der Lokalen-Feld-Näherung (LFA) als auch der Lokalen-Mittleren-Energie-Näherung (LMEA) für die elektronischen Größen auf das Entladungsverhalten gezeigt werden. Hierbei konnte in Übereinstimmung mit der kinetischen Analyse der Elektronen festgestellt werden, daß die LFA zu einer erheblichen Überschätzung der entsprechenden Größen führt und zur nichtlokalen Beschreibung ungeeignet ist. Daher ist die Anwendung der LMEA im Rahmen einer hydrodynamischen Beschreibung zu empfehlen. Weiterhin wurde ein Hybrid-Verfahren entwickelt, welches eine kinetische Beschreibung der Elektronenkomponente sowie eine hydrodynamische Beschreibung der Spezies beinhaltet. Diese Methode wurde angewendet, um den stationären Zustand einer anormalen Sauerstoff-Glimmentladung zu bestimmen. Dabei wurden die Ratenkoeffizienten der Elektronenstoßprozesse auf einem kinetischen Niveau bestimmt und in der hydrodynamischen Beschreibung verwendet, so daß die Qualität der theoretischen Beschreibung wesentlich verbessert wurde. Dieses Verfahren wurde für einen direkten Vergleich mit den bisher durchgeführten rein hydrodynamischen Rechnungen genutzt. Dabei konnte wiederum festgestellt werden, daß die Ratenkoeffizienten in der Lokalen-Feld-Näherung überschätzt werden, was zum einen zu hohe Raten und Teilchendichten zur Folge hat und zum anderen auch die Entladungsparameter für einen erfolgreichen Durchbruch nicht korrekt charakterisiert.
Hintergrund: In jüngster Zeit werden zunehmend präferenzbasierte Verfahren zur Messung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität („health-related quality of life“, HRQoL) entwickelt, validiert und in gesundheitsökonomische Analysen einbezogen. Gegenwärtig stehen in deutscher Übersetzung sechs präferenzbasierte Instrumente zur Verfügung: der EuroQol-Fragebogen (EQ-5D), der 15D-Fragebogen (15D), der Health Utilities Index 2 und 3 (HUI 2, HUI 3), die Short-Form-6-Dimensions (SF-6D) und die Quality of Well-being Scale - self-administered (QWB-SA). In diesen Verfahren werden die verschiedenen Einzelaspekte der gesundheitsbezogenen Lebensqualität zu einer eindimensionalen Maßzahl, einem Indexwert, zusammengefasst. Dieser Indexwert kann mit Angaben zur Lebenszeit verknüpft werden und im Rahmen gesundheitsökonomischer Kosten-Nutzwert-Analysen („cost-utility analysis“, CUA), in Form von qualitäts-adjustierten Lebensjahren („quality adjusted life years“, QALYs) den Kosten einer medizinischen Technologie gegenübergestellt werden. Der Gebrauch von QALYs ist international weit verbreitet und wird von einer Vielzahl von Bewertungsinstitutionen, u.a. vom National Institute for Health and Clinical Excellence (NICE) in England und Wales, explizit gefordert. Aktuelle Studien zeigen jedoch, dass die Gültigkeit des QALY-Konzeptes hinterfragt werden sollte. Ziel: Das primäre Ziel dieser Arbeit ist die detaillierte Beschreibung, Anwendung und ver-gleichende empirische Untersuchung der psychometrischen Güte der oben genannten präfe-renzbasierten Messinstrumente in drei Reha-Kollektiven der Indikationsgebiete muskulo-skelettale Krankheiten, Herz-Kreislaufkrankheiten und Psychosomatik. Darüber hinaus werden unter Rückgriff auf die Prospect Theory drei direkte Verfahren zur Messung der gesund-heitsbezogenen Lebensqualität, das Standard-Gamble-, das Time-Trade-Off- und das Rating-Scale-Verfahren, am Beispiel Tinnitus empirisch untersucht. Methoden: Die Daten, die dieser Arbeit zugrunde liegen, stammen aus zwei Projekten. Das Projekt „Methodische Aspekte der nutzentheoretischen Lebensqualitätsmessung“ wurde in der zweiten Förderphase des „Norddeutschen Verbunds für Rehabilitationsforschung“ (NVRF) von 2001 bis 2005 durchgeführt (Förderkennzeichen: 01GD0106). Im Rahmen dieses Projektes erfolgte die Erhebung der präferenzbasierten Messinstrumente in den drei Indikations-gruppen zu Beginn und am Ende der Rehabilitation. Das Projekt „Die Bewertung von Gesundheit am Beispiel Tinnitus“ wurde im Rahmen des Graduiertenkollegs „Bedarfsgerechte und kostengünstige Gesundheitsversorgung“, gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), durchgeführt. In zwei gleichgroßen Gruppen (Personen mit einer Tinnitus-Erkrankung und Person aus der Allgemeinbevölkerung), parallelisiert nach Alter und Geschlecht, wurden mit den genannten direkten nutzentheoretischen Erhebungsmethoden Nutzwerte für die Erkrankung Tinnitus ermittelt. Zur Datenexploration wurden Methoden der de-skriptiven Statistik verwendet. Vergleichende Analysen erfolgten anhand der deskriptiven Kennwerte, Anzahl fehlender Werte, Häufigkeitsverteilungen und Korrelationskoeffizienten. Multivariate statistische Verfahren, wie z.B. die Varianzanalyse und Faktorenanalyse wurden durchgeführt. Ergebnisse: Beim Vergleich der deskriptiven Kennwerte zeigten sich Unterschiede zwischen den analysierten Instrumenten. In den drei untersuchten Indikationsgruppen wies der 15D die durchschnittlich höchsten Indexwerte aus und der QWB-SA die niedrigsten. In den drei untersuchten Gruppen erreichte kein Patient den niedrigsten möglichen Indexwert (Bodeneffekt). Deckeneffekte wurden insbesondere für den EQ-5D in allen drei beobachtet. Der 15D und der SF-6D wiesen höhere Kennwerte der Änderungssensitivität als der EQ-5D, HUI 2, HUI 3 und QWB-SA aus. Die Ergebnisse zur Bewertung von Gesundheit am Beispiel des Tinnitus zeigten, dass die Bewertung von Gesundheitszuständen vom eigenen aktuellen Gesundheitszu-stand und von der individuellen Risikoeinstellung abhängig ist. Tinnitus-Patienten wiesen dem Krankheitsbild Tinnitus höhere Nutzwerte zu als Nicht-Betroffene. Darüber hinaus zeigten sich Tinnitus-Betroffene als risikoavers im Vergleich zu Nicht-Betroffenen, die einer risikobehafteten medizinischen Behandlungsmaßnahme eher zustimmten. Ein Zusammenhang zwischen der Risikoeinstellung einer Person und der Nutzwertbewertung konnte statistisch nachgewiesen werden. Diskussion: Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Indexwerte der sechs präferenzbasierten Messinstrumente nur bedingt vergleichbar sind, was bei der Planung einer Studie berück-sichtigt werden muss. Aus den vorliegenden Ergebnissen zur nutzentheoretischen Bewertung des Tinnitus kann geschlossen werden, dass zukünftige Studien die individuelle Risikoeinstellung berücksichtigen sollten, um die ermittelten Nutzwerte entsprechend adjustieren zu können.
The Syilx Okanagan environmental ethic is a philosophy expressed in the practice of Indigeneity as a social (cultural) paradigm and is identified by an inter-reliant experience in the land, as demonstrated in land-use practice which is shaped by the land’s realities as observed, learned and communicated to succeeding generations. Syilx Okanagan Indigeneity reflects an epistemology that optimum human wellbeing cannot be achieved through a human centered ethic but must focus on the optimum ability for the environment to regenerate itself. Syilx Okanagan stories convey the social experience and act as a records system to preserve, maintain and transfer the knowledge of the land. On one level, captikwl contain essential specific environmental knowledge as an oral documentation method, while on another level, as literature, captikwl reconstructs the ethos of interdependency specific to the ecology of the Syilx Okanagan territory through reenactment of nature’s interactions. captikwl in the Nsyilxcen language mimics the dynamic aspects of nature’s required regenerative principles to each succeeding generation, and acts as a feed-back loop reconstructing the social paradigm as an environmental ethic. captikwl might be seen as a distinctly Indigenous human adaptive response scheme within a natural system as it constructs the Syilx Okanagan world and results in behavior with sustainable outcome in the environment. captikwl is a distinct oral artistry that must be read through a literary framework cognizant of oral memory device, structure and Syilx Okanagan context. Okanagan author Morning Dove’s collection of Okanagan stories, as well as, the Mattina and DeSautel bilingual collections and other original version captikwl were consulted. Captikwl demonstrates the concept of tmixw which better translates as a life-force. The word for land is tmxwulaxw, which translates better as a life-force-place, rather than land as location or ecology type. Syilx society demonstrates an “ecological conscience” as the common text through captikwl which is enacted in their social institutions in the manner theorized by respected American conservationist Aldo Leopold, as desirable to achieve within society. The Syilx environmental ethic, rather than a sustainable human ethic of utility, is a willingness to live within a strict imperative to continuously sustain a unity of existence through societal knowledge and reverent practice of respect toward all life-forms. The Syilx environmental ethic diverges from ecocentrism, as articulated by Callicott, in recognizing a fundamental distinction between non-life forms and life forms, in their ability for self-regeneration through inter-reliance, as the focus for delineating moral considerability. The Syilx environmental ethic differs from biocentrism, as articulated by Taylor, in recognizing moral considerability as resting with the on-going life form which is capable of regeneration within its ecology, rather than the singular biological unit. The Syilx environmental ethic also differs from the concept of the ethics of place, as articulated by Berthold-Bond and characterized as an ethical bioregional human utility of a location. Tmixw is the life-force which makes up the tmxwulaxw or life-force-place and the humans are only “placed” as a life-force themselves through Indigeneity as a social paradigm within a criteria of full reciprocity in the regeneration of all life forms of a place. The Syilx environmental ethic also differs from the ethic of sustainability proposed by Daly as a steady state economic model of human utilitarianism, in the positioning of nature treated as capital, to be prudently developed in a way that off-sets depletions of renewable and non-renewable resources in meeting human requirements. The Syilx Okanagan view of economy, while structurally a sustainability model, does not construct value based on human utility as a defining line in decision-making as to which life forms are to be devalued and displaced. Syilx Indigeneity is guided through a societal dialogue practice of Enowkinwixw, a process of decision-making structured to include living within the requirements of the land to fully regenerate. Syilx Okanagan Indigeneity frames an environmental ethic from a tmixwcentric position and offers a model proposing an ethic of re-indigenization as a path to sustainability. The thesis proposes a common text for human society in the form of such literatures, since literature is widely accessible, which demonstrate, imbed and advocate a regenerative land ethic towards the re-indigenization of place.
