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Central nervous system lymphoproliferative disorder (CNS-PTLD) after organ transplant is a unique clinicopathological entity and is associated with poor survival rates. When the CNS is involved, intravenous rituximab might not be the treatment of choice, due to its poor CNS penetration. However, intrathecal (IT) administration of rituximab has shown to be safe and efficient in small studies and in case series. We report here the case of a patient with late development of CNS-PTLD after kidney-pancreas transplantation who achieved complete remission after surgical resection and four cycles of IT rituximab and we provide a review of the literature for this treatment option.

Objectives: To assess the proportion, the reasons, and the factors associated with discontinuation or nonpublication of randomized controlled trials (RCTs) on connective tissue diseases (CTDs).Methods: We searched all interventional RCTs on CTDs registered in Clinicaltrials.gov since 2000. Two reviewers selected studies according to pre-specified eligibility criteria. Completion status, publication status, reported reasons for discontinuation or nonpublication, were retrieved on Clinicaltrials.gov, through literature search, and by contacting investigators. Multivariable logistic regression was used to identify factors associated with study noncompletion and nonpublication.Results: We included 175 studies, mostly phase 3, placebo-controlled trials on pharmacologic treatments, recruiting patients with systemic lupus (51%), systemic sclerosis (20%), Sjögren syndrome (12%) or other CTDs. Fifty-eight (33%) had been discontinued, mainly for insufficient patient accrual, with no differences in discontinuation rates across the CTDs (P>0.5). Forty-six (35%) of 130 studies having included at least 1 patient resulted unpublished, and 86 (65%) were published in a peer-reviewed journal after a median of 24 months (IQ 15-41) from completion, with a significant higher publication rate in completed vs. discontinued studies (81% vs 22%; PConclusions: One of three registered CTD-RCTs fails to be completed or published. This represents a waste of resources and raises ethical concerns regarding hidden clinical data and unfruitful participation by patients.

Für die Personalisierte Medizin wird eine präzise und schnelle Analyse relevanter kardiovaskulärer, Tumor- oder Autoimmunbiomarker in der heutigen Labordiagnostik immer wichtiger. Patienten sollen möglichst individuell und auf ihre Bedürfnisse abgestimmt behandelt werden. Mithilfe einfacher, tragbarer, zeit- und materialsparender Analysemethoden sollen in Zukunft die Ärzte durch automatisierte, multiparametrische Testsysteme unterstützt werden. Um diese Probleme adressieren zu können, ist es notwendig, Systeme zu entwickeln, die einen simultanen Nachweis von Protein-, Nukleinsäure-, und Lipidbiomarkern ermöglichen. Die vorliegende Dissertation setzt sich mit der Entwicklung mikropartikelbasierter Nachweissysteme für hydrophile und amphiphile Biomarker auseinander. Hierbei wurde ein mikropartikelbasierter Mikrofluidikchip zur Analyse von vier Protein- und DNAbasierten kardiovaskulären Biomarkern entwickelt. Dieser zeigt gegenüber der Verwendung einer Multiwellplatte eine Reduzierung der Zeit von 1 h auf 7 min, die Reduzierung von Patientenmaterial, aufgrund des Einsatzes geringer Volumina und eine erhöhte Sensitivität um einen Faktor von fünf gegenüber den Herstellerangaben der Biomarker. Die Analyse amphiphiler Biomarker wie Phospholipide oder Lipoproteine setzte die Verwendung hydrophober Mikropartikel voraus. Neuartige, fluoreszenzkodierte, hydrophobe Mikropartikel wurden hergestellt und anhand verschiedener Kriterien wie Verhalten in Puffersystemen, Hydrophobizität, Lösungsmittelstabilität und Fluoreszenz- und Größenverteilung charakterisiert. Mithilfe der typisierten hydrophoben Mikropartikel wurden amphiphile Biomarker, wie z. B. Anti-Phospholipid-Antikörper gegen Cardiolipin, welche bei Autoimmunerkrankungen, Krebs und kardiovaskulären Erkrankungen eine Rolle