Virale-Reaktivierungen/-Infektionen (V-R/I) stellen trotz moderner Prophylaxen und therapeutischer Interventionen eine bedeutsame Komplikation nach allogener Stammzelltransplantation (SZT) dar. In dieser Arbeit wurde bei 58 fremd-allogen oder familiär-allogen stammzelltransplantierten Patienten (40 ♂, 18 ♀, m =46,4 Jahre) die Inzidenz viraler-R/I durch CMV, ADV, ENV, HSV, PVB19, JCV, EBV, VZV, HHV6, RSV, IV und deren klinische Symptomatik in den ersten 100 Tagen nach allogener SZT untersucht (Zeitraum: 1999-2004). Bei 94,8% (n=55) Patienten wurde mindestens eine Virusart mittels PCR nachgewiesen, 72,4% der Patienten waren für ≥ 2 verschiedene Virusspezies positiv. Die bei den untersuchten Patienten am häufigsten nachgewiesenen Virusarten waren ADV (n=40), gefolgt von CMV (n=39), HSV (n=13) und ENV (n=11). Weitere nachweisbare Virusspezies waren PVB19 (n=3), JCV (n=3), EBV (n=1), VZV (n=1) und RSV (n=1). Der CMV-Serostatus (p=0,001) und die Kombination von CMV-Serostatus und fremd-allogener SZT (p=0,001) beeinflussten signifikant eine CMV-R/I. Auch war bei Patienten mit CMV-R/I ein signifikant späteres Engraftment nachweisbar (p=0,014). Insgesamt wurden 168 dokumentierte Symptome/ Erkrankungen erfasst, von denen 24 (14,3%) sicher oder sehr wahrscheinlich viraler Genese waren. Häufigste Erreger von symptomatischen Virus-R/I waren HSV (n=8) und ADV (n=6), gefolgt von CMV (n=3), EBV (n=3), ENV (n=2) und JCV (n=2). Bei zwei Patienten (12,5%) wurde eine CMV-R bzw. EBV-R als Todesursache identifiziert. Als wichtigste Erklärungsansätze der Diskrepanz zwischen 1. dem häufigen Nachweis von Virusreaktivierungen/-Infektionen (n=111) und 2. der Tatsache, dass die Mehrzahl dieser Infektionen klinisch inapparent verliefen (n=72) oder nur möglich mit einer diagnostizierten Erkrankung assoziiert waren (n=18), könnten einerseits wirksame antivirale prophylaktische Strategien, wie z.B. die Präemptive Therapie auf der Basis von Routine Monitoring bei CMV und andererseits eine zu geringe Korrelation von Virusnachweise mittels PCR und Viruserkrankung dienen. Deutlich wurde jedoch, dass die PCR mit ihrem hohen negativem prädiktiven Wert unverzichtbar im Rahmen der Ausschlussdiagnostik von Virusinfektionen nach allogener SZT ist.
Infektionen durch Staphyloccocus aureus können aufgrund zunehmender Therapieresistenz (ca-MRSA, ha-MRSA, la-MRSA etc.) gravierende Verläufe nehmen und stellen nicht nur eine wachsende medizinische, sondern auch eine gesundheitsökonomische Herausforderung im Patientenmanagement dar. Für die Entwicklung innovativer Behandlungsstrategien ist die genaue Analyse der keimspezifischen Infektionsmechanismen eine wichtige Voraussetzung. S. aureus verwendet sogenannte Virulenzfaktoren um einen zunächst lokalen Infektionsherd zu etablieren. Wachstumsphasenabhängig werden z.B. Adhäsine, Kapselantigene oder Toxine exprimiert, um dann gezielt im Infektionsgeschehen eingesetzt zu werden. In den vergangenen Jahren konnten wichtige Fortschritte zur Ermittlung infektionsrelevanter stammspezifischer Regulationsmechanismen bei S. aureus gemacht werden. Ziel dieser Arbeit war zunächst eine Datengrundlage zur Untersuchung der Wirt-Erreger-Interaktion durch Proteomreferenzkarten von humanen S9-Epithelzellen zu schaffen. Zudem wurden die extrazellulären Expressionsmuster von S. aureus-Isolat NCTC8325-4 in verschiedenen Kulturmedien analysiert, um ein geeignetes Medium für die Kokultur der Wirts –wie auch der Erregerzellen entwickeln. Weiterhin sollte eine Proteomreferenzkarte der extrazellulären Proteinfraktion von S.aureus RN1HG erstellt werden, um eine anschließende Vergleichsanalyse der wachstumsphasenabhängigen Expressionsprofile zu ermöglichen. Zur Erstellung der Proteomreferenzkarten wurden die Proteingemische mit einer zweidimensionalen Gelelektrophorese (2D PAGE) aufgetrennt. Zuerst wurden die Proteine einer isoelektrischen Fokussierung unterworfen (IPG – Streifen 24cm für pI 4-7; 11cm u. 18cm für pI 6-11) und dann in der zweiten Dimension nach ihrer Größe mit 12,5% SDS Polyacrylamidgelelektrophorese separiert (Trennbereich 20 -120 kD). Die Proteinspots wurden mit verschiedenen Färbemethoden (Silbernitrat, kolloidales Coomassie Brillantblau oder Flamingo Fluoreszenzfärbung) dargestellt. Mit MALDI-TOF wurden die Proteine sequenziert und quantifiziert. Die gefundenen Sequenzen wurden durch Datenbanksuche (Mascot 2.0; SwissProt 55.1_human/all) identifiziert. Auf Wirtsseite sollten die humanen S9-Epithelzellen (CFTR repaired IB3-1) als Modell einer bakteriellen Atemwegskolonisation dienen, dabei wurden sie in MEM (mit 4% FCS, 1% NEAA (non essential amino acids) und 4 mM L-Glutamin) kultiviert. Auf der Erregerseite wurden die S. aureus - Isolate NCTC8325-4 (11-bp deletion in rsbU, cured of three prophages) und RN1HG (rsbU restored) (HG001; Herbert S. et al, 2010) verwendet . Proteomreferenzkarten für den pI Bereich pI 4-7 und pI 6-11 wurden für das Proteom der S9-Epithelzellen angefertigt. Es wurden 668 Einzelproteine (508 mit Proteinscore >55) identifiziert und funktionell via Datenbanksuche (www.pantherdb.org) charakterisiert. Somit können infektionsassoziierte Veränderungen im Proteinmuster der S9-Wirtszellen erkannt und valide ausgewertet werden. Um eine Kokultur für Internalisierungsversuche von S.aureus und den S9-Epithelzellen zu ermöglichen, wurde eine methodenoptimierende Kultivierungsreihe (MEM mit und ohne 5%FCS, RPMI 1640, TSB) mit dem Laborstamm NCTC8325-4 durchgeführt. Der Datenvergleich der extrazellulären Expressionsmuster trug zur Entwicklung eines geeigneten Kulturmediums (MEM mit 2mM AS supplementiert) bei. S. aureus RN1HG wurde in diesem Medium kultiviert und von der extrazellulären Proteinfraktion wurde eine Proteomreferenzkarte im Bereich pI 4-7 angefertigt. Es konnten 91 Einzelproteine (48 mit Proteinscore >55) identifiziert werden. Durch eine vergleichende Analyse konnten Veränderungen der Proteinmuster innerhalb verschiedener Wachstumsphasen (exponentiell, transient, stationär und spät stationär) detektiert und ein optimaler Erntezeitpunkt festgelegt werden. Während der exponentiellen Wachstumsphase waren typischerweise kolonisationsrelevante Proteine (LytM, SAOUHSC_02979, SceD), in der stationären Phase vorrangig invasionsrelevante (SsaA, IsaA, SspB) angereichert. Somit konnten charakteristische Expressionsmerkmale bei S. aureus RN1HG nachgewiesen werden, welche den weiteren Einsatz gemeinsam mit den S9-Epithelzellen ermöglichen (Schmidt F. et al., 2010).
Das Follikuläre Lymphom ist ein kleinzelliges, langsam wachsendes und indolentes Non-Hodgkin-Lymphom, welches eine geschlechtsunabhängige Erkrankung des mittleren Alters darstellt [17, 46, 52, 59]. Die t(14;18)-Translokation kann als zusätzlicher Marker zur Diagnostik eines FL eingesetzt werden, da in bis zu 95% die Detektion dieser Chromosomenveränderung gelingt. Um ein solch hohes Resultat zu erzielen, reicht die Standard-PCR-Methode mit den Primern mbr und / oder mcr nicht aus. Deshalb wurde in dieser Arbeit eine neue PCR-Methode entwickelt: die Multiplex-PCR. Durch eine Kombination von 12 bcl-2-Primern mit 6 JH-Primern ist die Multiplex-PCR im Stande, Bruchpunkte zwischen den Bereichen mbr und mcr auf dem Chromosom 18, sowie auf den einzelnen Verbindungselemente des Chromosoms 14 aufzudecken. Für die PCR-Analyse stehen 40 Patienten zur Verfügung, welche im Zeitraum zwischen Februar 1989 und November 2005 in der Klinik für Hämatologie und Onkologie der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald diagnostiziert bzw. therapiert wurden. Als Voraussetzungen werden ausreichende Materialien und vorhandene Daten aus der Standard-PCR angesehen. Die mittlere Beobachtungszeit beträgt 62,5 Monate. Der bcl-2-Nachweis mittels Immunhistochemie gelingt in 94%. Insgesamt lassen sich mit der Standard- und der neuen Multiplex-PCR lediglich bei 50% der Patienten eine Translokation nachweisen. Wobei die Standard-PCR mit dem mbr-Primer 18/40 und die Multiplex-PCR alleine 16 der 40 Erkrankten positiv detektiert. Fünf positiv getestete Patienten mittels der Standard real-time PCR und 1 Patient der Multiplex-PCR weisen Ergebnisse im Normalpersonenbereich auf. Eine sichere Lymphomassoziation ist daher nicht gegeben. Damit lassen sich wahrscheinlich mit der Standard-PCR 13, mit der Multiplex-PCR 15 lymphomassoziierte Translokationen aufspüren. Von den 16 Patienten mit t(14;18)-Translokation in der Multiplex-PCR sind 81% in der mbr und 19% in der icr auf Chromosom 18 lokalisiert. Durch die neue PCR-Methode können bei 69% der t(14;18)-Translokation Bruchpunkte in der JH6-Region, bei 12% bzw. 19% in den Bereichen JH4 und JH5 des Chromosoms 14 gefunden werden. Die PCR-Ergebnisse liegen im Mittel der europäischen Bearbeitungen. Die neu entwickelte Multiplex-PCR detektiert bei 3 Patienten eine Translokation im icr-Bereich, von denen 2 vermutlich durch ein FL bedingt sind. Eine Weiterentwicklung, sowie die Testung der Multiplex-PCR an weiteren Patientenproben sind erforderlich.
Die Dilatative Kardiomyopathie (DCM) ist nach der Koronaren Herzerkrankung die häufigste Ursache für die Entwicklung einer Herzinsuffizienz. Dennoch bestehen nach wie vor Unklarheiten hinsichtlich der Ätiologie und Pathogenese. Neben den bereits bekannten Ursachen wie myokardialer Ischämie, Vitien, Stoffwechselerkrankungen und genetischen Defekten, scheinen auch Störungen des Immunsystems eine entscheidende Rolle zu spielen. Es existieren bereits zahlreiche Studien, welche einen Zusammenhang zwischen dem Krankheitsverlauf und einer Infektion mit kardiotropen Viren, einer daraus resultierenden überschießenden Immunantwort mit chronisch persistierender Inflammation und Ausbildung negativ inotrop wirkender Autoantikörper diskutieren. Ebenso vielfältig sind die sich daraus ergebenden alternativen Ansätze der antiviralen Therapie, Immunglobulintherapie, Immunsuppression und Immunadsorption, von denen es bislang jedoch keiner gelungen ist, sich langfristig durchzusetzen. Grund dafür ist die nach wie vor umstrittene Wirksamkeit dieser neuen Therapiemöglichkeiten sowie die Frage nach einer sinnvollen Charakterisierung des Patientenkollektivs außerhalb der bisher verwendeten klinischen Kriterien, welche sich in diesem Zusammenhang als ungeeignet erwiesen haben. In der vorliegenden Arbeit wurde wiederholt versucht, den Effekt kardiotroper Antikörper auf die Funktion von Kardiomyozyten nachzuweisen und einen Zusammenhang zwischen der beobachteten negativ inotropen Wirkung und bestimmten klinischen Charakteristika der Patienten herzustellen. Zu diesem Zweck sind mit Hilfe einer modifizierten Langendorff-Anlage isolierte Ratten-Kardiomyozyten den, aus dem Plasma von DCM-Patienten gewonnenen, Antikörpern ausgesetzt worden. Mittels Fluoreszenzmikroskopie wurde anschließend die Reaktion in Hinblick auf eine Veränderung der Kontraktilität und des Kalziumtransienten der Zellen ermittelt. Unter Berücksichtigung klinischer Charakteristika, hämodynamischer Parameter und immunhistologischer Befunde der Patienten zum Zeitpunkt der Probeentnahme erfolgte dann die Auswertung in Bezug auf einen Zusammenhang zwischen den genannten Eigenschaften und der beobachteten Reaktion der isolierten Kardiomyozyten. Dabei zeigte sich der erwartete Unterschied zwischen DCM-Patienten und Kontrollen hinsichtlich einer überwiegend negativ inotropen Wirkung des DCM-Plasmas. Darüber hinaus ließ sich auch bei männlichen Patienten und bei Patienten mit nur leichtgradig eingeschränkter Pumpfunktion vermehrt ein kardiodepressiver Effekt verzeichnen. Die im Vordergrund stehende Frage nach der Bedeutung des Infektions- und Inflammationsstatus konnte jedoch nicht eindeutig geklärt werden und scheint damit die Konzepte der alternativen Therapiemöglichkeiten in Frage zu stellen. Ob die möglicherweise die Ejektionsfraktion ein geeigneter Marker zur Einteilung der Patienten für die individuell am geeignetste Therapiemethode darstellt, oder ob die bereits zuvor schon erwogene Differenzierung hinsichtlich der exprimierten inflammatorischen Antigene eine weitere Möglichkeit sein kann, müssen folgende Untersuchungen erst noch zeigen.