spielen, an die Mikropartikeloberfläche gekoppelt. Ein aussagekräftiger Nachweis der Anti- Phospholipid-Antikörper konnte sowohl auf Membran- als auch Mikropartikelbasis entwickelt werden. Mit dem entwickelten Proof-of-Principle konnten erste Patientenseren analysiert und eine eindeutige Zuordnung der positiven und negativen Seren vorgenommen werden., For Personalised Medicine, precise and rapid analysis of relevant cardiovascular, tumour or autoimmune biomarkers is becoming increasingly important in today's laboratory diagnostics. Patients should be treated as individually as possible and tailored to their needs. With the help of simple, portable, time- and material-saving analytical methods, doctors should be supported in future by automated, multiparametric test systems. To address these problems, it is necessary to develop systems that allow simultaneous detection of protein, nucleic acid and lipid biomarkers. This dissertation deals with the development of microbead-based detection systems for hydrophilic and amphiphilic biomarkers. A microbead-based microfluidic chip was developed for the analysis of four protein- and DNA-based cardiovascular biomarkers. Compared to the use of a multiwell plate, this shows a reduction in time from 1 h to 7 min, the reduction of patient material due to the use of low volumes and an increased sensitivity by a factor of five compared to the biomarker manufacturer's specifications. The analysis of amphiphilic biomarkers such as phospholipids or lipoproteins required the use of hydrophobic microbeads. Novel, fluorescence-encoded, hydrophobic microbeads were prepared and characterised using various criteria such as behaviour in buffer systems, hydrophobicity, solvent stability and fluorescence and size distribution. Using the typed hydrophobic microbeads, amphiphilic biomarkers, such as anti-phospholipid antibodies against cardiolipin, which play a role in autoimmune diseases, cancer and cardiovascular diseases, were coupled to the microbead surface. A meaningful detection of the anti-phospholipid antibodies could be developed on both membrane and microbead basis. With the developed proof-of-principle, first patient sera could be analysed and a clear assignment of positive and negative sera could be made.

Nanopore sequencing, a third-generation sequencing technique that applies nanometre sized pores to transduce the physical and chemical properties of specific nucleobases into measurable electrical signals, shows attractive advantages over conventional next-generation sequencing techniques. However, primarily due to high sequencing error rates this technique has rarely been used so far in clinical laboratory diagnostics. In this cumulative dissertation Nanopore sequencing was established and validated in clinical diagnostics using the example of the molecular diagnosis of Familial Mediterranean fever (FMF) and SARS coronavirus-2 (SARS-CoV-2) infections. First, a novel data analysis pipeline for accurate single nucleotide polymorphism (SNP) genotyping using Nanopore sequencing data was developed and validated with the corresponding sequencing protocol against conventional Sanger sequencing using 47 samples of patients with clinical suspicion of FMF. This method comparison showed a perfect agreement between both methods rendering current Nanopore sequencing in principle suitable for SNP genotyping in human genetics. The bioinformatic analysis of sequencing data is one of the most challenging parts in Nanopore sequencing experiments and complicates the application in a clinical diagnostic setting. Therefore, six different bioinformatic tools for sequence alignment were evaluated regarding their applicability to Nanopore sequencing data. This evaluation revealed a good suitability of all except one of these tools although differences in quality and performance exist. Since Nanopore sequencing showed a robust performance in SNP genotyping, a SARS-CoV-2 whole genome sequencing (WGS) protocol was established to enable onside viral WGS in a clinical laboratory. This was especially important for viral