Anwendung des Karlsburger Diabetes-Management-System (KADIS®) unter Studien- und Routinebedingungen
(2009)
Mit der Forschungstätigkeit der letzten Jahre sollte die Frage beantwortet werden, ob KADIS® zur unterstützenden Beratung von Ärzten bei Optimierung der Stoffwechseleinstellung in der Routine der Diabetikerversorgung geeignet ist. Dazu erfolgte eine stufenweise Testung von KADIS® in offenen mono- und polyzentrischen Studien, in einer Fall-Kontroll-Studie sowie in einer Anwendungsbeobachtung im Rahmen des Diabetiva®-Programms der TAUNUS BKK. Die Ergebnisse der Studien zeigten, dass die Anwendung von KADIS®-Empfehlungen zu einer signifikanten Verbesserung der Stoffwechseleinstellung führt. Diese Aussage fand in allen Studien durch Senkung des HbA1c-Wertes Bestätigung. In der monozentrischen Studie konnte eine HbA1c-Reduktion um 1,2 % und in der multizentrischen Studie um 0,62 % innerhalb von 3 Monaten erreicht werden. Im Diabetiva®-Programm führte der Einsatz von KADIS® ebenfalls zu einer Absenkung des HbA1c-Wertes. In allen Studien und in der Routine-Anwendung bestand eine Abhängigkeit des KADIS®-Effekts vom Ausgangs-HbA1c. Je höher der Ausgangs-HbA1c desto größer der KADIS® Effekt. So erreichte in der Fall-Kontroll-Studie die Subgruppe mit einem HbA1c-Ausgangswert >7,5 % unter kombinierter Anwendung von CGMS™ und KADIS® eine HbA1c-Reduktion von 0,8 %, während in dieser Subgruppe unter alleiniger CGMS™-Anwendung nur eine Absenkung von 0,2 % gelang. Das Diabetes-Management mit KADIS® war vergleichbar erfolgreich bei deutschen und arabischen Menschen mit Diabetes. Der positive KADIS®-Effekt war sowohl für Patienten mit Typ 1 als auch mit Typ 2 Diabetes nachweisbar. So führte die kombinierte Anwendung von CGMS™ und KADIS® im Vergleich zu CGMS™ alleine zu einer HbA1c-Senkung um 0,62%. Bei Typ 1 Diabetikern gelang eine größere Absenkung des HbA1c-Wertes als bei Typ 2 Diabetikern. Mit Hilfe einer multiplen Regressionsanalyse konnte gezeigt werden, dass Patienten, die von Allgemeinpraktikern betreut werden, am meisten vom Einsatz von KADIS® Empfehlungen im Sinne einer evidenzbasierten Entscheidungsunterstützung profitierten. Generell war der Einsatz von KADIS® als evidenzbasiertes Entscheidungsunterstützungssystem dem CGMS™-Monitoring allein überlegen. Offenbar liefert das CGMS™- Profil allein nur beschränkte Informationen zur Optimierung der Stoffwechselführung, während mittels KADIS® detaillierte Empfehlungen zur Verbesserung der Blutzuckerkontrolle abgeleitet werden können, die zudem spezifisch für die jeweilige individuelle metabolische Situation des Patienten bestmöglich zugeschnitten sind. Die Studien machen ein beträchtliches Potential von KADIS® zur Vermeidung von diabetischen Spätkomplikationen deutlich. Jede Absenkung des HbA1c-Wertes um 1 % führt laut UKPDS zu einer Verminderung diabetesbedingter Todesfälle um 21 %. Gelingt es, den HbA1c-Wert dauerhaft auf Werte unter 7,5 % abzusenken, reduziert sich deutlich das Risiko für Erblindung, Amputation, Nierenversagen und Nervenschäden. Selbst wenn eine Verbesserung der Blutzucker-Einstellung erfolgt, nachdem eine diabetesbedingte Komplikation diagnostiziert wurde, kann durch Verbesserung der Stoffwechseleinstellung die Manifestation einer weiteren verzögert oder verhindert werden. Abschließend kann festgestellt werden, dass KADIS® zur unterstützenden Beratung von Ärzten bei der Optimierung der Stoffwechseleinstellung in der Routine der Diabetikerversorgung geeignet ist. Darüber hinaus ist es gelungen, die Forschungsergebnisse in der Praxis unter ambulanten Bedingungen zu bestätigen. Der erfolgreiche Start des Diabetiva®-Programms zeigt, dass das Konzept eines telemedizinisch-gestützen Diabetikerbetreuungsnetzwerks mit KADIS® als evidenzbasiertem Entscheidungsunterstützungssystem sehr gut geeignet ist, die Stoffwechselführung von Patienten mit Typ 2 Diabetes zu verbessern.
Der Biokomplex “Reaktionsmuster in Vertebratenzellen” (RiV) besteht aus elektronenmikroskopisch nachweisbaren Partikeln, die stressinduziert sezerniert werden. Der Transkriptionsfaktor NF-kappa B ist bei inflammatorischen Prozessen und insbesondere auch bei der endothelialen Dysfunktion von Bedeutung. Ich habe die Hypothese untersucht, dass RiV-Partikel die zytokin-induzierte Expression von zellulären Adhäsionsmolekülen (ICAM-1, VCAM-1, E-Selektin) und des „Lectin-like oxidized“-LDL-Rezeptors-1 (LOX-1) in humanen umbilikalen venösen Endothelzellen (HUVEC) reduziert. Nach einer Inkubationszeit von vier Stunden wurde die TNF-alpha-induzierte mRNA-Expression von ICAM-1, VCAM-1 und LOX-1 unter dem Einfluss von RiV über eine reduzierte Translokation von NF-kappa B signifikant vermindert. Nach einer Inkubationszeit von 16 Stunden zeigte sich eine gesteigerte mRNA-Expression bei Exposition mit RiV durch eine Neusynthese der mRNA im Vergleich zu TNF-alpha-behandelten Endothelzellen. Die Oberflächenexpression blieb unverändert. Unter dem Einfluss von RiV auf TNF-alpha-stimulierte HUVEC wurde das Shedding von sICAM-1 und sE-Selektin induziert. RiV hatte keinen relevanten Einfluss auf die Expression der endothelialen NO-Synthase, eNOS. Der Biokomplex RiV enthält thermosensitive und thermostabile Komponenten.
Medulloblastoma is one of the most common malignant childhood brain tumors. Although advances in multimodal treatment have significantly improved the survival rate, the outcome of children is still very poor. Therefore, there is an urgent need to develop novel approaches that can increase survival and reduce long term side effects of patients. Histone deacetylase inhibitors (HDIs) have emerged as a promising new class of antineoplastic agents in cancer therapy. Among them, suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA, vorinostat, Zolinza®) is a highly potential HDI which has been approved for treatment of cutaneous T-cell lymphoma and is currently used for treatment of various tumor cell types both in vivo and in vitro. However, only little information has been reported on the effects of SAHA on primary central nervous system (CNS) tumors including medulloblastoma. The DAOY cell line represents the most widely used model cell line for investigation of medulloblastoma. In a recent study, it was reported that SAHA induces apoptosis and cell cycle arrest of DAOY cells (Sonnemann et al., 2006). However, the molecular mechanisms underlying this antitumor activity are still not clear. Therefore, in this study, effects of SAHA on DAOY cells were analysed at the protein level by using both gel-based and gel-free proteomic approaches. A 2D proteome reference map of DAOY cells in pH range of 4-7 was created from control and 10 µM SAHA treated cells via a combined analysis using 2D electrophoresis and MALDI-TOF/TOF-MS. This reference map covers 1196 identified protein spots of more than 770 distinct proteins. This is the first report of a 2D proteome map of SAHA treated DAOY cells. Moreover, the number of covered proteins was increased with the aid of a 1D-RP-LC-ESI-MS/MS analysis. Both methods together gave rise to a total of over 1200 distinct protein species, which is the largest catalogue of proteins identified in DAOY cells so far. In SAHA treated cells, a series of proteins were found to be subjected to protein degradation after treatment with the drug, including mainly cytoskeleton proteins (e.g. beta-tubulin, beta/gamma-actin, vimentin, filamin interacting protein 1), heat shock protein HS90B and a component of the FACT chromosomal remodelling complex (SSRP1). Most of those proteins are known substrates for caspases. Interestingly, several of these protein degradations are reported as typical apoptotic events in brain cells such as fragmentations of lamin A/C, alpha-spectrin, myosin-9 and SSRP1. The 2D reference map was then used as an annotated database for further investigation of changes in protein expression and protein modification profiles of DAOY cells following SAHA treatment. By using the 2D-DIGE technique, SAHA was found to induce significant changes in protein levels of DAOY cells, especially at the concentration of 10 µM while considerably fewer changes in the protein pattern were observed after treatment with the lower dose of 2 µM. Quantitative analysis of total protein extracts using the 2D-DIGE technique (employing pH range of 4-7) and spectral counting (employing a 1D-RP-LC separation) resulted in the identification of 213 differentially expressed proteins after treatment with 10 µM SAHA. Most of the targeted proteins belong to the groups of cytoskeleton proteins (e.g. lamin B1, calreticulin, dynexin), heat shock proteins (e.g. HSP71, HSP7C, CH60, GRP78) and brain signal transductors (e.g. 14-3-3E, 14-3-3T, CRK, MARCS). Other proteins that changed in levels after SAHA treatment include proteins involved in chromatin remodelling (e.g. RUBV1, RUBV2), transcription regulation (e.g. YBOX, CBX5), redox regulation (e.g. TXND4, TXND5, BIEA), metabolism (e.g. G6PI, K6PP, LDHB) and RNA processing (HNRP K). In addition, cathepsin D, one of autophagic executors, was increased by SAHA treatment while different subunits of the 26S proteasome complex were decreased in levels after addition of SAHA. Interestingly, we found alterations of mitochondrial proteins indicating the perturbation of mitochondrial function. VDACs are pore forming proteins located on the outer mitochondrial membrane which is known to play an important role in the release of apoptogenic proteins such as cytochrome-c from mitochondria to cytoplasm and induction of apoptosis. In this study, VDAC1 and VDAC3 were found to be overexpressed after incubation with SAHA, which might lead to an extensive release of apoptogenic proteins. This result is consistent with the study of Sonnemann and co-workers showing that SAHA induced the mitochondrial apoptotic pathway of DAOY cells (Sonnemann et al., 2006). Furthermore, these results are also in agreement with the previously known antitumor activities of SAHA reported for other cancer cell lines, e.g. the up-regulation of heat shock proteins, prostaglandin synthase 3, ubiquinol cytochrome c reductase or the down-regulation of MARCS proteins. …………………