molecular biological surveillance during the pandemic as shown by analysing viral genetic data over the course of one year. Applying this approach in a clinical research project to investigate host-virus interaction by aggregating for the first time viral genetic data, serological data and clinical data, showed diverse humoral immune responses to SARS-CoV-2, that appear to be influenced by age, obesity and disease severity. Further, even small viral genetic changes may influence the clinical presentation of the associated disease COVID-19. Additionally, a novel reverse transcriptase (RT)- loop mediated isothermal amplification (LAMP) assay for the detection of SARS-CoV-2 was developed and validated for diagnostic use by method comparison with conventional RT-polymerase chain reaction (PCR). In summary, by presenting advancements of sequencing and bioinformatic workflows with the focus on an application in clinical diagnostics, the results of this thesis may pave the way for a broader application of Nanopore sequencing in laboratory medicine in the near future., Die Nanopore-Sequenzierung, eine Nukleinsäure-Sequenziertechnologie, bei der Poren im Nanometerbereich verwendet werden, um die molekularen Eigenschaften einzelner Nukleobasen in elektrisch messbare Signale umzuwandeln, weist einige Vorteile im Vergleich zu Next-Generation Sequenzierverfahren auf. Im Wesentlichen aufgrund einer hohen Fehlerrate wird die Technik bisher kaum in der klinischen Diagnostik verwendet. In der vorliegenden kumulativen Dissertation wurde die Nanopore-Sequenzierung am Beispiel der molekularen Diagnostik von familiärem Mittelmeerfieber (FMF) und SARS Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) Infektionen für die klinische Diagnostik etabliert und validiert. Hierzu wurde zunächst eine neue Datenanalyse Pipeline für die zuverlässige Bestimmung von Einzelbasenaustauschen (SNPs) entwickelt und mit dem dazugehörigen Sequenzierprotokoll durch einen Methodenvergleich mit konventioneller Sanger-Sequenzierung unter Verwendung von 47 klinischen Proben von FMF-Patienten validiert. Dabei konnte eine perfekte Übereinstimmung zwischen beiden Methoden gezeigt werden, was die Anwendbarkeit der Technologie für SNP-Genotypisierung demonstriert. Die bioinformatische Auswertung der Daten stellt eine wesentliche Herausforderung bei der Durchführung von Nanopore-Sequenzierexperimenten dar und erschwert damit eine diagnostische Anwendung. Um dies zukünftig zu vereinfachen, wurden sechs verschiedene Sequenz-Alignment Programme hinsichtlich Ihrer Anwendbarkeit auf Nanopore-Sequenzierdaten überprüft. Dabei konnte gezeigt werden, dass trotz deutlicher Unterschiede in Qualität und Leistungsfähigkeit alle bis auf eines dieser Programme für die Analyse entsprechender Datensätze verwendet werden können. Da sich die Nanopore-Sequenzierung als gut geeignet für SNP-Genotypisierung erwies, wurde zusätzlich ein SARS-CoV-2 Vollgenom-Sequenzierprotokoll etabliert, um die Vollgenom-Sequenzierung im Diagnostiklabor zu ermöglichen. Dies hat sich insbesondere als wichtig für die molekularbiologische Surveillance im Rahmen der Pandemie erwiesen. Zusätzlich wurde das Vollgenom-Sequenzierprotokoll in einem klinischen Forschungsprojekt verwendet, um Wirt-Virus Interaktionen zu untersuchen, indem zum ersten Mal virale genetische Daten, serologische Daten und klinische Daten aggregiert ausgewertet wurden. Dabei konnte eine breit gefächerte humorale Immunantwort auf das Virus beobachtet werden, die im Wesentlichen von den Faktoren Alter, Übergewicht und dem Schweregrad der Erkrankung beeinflusst wurde. Außerdem konnte dargestellt werden, dass vermutlich schon kleine Veränderungen im viralen Genom das klinische Bild der assoziierten Erkrankung COVID-19 beeinflussen. Abschließend wurde im Rahmen der Dissertation eine neue reverse Transkriptase (RT)- Loop Mediated Isothermal Amplification (LAMP) Methode zum Nachweis von SARS-CoV-2 entwickelt und für die diagnostische Anwendung durch einen umfassenden Methodenvergleich mit konventioneller RT-Polymerasekettenreaktion (PCR) validiert.