Myokardiale Erkrankungen gehören zu den häufigsten Todesursachen. Das Verständnis der molekularen, patho-physiologischen Ereignisse ist somit entscheidend für die Suche nach geeigneten Therapien. Um einen Einblick in zelluläre Ereignisse der kardialen Erkrankungen zu erhalten, sollten in der hier vorgelegten Arbeit Genexpressionsanalysen unter Verwendung von DNA-Mikroarrays durchgeführt werden. Den Schwerpunkt dieser Arbeit bildete die Charakterisierung der Immunadsorptionstherapie (IA/IgG-Therapie), die eine Therapieoption der dilatativen Kardiomyopathie (DCM) darstellt. Anhand von Genexpressionsanalysen immunadsorbierter Patienten sollte der Therapieeffekt analysiert werden. Dafür wurde zunächst die Etablierung eines Protokolls zur Isolation von Protein und RNA aus humanen endomyokardialen Biopsien von DCM-Patienten nötig. Um die mit der Therapie verbundenen Genexpressionsänderungen einordnen zu können, sollte zunächst das Genexpressionsmuster von 47 DCM-Patienten mit Patienten ohne Einschränkung der Pumpfunktion (Kontrollen) verglichen und mittels Real-time PCR validiert werden. Die Betrachtung dieser DCM-Patienten und Patienten, die eine normale Pumpfunktion aufwiesen, ergab 649 Gene mit krankheitsbedingt veränderter Expression. Zu diesen gehören neben bekannten Herzinsuffizienz-Markern (BNP, ANP, MYH6) Gene, die Proteine des Protein-Ubiquitinylierungssystem kodieren oder an der Ausprägung von Hypoxie und Fibrose (Connective tissue growth factor) beteiligt sind und auf eine Dysregulation des Proteinabbaus, erhöhten oxidativen Stress und Matrix-Remodeling hinweisen. Darüber hinaus ist aufgrund der geringeren Expression von Genen, die der oxidativen Phosphorylierung und Glykolyse zuzuordnen sind, von einer Energielimitation in DCM-Patienten auszugehen. Unter Berücksichtigung von verschiedenen klinischen Parametern bestand weiterhin die Aufgabe, den Einfluss dieser Parameter auf die Genexpression zu klären. Während wenig Korrelationen zu Body-Mass-Index (BMI), Alter und Krankheitszeitraum auftrat, wurde eine Häufung von Genen festgestellt, deren Expression zur LVEF und LVIDd korreliert. Gene, die Regulatoren mit myokardialer Funktion kodieren (ADRA1A, ADRB2, PLN, RYR2), zeigten gleichzeitig Korrelationen zur LVEF und dem LVIDd (p<0,05). Darüber hinaus sollte das Genexpressionsprofil von Patienten, die von der IA/IgG-Therapie profitieren (Responder) mit den Patienten ohne Therapieerfolg (Nonresponder) vor und 6 Monate nach der IA/IgG-Therapie verglichen werden. In der Subgruppe der Responder wurde für 171 Gene eine signifikant unterschiedliche Expression bestimmt, während die Zahl der durch die Therapie in ihrer Expressionshöhe betroffenen Gene in Nonrespondern mit 72 wesentlich geringer ausfiel. Gene, die sowohl in Respondern nach Therapie als auch krankheitsbedingt verändert waren, konnten kaum beobachtet werden, so dass andere Mechanismen für den Therapieeffekt verantwortlich sein müssen. Neben einer geringeren Expression des ACE2 wurde auch eine Abnahme Fibrose-assoziierter Gene wie CTGF, Fibronectin und Collagen 1A2 in Respondern nach IA/IgG-Therapie beobachtet. Zudem war eine signifikante LVIDd-Abnahme in Respondern zu verzeichnen, die in Nonrespondern nicht zu erkennen war. In Nonrespondern wurde nach IA/IgG-Therapie dagegen die verminderte Expression einiger Komplementfaktoren beobachtet. Zudem bestand die Aufgabe in der Suche nach Genexpressionsänderungen immunadsorbierter DCM-Patienten, die mit der Änderung klinischer Parameter korrelieren. Weiterhin sollte im Rahmen dieser Arbeit eine beschreibende Signatur definiert werden, die eine Vorhersage des Therapieerfolges für den individuellen DCM-Patienten vor Durchführung der IA/IgG-Therapie ermöglicht. Unter Verwendung des Resamplings (Crossvalidierung) wurde mit Hilfe einer Support Vector Machine eine Signatur von 25 Genen definiert, die eine Klassifizierung der Subgruppen mit einer Fehlerrate von 3,7% erlaubt. Die in Abhängigkeit verschiedener, myokardialer Parameter gezeigten Genexpressionsunterschiede in DCM-Patienten spiegeln die Dynamik der Erkrankung wider. Der Einfluss der IA/IgG-Therapie auf die Genexpression von Patienten, die an der DCM erkrankt sind, betrifft eine Vielzahl von Genen verschiedener Kategorien. Korrelationsanalysen zeigen, dass ein Zusammenhang zwischen Genexpressionsänderung und den Änderungen der Parameter LVEF, LVIDd und Inflammation bestehen. Mit der Definition von Patienten, die von der IA/IgG-Therapie profitieren, wurden auch Unterschiede bezüglich klinischer Parameter (LVIDd, Zeitraum der Erkrankung) deutlich, die zum Verständnis der hier dargestellten Genexpressionsunterschiede beitragen. Die generierten Daten bieten neben dem besseren Verständnis der im Myokard ablaufenden Prozesse eine Reihe von Ansatzpunkten für weitere Untersuchungen, wie zum Beispiel zur Rolle des IGF-1-Signalweges oder des Protein-Ubiquitinylierungssystems bei der Ausprägung der DCM, die auch zu neuen Therapieansätzen beitragen können.
Teil 1: Pathogeninaktivierung: Es wurde ein neues Verfahren zur Pathogeninaktivierung mittels Proteomanalysen untersucht. Bei diesem wurden Proben von Kaninchenthrombozyten mit Riboflavin bzw. Psoralen inkubiert und mit UV-A Licht bestrahlt. Dadurch werden die in Pathogenen enthaltenen Nukleinsäuren unbrauchbar gemacht, wohingegen gezeigt werden konnte, dass die Plättchen kaum in ihrem Proteom und damit vermutlich in ihrer Funktionalität beeinflusst wurden. Teil 2: Thrombozytenalterung: Durch Apherese wurde an drei auf einander folgenden Tagen die in einem humanen Spender zirkulierenden Plättchen auf 80000/µl depletiert und anschließend Plättchen aus dem Vollblut mittels differentieller Zentrifugation gewonnen. Während der einsetzenden Nachbildung von Thrombozyten wurde das Proteom der Zellen mit den Ausgangswerten verglichen und so versucht, Alterungsmarker im Thrombozytenproteom zu finden.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden neuartige alpha-Phosphanylaminosäuren untersucht. Die Verbindungen wurden durch eine Dreikomponenten-Eintopfreaktion bei Raumtemperatur aus Diphenylphosphan, einem primären Amin und Glyoxylsäure hergestellt. Alle Verbindungen sind luftempfindlich und bilden in Lösung langsam Zersetzungsprodukte. Es wurden P-Sulfide, P-Oxide und P-Pentacarbonylmetall(0)komplexe hergestellt, Versuche zur Synthese von BH3-Addukten in Molverhältnis 1:1 und 1:3 durchgeführt. Das enantiomerenreine 1-(p-methoxyphenyl)ethyl-substituierte Phosphanylglycin wurde als Ligand auf Eignung in enantioselektiven, katalytischen Hydrierungen verschiedener alpha-, beta-ungesättigter Ketoverbindungen untersucht. Sieben Verbindungen aus verschiedenen Gruppen N-substituierter Phosphanylglycine wurden als Liganden mit Ni(COD)2 zu in situ in Katalysatoren umgesetzt und damit die Poly/Oligomerisation von Ethylen untersucht. Die meisten untersuchten Liganden bewirkten hohe katalytische Umsätze von Ethylen und zeigten somit gute Eignung als Liganden zur Stabilisierung aktiver Ni-Oligomerisationskatalysatoren.
Twinribozyme vermitteln den Austausch eines internen Teilfragments gegen ein extern hinzugefügtes Reparaturoligonukleotid abweichender Sequenz innerhalb einer RNA Sequenz durch ortsspezifische Katalyse zweier Spalt- und Ligationsereignisse. Eine twinribozymvermittelte RNA Sequenzmanipulation kann deshalb zur spezifischen Reparatur genetischer Dispositionen auf mRNA-Ebene verwendet werden. Das Potential von Twinribozymen zur Reparatur kurzer Deletionsmutationen wurde bereits an Modellsystemen erfolgreich demonstriert. Zur Erweiterung der Twinribozym-Strategie hinsichtlich therapeutischer Applikationen wurde ein Twinribozym durch rationales Design mit kombinierter Mutagenese entwickelt, welches die Reparatur einer in frame Deletion eines UCU343-345 Codons innerhalb der onkogenen CTNNB1 mRNA Zielsequenz vermittelt. Mehr als 23% der mutierten CTNNB1 mRNA Zielsequenz konnten in die entsprechende Wildtyp-Sequenz in vitro überführt werden. Eine Twinribozym-vermittelte Reparatur der β-Catenin kodierenden CTNNB1-mRNA könnte deshalb eine Wnt-Liganden abhängige Regulation der Proliferation, Mobilität und Differenzierung von Zellen wiederherstellen.