According to the drinking water regulation, drinking water systems must be tested for harmful contamination at specified intervals. To meet the legal requirements and save costs and time, a portable analysis method is to be developed. For this purpose, a concept study was conducted. It describes a portable measuring device for the quantitative detection of legionella using real-time PCR. The study includes the construction elements and conditions that are necessary for the collection, processing, and evaluation of the sample. It was found that commercially available PCR systems do not meet the size requirements and can only be represented by an in-house development. In addition, a microfluidic system must be developed that is designed for one-time use and low production cost.

Das Protozoon Giardia duodenalis ist eine der Hauptursachen für infektiöse Magen-Darm-Erkrankungen. Die zugrundeliegenden Pathomechanismen sind jedoch nach wie vor unklar. Um die Pathogenität G. duodenalis‘ untersuchen zu können, wird ein Modellsystem benötigt, dass die Komplexität des Darmepithels widerspiegelt. Diese Arbeit zeigt die Etablierung eines Zellkultursystems auf der Basis von organoid-abgeleiteten Epithelien unter Verwendung von filter-basierten Zellkultureinsätzen. Wir haben Protokolle für die Etablierung von organoid-basierten Zellkulturen (ODMs) vier verschiedener Wirte zoonotischer Protozoen unter Verwendung eines einzigen Protokolls erstellt. Die Charakterisierung zeigte, dass das Modellsystem erfolgreich die Polarisierung des Darmepithels nachahmt, aus mehreren Zelltypen besteht und eine Infektion ermöglicht. Der Schwerpunkt der Arbeit lag auf der Analyse der durch G. duodenalis induzierten Barrierestörung in ODMs auf Transkriptions-, Protein- und Funktionsebene. Die Infektion von humanen duodenalen Zellen führte zu einem Verlust der epithelialen Barrierefunktion. Mit Hilfe des transepithelialen elektrischen Widerstandes und Dextran Flux wurde eine Erhöhung der Barrieredurchlässigkeit beobachtet. Die Hemmung von zuvor in immortalisierten Zellmodellen beschriebenen Reaktionswegen konnte die Barrierefunktion nicht wiederherstellen. Stattdessen konnten Veränderungen der Ionenhomöostase sowie den Zusammenbruch der zonula occludens nachgewiesen werden. Der beobachtete Phänotyp konnte auf die Aktivierung des cAMP/PKA/CREB-Signalwegs, als einen von mehreren kausalen Faktoren, zurückgeführt werden. Hier zeigen wir die Etablierung eines aus Organoiden abgeleiteten Modells, das die Untersuchung von G. duodenalis Infektionen in vitro ermöglicht. Mit unserem Modell konnten wir eine neue Reihenfolge von Ereignissen entschlüsseln, die einen der Faktoren während symptomatischer Giardiasis darstellt., The protozoan Giardia duodenalis is a one of the major causes of gastrointestinal illness. Underlying pathomechanisms remain unclear. An in vitro model system that also mimics the complexity of intestinal epithelium is needed to allow pathogenicity studies. This thesis shows the establishment of a cell culture system based on organoid-derived epithelia using permeable cell culture inserts. We have provided guidelines on the establishment of organoid-derived monolayers (ODMs) of four different hosts of zoonotic protozoa using a single protocol. Characterization showed that the model system successfully mimics intestinal polarization, is composed of multiple cell types and allows for infection with multiple protozoan parasites. As the main focus of the thesis, analysis of G. duodenalis-induced barrier breakdown in ODMs was performed on transcriptional, protein and functional level. Infection of human duodenal, organoid-derived monolayers resulted in a time- and dose-dependent breakdown of epithelial barrier function. Barrier permeability increases were observed ranging from ions to macromolecules as measured by transepithelial electrical resistance and Dextran flux. Inhibition of previously proposed key pathogen-induced pathways observed in immortalized cell models did not rescue barrier dysfunction. We could instead show changes in ion homeostasis, and tight junctional breakdown. While none of the previously proposed effector pathways appeared to be responsible, we could pin-point the observed phenotype to activation of the cAMP/PKA/CREB signaling pathway, as one of the factors of the multifactorial barrier breakdown. The establishment of an organoid-derived infection model is shown, allowing the study of in vitro Giardia duodenalis infections. Using this model, we could decipher a new series of events that may be one of the factors causing the intestinal barrier breakdown observed in symptomatic Giardiasis.