Untersuchungen zum Aufbau eines Assays zur in vitro Selektion eines Cytidindesaminase-Ribozyms
(2009)
In dieser Arbeit wurden Untersuchungen zur Funktionalisierung von RNAs im Hinblick auf die Selektion eines Ribozyms, das die Desaminierung von Cytidin zu Uridin katalysieren kann, durchgeführt. Die Desaminierung von Cytidin verläuft proteinkatalysiert. Cytidindesaminasen (CDAs) sind im Nukleotidmetabolismus aller Lebewesen zu finden. In höheren Eukaryoten spielen CDAs beim RNA editing eine Rolle. In Säugetieren sind sie bedeutsam für die Immunabwehr. Ein Cytidindesaminase-Ribozym wäre in der Lage die gezielte Veränderung einer RNA-Sequenz zu katalysieren. Diese Eigenschaft wäre ein weiteres Indiz für eine präbiotische RNA-Welt und könnte auch in der Gentherapie nützlich sein. Bei der in vitro Selektion ist die Funktionalisierung der RNA-Bibliothek ein zentraler Punkt. 5’-Transkriptionspriming ist dafür besonders gut geeignet, da es kotranskriptionell, während der Transkription der RNA, stattfindet. Während der Transkription kann die T7 RNA Polymerase ein 5’-modifiziertes Guanosinmonophosphat am 5’-Ende, also am Anfang einer RNA-Sequenz, einbauen. Cytidin, das zu prozessierende Substrat der Selektion, wurde mit einem Guanosinmonophosphat verbunden. Solche modifizierten Guanosinmonophosphat-Verbindungen werden Initiatormoleküle genannt, da sie nur zu Beginn einer RNA-Transkription am 5’-Ende einer RNA eingebaut werden können. Um eine Selektion zu ermöglichen, wurde das Cytidin mit einer Markierung versehen. Es wurden zwei verschiedene Initiatormoleküle synthetisiert. Der eine Initiator bestand aus einer Guanosinmonophosphateinheit und einer Cytidineinheit, die eine Biotinmarkierung trug. Die Biotinmarkierung ermöglicht eine Selektion an der festen Phase durch die starke Wechselwirkung von Biotin und Streptavidin. Bei erfolgreicher Reaktion der RNA wird diese von der Festphase getrennt und kann durch Waschen der Festphase isoliert werden. Der andere Initiator trug statt der Biotinmarkierung eine Fluoreszeinmarkierung. Die Selektion mit diesem Initiator würde in Lösung stattfinden. Fluoreszein-markierte RNAs besitzen eine andere gelektrophoretische Mobilität als unmarkierte RNAs. Bei der Selektion spalten aktive RNAs die Fluoreszeinmarkierung ab. Durch Gelaufreinigung der Selektionsansätze könnten sie so auf Grund ihrer veränderten gelelektrophoretischen Mobilität isoliert werden. Zur Synthese der Moleküle wurden zwei unterschiedliche Synthesestrategien entwickelt und angewandt. Die erste Synthesestrategie bediente sich der Phosphoramiditchemie an der festen Phase und lieferte den Biotin-markierten Initiator in nanomolaren Mengen. Die zweite Strategie führt zur Synthese des Fluoreszein-markierten Initiators und beinhaltete eine 18-stufige Synthese in Lösung, die eine Ausbeute des Initiators im µ-molaren Bereich ermöglichte. Die Funktionalisierung von RNA mit dem Biotin-markierten Initiator wurde qualitativ nachgewiesen mit Hilfe einer auf Northern Blotting und Chemilumineszenzdetektion aufbauenden Methode. Dabei wurden die Transkriptionsprodukte auf einer Nylonmembran immobilisiert und mit einem Fusionsprotein aus Alkalischer Phosphatase und Streptavidin zur spezifischen Bindungen an die Biotinmarkierung inkubiert. Durch Zugabe eines Substrats der Alkalischen Phosphatase wird ein Chemiluminszenzsignal induziert, welches mit einem empfindlichen Photosystem detektiert und dokumentiert werden kann. Der erfolgreiche Einbau der Fluoreszein-markierten Initiatormoleküle wurde qualitativ mit Hilfe denaturierender Gelelektrophorese und Fluoreszenzanregung bei einer Wellenlänge von 365 nm nachgewiesen. Zur quantitativen Bestimmung des Einbaus wurde eine auf fluoreszenzspektroskopischen Anwendungen basierende Methode etabliert und erfolgreich angewendet. Dazu wurde eine zu 100% 5’-Fluoreszein-markierte RNA mit Hilfe des Phosphoramiditverfahrens synthetisiert. Zur Erstellung einer Eichgerade mit dieser Referenz-RNA wurden Proben mit bekannten Konzentrationen mit Hilfe eines Fluoreszenzspektrophotometers vermessen. Die jeweiligen gemessenen Fluoreszenzintensitäten der Fluoreszenzemissionsmaxima der Proben wurden in einem Diagramm über der dazugehörigen Konzentration aufgetragen. Die so erstellte Eichgerade ermöglichte es anhand der gemessenen Fluoreszenzintensität einer Probe markierter RNAs die Konzentration der Probe zu ermitteln. Zur Bestimmung und Optimierung der Einbaueffizienz des Fluoreszein-markierten Initiators wurden Transkriptionspriming-reaktionen unter Variation der Transkriptionsbedingungen durchgeführt. Nach Optimierung der Reaktionsbedingungen wurde so eine Einbaurate von 18% erreicht. Die Ergebnisse dieser Arbeit dokumentieren, dass grundsätzlich beide Inititatormoleküle zur Funktionalisierung einer RNA-Bibliothek und den damit verbundenen Selektionsstrategien, Festphase oder Selektion in Lösung, angewendet werden können. Die Fluoreszein-basierende Selektionsstrategie hätte den Vorteil einer direkteren Identifizierung und spezifischeren Quantifizierung der funktionalisierten RNA-Bibliothek.
Im Rahmen dieser Arbeit konnte die funktionelle Expression der 4-Hydroxyacetophenon-Monooxygenase (HAPMO) aus Ps. putida JD1 etabliert werden. Die im Kolbenmaßstab entwickelte Expressionsstrategie konnte auf einen Kultivierungsmaßstab von bis zu vier Litern übertragen werden. Außerdem konnten die Reaktionsbedingungen für die enantioselektive enzymatische Baeyer- Villiger-Oxidation von 3-Phenyl-2-butanon durch die HAPMO optimiert werden, auch hier war die Übertragung auf einen größeren Maßstab möglich. Durch die Verwendung von Lewatit® VP OC 1064 MD PH, einem hydrophoben Adsorbens, als zweiter Phase konnte in einem in situ SFPR-System (substrate feed and product removal) die Inhibierung der HAPMO auch bei höheren Substratmengen umgangen werden. Auf diese Weise war es möglich, in Biokatalysen das Substrat in einer Konzentration von 40 mM einzusetzen. Im Verlauf dieser Biokatalysen konnte im Schüttelkolben ein Umsatz von annähernd 50% erreicht werden. Auch in Ganzzellbiotransformationen im 500 mL-Maßstab konnte ein Umsatz von 30% erreicht werden. Mit p-Nitroacetophenon, α-Acetonaphthon und 3-Acetylindol konnten im Rahmen dieser Arbeit Substrate mit der HAPMO umgesetzt werden, die für den colorimetrischen Nachweis von Baeyer-Villiger-Monooxygenase-Aktivität verwendet werden können. In einem weiteren Schwerpunkt dieser Arbeit wurde nach einer Möglichkeit gesucht, den Ausgangsstoff für die Biokatalysen, 3-Phenyl-2-butanon, in ausreichendem Umfang zu synthetisieren. Die bisher für die Synthese verwendete Umsetzung von 2-Phenylpropionsäure mit Methyllithium ist durch das Gefahrenpotential von Methyllithium nur bedingt in größerem Maßstab durchführbar. In einer alternativen Syntheseroute wurde 1-Phenyl-2-propanol oxidiert und das entstehende Keton mit Methyliodid methyliert. Beide Reaktionsschritte konnten mit nahezu vollständigem Umsatz durchgeführt werden. Durch die Verwendung der Vakuumdestillation zur Aufreinigung des Produktes konnten Ausbeuten von über 90% erreicht werden.