Objective: The aim of this study was to explore the relationship between cognitive and behavioural empathy in medical students.Methods: Fourteen 4th year medical students recruited on the basis of their scores on the self-reported Jefferson Scale of Empathy (JSE-S) were divided into two groups: low JSE-S scorers (n = 8) (M = 96.75, SD = 10.3) and high JSE-S scorers (n = 6) (M = 121.3, SD = 2.94). They were discreetly videotaped while taking history with an incognito standardized patient. Students' behavioural empathy was measured using the Verona Coding System (VR-CoDES-P) and rating of non-verbal behaviour.Results: Patients expressed the same number of concerns per encounter in both groups but gave more cues to high-scorers (p = 0.029). However, students of both groups demonstrated the same amount of verbal empathy (high: 16% vs low: 15% p = 1.00). High JSE-S scorers' non-verbal communication tended to be rated slightly higher than low JSE-S-scorers with a higher use of facial expression (p = 0.008).Conclusion: This study did not reveal any differences of students' verbal empathy to patients' cues and concerns between low and high JSE_S scorers.Practice implications: The VR-CoDES_P is a useful tool to assess medical students and physicians empathic behaviour, allowing to disentangle the different components of empathy.

La définition de la perte de poids involontaire (PPI) est hétérogène, celle souvent retenue est une PPI > 5 % en 6 mois. Le diagnostic différentiel est très large et prend en compte des causes variées, dont la présence redoutée d’un cancer sous-jacent. Elle est plus souvent associée à certains types de cancer, notamment digestifs. Son bilan primaire commence par une anamnèse et un examen clinique détaillés à la recherche de symptômes associés. L’âge, le sexe et le tabagisme sont des facteurs à prendre en compte. Sa prise en charge ne répond pas à des recommandations clairement établies, mais est guidée par les symptômes associés. De futures études sont nécessaires, notamment pour clarifier la place de l’imagerie dans la démarche diagnostique. The definition of unintentional weight loss (UWL) is heterogeneous and most commonly used as a UWL of >5% over the past 6 months. The differential diagnosis of UWL is very broad and encompasses non-medical causes, somatic illnesses, and psychiatric conditions. One of the feared diagnoses remains the presence of an underlying cancer. It is observed that UWL is more associated with certain types of cancer, in particular digestive. The primary workup for UWL should begin with a history and a detailed physical examination searching for associated symptoms or signs. The age, sex and smoking status are factors to be considered in particular. Management of UWL does not meet established recommendations and should be guided by relevant signs and symptoms. Future studies are necessary, in particular to clarify the place of imaging in the diagnostic process.