Rekombinante Expression und Design der Aminoacylase 1 für die Synthese von N-Acyl-Aminosäuren
(2009)
Im Rahmen der Dissertation wurde die Möglichkeit der enzymatischen N Acylierung von Aminosäuren über eine thermodynamisch kontrollierte Reaktion im wässrigen Medium untersucht. Eine Auswahl von Biokatalysatoren wurde auf ihre Eignung hin untersucht und die Aminoacylase 1 aus der Schweineniere (pAcy1) als Wildtyp-Enzym ausgewählt. Es konnte gezeigt werden, dass das primäre Problem bei der pAcy1-katalysierten Synthese der Modellkomponente N-Lauroyl-L-Glutamat (NLLG) in einem sehr ungünstigen thermodynamischen Gleichgewicht liegt. Dieses konnte zwar durch den pH-Wert zugunsten der Synthese verschoben werden, lieferte aber auch unter optimierten Bedingungen nur unzureichende Umsätze. Als primäre Probleme auf Seiten des Biokatalysators wurde ein niedriges Verhältnis zwischen der Synthese und Hydrolyse des Produktes (S/H-Verhältnis) neben einer vergleichsweise schlechten Akzeptanz langkettiger Acyldonoren identifiziert. Um für eine Optimierung des Enzyms die Methoden des rationalen Protein Designs und der gerichteten Evolution zu nutzen, wurde ein rekombinantes Expressionssystem über ein synthetisches Gen der pAcy1 auf dem Vektor pET52(b) realisiert. Durch die Anpassung des Expressionsmediums, der Temperatur sowie der Co-Expression molekularer Chaperone konnten etwa 80 mg aufgereinigtes Enzym pro Liter Fermentationslösung erhalten werden. Das rekombinante Protein wurde biochemisch charakterisiert und die Aktivität gegenüber dem bevorzugten Substrat der pAcy1 N-Acetyl-L-Methionin (NAM) mit 94 U/mg quantifiziert. Die Optimierung des S/H-Verhältnisses der pAcy1 fokussierte sich auf das Potential der katalytischen Base (E146) zur Protonenaufnahme. Als Basis für ein rationales Design wurde ein Strukturmodell erstellt und ein Aspartat an der Position 346 identifiziert, welches den pKa-Wert von E146 maßgeblich beeinflusst. Durch Modellierungen der Elektrostatik im aktiven Zentrum wurde die Substitution von D346 zu Alanin, Asparaginsäure, Glutamat und Glutamin vorgeschlagen und weiterhin die Mutation der katalytischen Base selbst untersucht. Versuche zur Beschreibung des S/H-Verhältnisses von erstellten Varianten der pAcy1 wurden anschließend mit NAM als Modellkomponente durchgeführt. Bei allen Mutanten war ein starker Rückgang der Gesamtaktivität zu verzeichnen, wobei die Restaktivitäten der 146X-Varianten maximal 0,5% und die der 346X-Varianten maximal 9% bei der Hydrolyse betrugen. Durch die parallele Quantifizierung der Synthesereaktion konnte gezeigt werden, dass sich das S/H-Verhältnis durch die Substitution des Asp346 in beide Richtungen verschieben lässt, wobei die gewünschte Erhöhung des Verhältnisses mit einer stark verminderten Gesamtaktivität einhergeht. Die Mutante D346A wies z.B. eine Erhöhung des S/H-Verhältnisses von 0.02 auf 0.18 auf, wobei allerdings die Restaktivität im Vergleich zum Wildtyp-Enzym bei der Synthese 0.2% und die in der Hydrolyse 0.05% betrug. Zur Erklärung dieser Beobachtungen wurde die pH-Abhängigkeit der pAcy1-Varianten für die Hydrolyse des artifiziellen Substrats Furyl-Acyl-M ethionin (FAM) bestimmt. Eine Verschiebung des pH-Optimums ins Saure bzw. ins Basische korrelierte bei D346A bzw. D346E mit der zuvor bestimmten Verschiebung des S/H-Verhältnisses. Weiterhin sollte die Affinität der pAcy1 gegenüber langkettiger Acyldonoren durch gerichtete Evolution erhöht werden. Da aus der Literatur bekannt ist, dass die Reste I177, T345, L370 die Acylbindetasche des Enzyms definieren, wurden diese über iterative Sättigungsmutagenese randomisiert und so etwa 32.000 Varianten der pAcy1 erzeugt. Zur Charakterisierung einer Mutantenbibliothek wurde ein hochdurchsatzfähiges Expressions- und Screeningsystem etabliert, wofür das bereits realisierte Expressionssystem auf den Mikrolitermaßstab übertragen und auf die besonderen Ansprüche hin optimiert wurde. Zur Charakterisierung der Enzyme wurde eine modifizierte Form eines bereits beschriebenen Proteaseassays verwendet, welcher eine kontinuierliche Messung der entstehenden Aminosäure als Produkt der Hydrolysereaktion erlaubte. Eine vorhergehende Selektion aktiver Varianten auf Minimalmedium erlaubt ein effizientes Screening der Mutantenbibliothek. Das Screening- und Selektionssystem wurde bisher mit der Wildtyp-pAcy1 und einer inaktiven Mutante erfolgreich getestet und zeigte Schwankungen von lediglich ±10%. Das noch ausstehende Screening der Mutantenbibliothek wird in laufenden Arbeiten durchgeführt.
Zielstellung: Wertigkeit der diffusionsgewichteten single-shot echoplanaren MRT zur Diagnostik von Pankreaserkrankungen: Eine quantitative und qualitative Auswertung. Material und Methode: DWI-MRT wurde bei 40 Patienten (14 Frauen, 26 Männer) mit Verdacht auf eine Raumforderung im Pankreas durchgeführt. Die Daten wurden an einem 1,5T MRT Gerät (Magnetom Symphony®, Siemens, Erlangen, Germany) erhoben. Die DW-EPI Sequenz (b50, b400) wurde bei ruhiger Atemlage akquiriert und ADC-Maps wurden berechnet. Die Signalintensitäten wurden durch manuelle Einlage einer ROI bei 11 Adenokarzinomen des Pankreas, 15 chronischen und 2 akuten Pankreatitiden, 6 Zysten des Pankreas und im gesunden Pankreasgewebe bei 6 Patienten. Die ADCs wurden nach der Formel: ADC=(ln(SI1/SI2))/b2-b1 berechnet. Die Signalintensitäten der Erkrankungen wurden innerhalb der einzelnen diffusionsgewichteten Sequenzen und der ADC-Map miteinander verglichen. Die Berechnung der relativen Signalintensität und des Läsionskontrastes erfolgte für die diffusionsgewichteten Bilder und die ADC-Map. Zusätzlich erfolgte eine direkte visuelle Auswertung der Raumforderungen in den diffusionsgewichteten Bilder und ADC-Maps nach ihrem Signalverhalten im Vergleich zum umgebendem nichttumorösem Pankreasgewebe (hypo-, iso- oder hyperintens). Ergebnis: Der durchschnittliche ADC-Wert (mm²/s; +/- Standardabweichung) von Zysten (3,14x10‾³ ± 0,16x10‾³) war signifikant höher (p<0,05) als bei der chronischen Pankreatitis (1,31x10‾³ ± 0,31 x10‾³), dem Pankreaskarzinom (1,39x10‾³ ± 0,32x10‾³) und gesundem Pankreasgewebe (1,4x10‾³ ± 0,43x10‾³). Im Vergleich der anderen Gruppen ergab sich kein signifikanter Unterschied. In den diffusionsgewichteten Bildern zeigten alle Raumforderungen ein hyper- bzw. isointenses Signalverhalten im Vergleich zum umgebenden Pankreasparenchym. In den ADC-Maps zeigten alle Pankreaskarzinome ein hypointenses Signalverhalten. Im Gegensatz dazu waren alle Zysten in den ADC-Maps hyperintens. Diskussion: Nur Zysten können von anderen Erkrankungen des Pankreas mittels berechnetem ADC signifikant unterschieden werden. Dagegen ist die rein visuelle Auswertung von diffusionsgewichteten Bildern und der ADC-Map in Zusammenhang mit der Berechnung der relativen Signalintensität und des Läsionskontrastes eine sehr vielversprechende Möglichkeit zur Detektion von Adenokarzinomen des Pankreas. Zur Differenzierung von Pankreaskarzinom und chronisch entzündlich verändertem Gewebe sowie im Vergleich zu gesundem Pankreasgewebe eignet sich, trotz des T2 Durchscheineffektes bei niedrigem b- Faktor, vor allem der Vergleich der Signalintensitäten innerhalb der diffusionsgewichteten Bilder.
Discovery of novel Baeyer-Villiger monooxygenases and their application in organic synthesis.