Hintergrund: CGRP spielt eine Schlüsselrolle in der Migräneforschung. Calcitonin gene-related peptide (CGRP) wird von aktivierten meningealen afferenten Fasern in der kranialen Dura mater freigesetzt, was wahrscheinlich mit schweren Kopfschmerzattacken einhergeht. Erhöhte CGRP-Spiegel wurden in verschiedenen extrazellulären Flüssigkeitskompartimenten während primärer Kopfschmerzen wie Migräne beobachtet, bisher ist aber nicht klar, wie CGRP von den Hirnhäuten dorthin gelangt. Methoden: In einem In-vivo-Experiment wurde untersucht, nach welcher Zeit und in welcher Konzentration CGRP, das auf die exponierte parietale Dura mater appliziert wurde, im jugularvenösen Blut und in der Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) erscheint. Zur Überwachung der gefäßerweiternden Wirkung von CGRP wurden Aufzeichnungen des meningealen (duralen) und kortikalen (pialen) Blutflusses verwendet. In einem neuen Ex-vivo-Präparat wurde die Durchlässigkeit der Dura mater untersucht. Ergebnisse: Die CGRP-Konzentrationen im Jugularplasma waren in vivo 5-20 min nach duraler Applikation von CGRP (10 μM) im Vergleich zu den Ausgangswerten leicht erhöht, im Liquor wurde nach 35 min ein signifikanter Anstieg um das Dreifache festgestellt. Der meningeale, nicht aber der kortikale Blutfluss zeigte signifikante Anstiege. Die spontane CGRP-Freisetzung aus der Dura mater ex vivo lag oberhalb der applizierten niedrigen Konzentration von 1 pM. CGRP in einer Konzentration von 1 nM durchdrang die Dura nur teilweise. Schlussfolgerungen: Wir kommen zu dem Schluss, dass nur ein kleiner Teil des auf die Dura mater applizierten CGRP in das Jugularblut und - verzögert - auch in den Liquor gelangt. Die Dura mater stellt möglicherweise eine Barriere für CGRP dar und begrenzt die Diffusion in den Liquor des Subarachnoidalraums, wo die CGRP-Konzentration zu niedrig ist, um eine Vasodilatation zu bewirken. Background: CGRP plays a key role in migraine research. Calcitonin gene-related peptide (CGRP) is released from activated meningeal afferent fibers in the cranial dura mater, which is likely associated with severe headache attacks. Elevated levels of CGRP have been observed in various extracellular fluid compartments during primary headaches such as migraine, but to date it is not clear how CGRP gets there from the meninges. Methods: An in vivo experiment was performed to investigate the time and concentration after which CGRP applied to the exposed parietal dura mater appears in jugular venous blood and cerebrospinal fluid (CSF). Recordings of meningeal (dural) and cortical (pial) blood flow were used to monitor the vasodilatory effect of CGRP. In a new ex vivo preparation, the permeability of the dura mater was examined. Results: Jugular plasma CGRP concentrations were slightly increased in vivo 5-20 min after dural application of CGRP (10 μM) compared with baseline values, and a significant threefold increase was observed in CSF after 35 min. Meningeal but not cortical blood flow showed significant increases. Spontaneous CGRP release from the dura mater ex vivo was above the applied low concentration of 1 pM. CGRP at a concentration of 1 nM only partially penetrated the dura. Conclusions: We conclude that only a small fraction of the CGRP applied to the dura mater reaches the jugular blood and - delayed - also the CSF. The dura mater may represent a barrier for CGRP and limit diffusion into the CSF of the subarachnoid space, where CGRP concentrations are too low to cause vasodilation.

The acoustic pressure waves of ultrasound (US) penetrate biological tissues deeper than light. Another important feature of US its potential to generate light emission within the excited medium termed sonoluminescence. This promoted the idea of its use as an alternative energy source for photosensitizer excitation. Pristine C60 fullerene (C60), an excellent photosensitizer, was explored in the frame of cancer sonodynamic therapy (SDT). For that purpose, we analyzed C60 effects on human cervix carcinoma HeLa cells in combination with a low intensity US treatment. The time-dependent accumulation of C60 in HeLa cells reached its maximum at 24 h (800 ± 66 ng / 106 cells). Half of extranuclear C60 localized within mitochondria. The efficiency of C60 nanostructure’s sonoexcitation with 1 MHz US was tested with cell viability assay. A significant proapoptotic sonotoxic effect was found for HeLa cells. C60’s ability to induce apoptosis of carcinoma cells after sonoexcitation with US provides a promising novel approach for cancer treatment.