(2009)
The application of BVMOs in kinetic resolution is a versatile alternative for the synthesis of optically pure esters. Within this thesis BVMOs proved to be highly active against a broad range of linear and aryl aliphatic ketones yielding a variety of enantiopure products. Among the beta-hydroxy ketones several CHMOs and BVMOPsfl showed the best results (E > 100), whereas the application of the latter enzyme also allowed access to the abnormal esters (regioisomeric excess > 40%). Interestingly, some enzymes showed a reduced activity and selectivity with a growing chain length of the ketone, suggesting that middle-chain ketones (C8-C10) might be preferred. Moreover, the production of optically pure 1,2-diols was observed (yields 8-50%), resulting from an in vivo hydrolysis of the 2-hydroxy alkyl acetates. Regarding the N-protected beta-amino ketones, results were different. While the majority of CHMOs catalyzed linear substrates showing high enantioselectivities (for CHMOBrevi1 and CHMOBrachy E > 100, c = 40-50%), BVMOPsfl did not convert nitrogen bearing linear ketones, although this might also be justified with the methylcarbamate protecting group. Interestingly, the number of BVMOs catalyzing oxidation of spatially more demanding linear branched beta-amino ketones was greatly reduced, indicating steric hindrance that was also combined with a decrease in selectivity. Similar to the observation for beta-hydroxy ketones, also the 2 amino alkyl acetates hydrolyzed furnishing 2-amino alcohols (yields 9-52%). Moreover, hydrolysis of the “abnormal“ esters allowed an alternative access to valuable native and non-native β-amino acids. In a two step process, using CDMO from R. ruber and CAL-B, it was possible to generate N-protected (+)-beta-leucine. During kinetic resolutions of aryl aliphatic ketones it was observed that the highest enantio¬selectivities could be achieved utilizing HAPMOJD1, HAPMOACB and PAMO, enzymes typically preferring aromatic substrates. Biotransformation with 3-phenyl-2-butanone revealed an E-value > 100 for HAPMOJD1 (S-selective). Nevertheless, also BVMOPsfl converted this sub¬strate (E = 43), and also CHMOAcineto and CPMO oxidized it, although selectivity was rather low (E < 5). Interestingly, BVMOKT2440 was the only examined enzyme showing R selectivity (E = 13). Additionally, increasing the scale and performing biotransformation in a baffled flask could increase enantioselectivity of BVMOPsfl from E = 43 to 82. The discovery of novel enzymes with diverse properties is still a main goal of the biotechnological industry. Within these studies, two BVMOs (BVMOKT2440 and HAPMOJD1) could be successfully amplified from genomic DNA using different PCR-methods. Then, expression in E. coli was optimized, revealing that the reduction of expression temperature, implementation of E. coli JM109 or RosettaTM (DE3), possessing the pRARE plasmid to facilitate translation of rare codons in the latter case, and/or co-expression of chaperones (pGro7: GroEL/ES-familiy) could increase the amount of soluble and active protein. Both enzymes were subjected to biocatalysis and it was found that BVMOKT2440 preferentially oxidized linear ketones, while HAPMOJD1 dominantly converted aryl aliphatic ketones. The latter enzyme could be purified by anion exchange and affinity chromatography allowing examination of kinetic parameters. Thereby, HAPMOJD1 displayed lowest KM-values for acetophenone derivatives bearing their substituent in para-position (KM < 320 µM). Moreover, also aldehydes and heteroaromatic compounds were oxidized and also sulfoxidation was observed. Interestingly it was found, that both BVMO genes are located in the direct neighborhood of a dehydrogenase and a hydrolase. This led to the suggestion that these enzymes may be metabolically connected in the degradation of their natural substrate.
Ziel: Überprüfung der bisherigen Möglichkeiten der Dosisreduktion für den Arzt bei CT-gestützten Interventionen und Vorstellung einer Strahlenschutzwand als Dauerschutzeinrichtung. Material und Methode: 1. Bestimmung der Dosis mit Hilfe von digitalen Personendosimetern während 43 CT-gestützten Interventionen unter Veränderung verschiedener Parameter (Art der Intervention, Ausbildungsstand der Ärzte, Nutzung einer Bleimatte um den Patienten). 2. Messungen am Alderson-Phantom zur Ermittlung der Dosisverteilung im Raum mit und ohne Bleischutzmatte mittels digitalem Personendosimeter und Ionisationskammer. 3. Konstruktion einer Strahlenschutzwand und Überprüfung dieser in der Praxis, am Alderson-Phantom und mittels Monte-Carlo-Simulation. Ergebnisse: Signifikante Senkung der Strahlenbelastung durch eine Bleimatte um den Patienten zur Reduktion der Streustrahlung. Senkung der Dosis pro Sekunde mit zunehmender Erfahrung und Auseinandersetzung mit der Strahlenbelastung. Deutliche Reduktion der Dosis durch Vergrößerung des Abstandes von der Gantry. Weitere Senkung der Strahlenbelastung durch Verwendung einer Dauerschutzeinrichtung. Schlussfolgerungen: Sechs goldene Regeln zur Reduktion der Strahlenbelastung bei CT-Interventionen: 1. Kurze Durchleuchtungszeit. 2. Größtmöglicher Abstand. 3. Bleiabdeckung um den Patienten. 4. Dosissparende Röhreneinstellung. 5. Erfahrung (und Bewusstsein für die Strahlenbelastung). 6. Einrichtung einer Dauerschutzeinrichtung auch bei CT-gestützten Interventionen.
Neurologische heterotope Ossifikationen sind ein relevantes Krankheitsbild bei Patienten mit Schädigungen des zentralen Nervensystems. Diese Arbeit gibt einen Einblick in typische und atypische Befunde der Röntgenbildgebung und zeigt radiologisch fassbare Veränderungen im zeitlichen Verlauf der Erkrankung auf. Das Patientenkollektiv, welches in dieser Dissertation untersucht wurde, stammt aus dem Neurologischen Rehabilitationszentrum (NRZ) Greifswald. Von Januar 2001 bis Dezember 2004 wurden bei 31 von 1463 behandelten Patienten insgesamt 90 heterotope Ossifikationen diagnostiziert. Die angefertigten Röntgenbilder sind im Rahmen dieser Arbeit anhand vorgegebener Kriterien evaluiert worden. Hinsichtlich der Kalkdichte und der Abgrenzbarkeit zum umliegenden Gewebe fanden sich im untersuchten Kollektiv charakteristische Veränderungen im Verlauf der Ausreifung. Frühe Aufnahmen von NHO zeigten regelmäßig eine geringere Kalkdichte und eine unschärfere Abgrenzung zum umliegenden Gewebe als die gleichen NHO in späteren Folgeaufnahmen. Ferner wird die Kalkstruktur mit zunehmender Ausreifung homogener im Vergleich zu den Vorbefunden. Die initiale Ausdehnung einer neurologischen HO lässt bereits eine tendenzielle Voraussage zu, in welcher Ausdehnung das Wachstum zum Stillstand kommen wird. So lassen sich folgende Feststellungen treffen: Tendenziell scheinen kleine NHO auch im Verlauf klein zu bleiben. Ebenso wachsen große NHO bereits initial in einer großen Ausdehnung. Wachstum findet eher im Sinne einer Dichtezunahme als in einer Größenzunahme statt. Die neurologischen HO treten bevorzugt an den großen Gelenken auf. Am häufigsten waren sie im Hüftgelenk mit 46 Befunden (51%) anzutreffen. Im Schultergelenk manifestierten sich insgesamt 24 Ossifikationen (27%). Das Kniegelenk war 10 Mal (11%) und das Ellbogengelenk 6 Mal (7%) betroffen. Es gab daneben noch 1 heterotope Ossifikation im Bereich des oberen Sprunggelenkes (1%) sowie drei heterotope Ossifikationen ohne Gelenkbeteiligung (3%), und zwar im Bereich langer Röhrenknochen (Femur und Tibia). Es fanden sich im untersuchten Kollektiv keine heterotopen Ossifikationen an den Finger- und Fußgelenken, ebenso fanden sich keine HO im gesamten Bereich des Kopfes sowie entlang der Wirbelsäule. Es wurden bei 58% der HO – Patienten Mehrfachbefunde dokumentiert. Bei 42% der HO – Patienten fand sich ein singulärer Befund. Bei 12 der 18 Patienten mit Mehrfachbefunden zeigten sich symmetrische Befunde. Bei 3 der 18 Patienten mit Mehrfachbefunden zeigte sich ein streng einseitiges Auftreten der NHO.
Untersuchungen an Nasenmodellen zum Einfluss rhinochirurgischer Maßnahmen auf die Atemströmung
(2009)
Langzeitstudien zu funktionell rhinochirurgischen Eingriffen zeigen mangelnde funktionelle Ergebnisse. Mittels in vitro Untersuchungen wurde nach möglichen Ursachen gefahndet. An abgeformten Nasenmodellen von Patienten mit pathologischen Veränderungen wurden sequentielle Korrekturen am Septum, an den Muscheln sowie am Isthmus nasi simuliert. Die Modelle wurden vor und nach den Änderungen rhinoresistometrisch, akustisch-rhinometrisch und strömungsexperimentell untersucht. Erweiterungen im Cavum senken den Strömungswiderstand und verstärken die Turbulenz. Erweiterungen am Isthmus nasi vermindern den Strömungswiderstand und die Turbulenz.Die stärkste Turbulenzbildung wurde bei engem Istmus und weitem Cavum gefunden. Die beobachteten Effekte sind abhängig vom Ausmaß der Weiteänderung und lassen sich mittels akustischer Rhinometrie und Rhinoresistometrie objektivieren.
Esterasen und Lipasen finden große Anwendung für die organische Synthese, da sie ein breites Substratspektrum besitzen, in organischen Lösungsmitteln oftmals stabil sind und hohe Enantioselektivitäten auch gegenüber nicht-natürlichen Substraten erreichen können. Die Schweineleberesterase (PLE) ist die bedeutenste Esterase für die Feinchemie. Für die biotechnologische Anwendung ist jedoch der Extrakt aus Schweinelebergeweben, aufgrund des tierischen Ursprungs und der Heterogenität (Vorkommen von verschiedenen Isoenzymen), eher ungeeignet. In dieser Arbeit wird die erfolgreiche rekombinante Expression der PLE in E. coli, die Optimierung der Kultivierung und die Etablierung eines Fermentationsprozesses beschrieben. Weitere Isoenzyme wurden ebenfalls identifiziert, charakterisiert und biokatalytische Umsetzungen von pharmazeutisch relevanten Substraten, wobei neben den PLE-Varianten auch Enzyme aus dem Metagenom verwendet wurden, durchgeführt.