While the treatment of squamous cell carcinoma of the head and neck (HNSCC) with radiotherapy (RT) is complemented more and more by immunotherapy in clinical trials, little is known about the impact of the human papillomavirus (HPV) status or the applied RT scheme on the immune phenotype of the tumor cells. Therefore, we aimed to examine the impact of the HPV status of four human HNSCC cell lines on cell death and the expression of immune checkpoint molecules (ICMs) after RT with either hypofractionation irradiation (5x3.0Gy) or a high single dose (1x19.3Gy) via multicolor flow cytometry and quantitative PCR at an early time point after therapy. In our study, 5x3.0Gy RT induced high numbers of early and late apoptotic cells independent of the HPV status, but necrosis was only increased in the HPV-positive UM-Scc-47 cells. Generally, the immune stimulatory ICMs (CD70, CD137-L, ICOS-L) were less affected by RT compared to the immune suppressive ones (PD-L1, PD-L2, and the herpesvirus entry mediator (HVEM)). A significant higher surface expression of the analyzed ICMs was found after hypofractionated RT compared to a single high dose; however, regardless of the HPV status, with the exception of ICOS-L. Here, HPV-positive HNSCC tumor cells showed a stronger response to 5x3.0Gy than HPV-negative ones. On the RNA level, only minor alterations of ICMs were observed following RT, with the exception of the HPV negative cell line CAL33 treated with 5x3.0Gy, where PD-L2, HVEM and CD70 were significantly increased. We conclude that the HPV status may not distinctly predict immunological responses following RT, and thus cannot be used as a single predictive marker for therapy responses in HNSCC. In contrast, the patient-specific individual expression of ICMs following RT is preferable for the targeted patient selection for immune therapy directed against distinct ICM.

Die Erkrankung „Autosomal Dominant Tubulointerstitial Kidney Diseases“ (ADTKD) wird durch Mutationen in einem der bis dato fünf assoziierten Gene (Mucin1 (MUC1), Uromodulin (UMOD), Renin (REN), Hepatocyte nuclear factor 1 homeobox β (HNF1B), SEC61 Translocon alpha-1 Untereinheit (SEC61A1)) ausgelöst. Wenn die klinische Vermutung einer ADTKD im Raum steht, jedoch die primäre molekulargenetische Analyse der bereits bekannten Gene keine Diagnose erbrachte, werden Betroffene als ADTKD-NOS (not otherwise specified) klassifiziert. Im hiesigen ADTKD Register konnten aus insgesamt 45 Familien, 16 als ADTKD-NOS eingestuft werden. Diese Familien sind der Fokus dieser Arbeit. Ziel dieser Studie ist es, den molekulargenetischen Hintergrund der Familien zu entschlüsseln um a) wo immer möglich eine Diagnose zu stellen und b) neue renale Kandidatengene zu identifizieren. Autosomal Dominant Tubulointerstitial Kidney Disease (ADTKD) is caused by mutations in one of at least five genes and leads to kidney failure usually in mid adulthood. Throughout the literature, variable numbers of families have been reported, where no mutation can be found and therefore termed ADTKD-not otherwise specified. Here, we aim to clarify the genetic cause of their diseases in our ADTKD registry. Sequencing for all known ADTKD genes was performed, followed by SNaPshot minisequencing for the dupC (an additional cytosine within a stretch of seven cytosines) mutation of MUC1. A virtual panel containing 560 genes reported in the context of kidney disease (nephrome) and exome sequencing were then analyzed sequentially. Variants were validated and tested for segregation. In 29 of the 45 registry families, mutations in known ADTKD genes were found, mostly in MUC1. Sixteen families could then be termed ADTKD-not otherwise specified, of which nine showed diagnostic variants in the nephrome (four in COL4A5, two in INF2 and one each in COL4A4, PAX2, SALL1 and PKD2). In the other seven families, exome sequencing analysis yielded potential disease associated variants in novel candidate genes for ADTKD; evaluated by database analyses and genome-wide association studies. For the great majority of our ADTKD registry we were able to reach a molecular genetic diagnosis. However, a small number of families are indeed affected by diseases classically described as a glomerular entity. Thus, incomplete clinical phenotyping and atypical clinical presentation may have led to the classification of ADTKD. The identified novel candidate genes by exome sequencing will require further functional validation.

Die Lebenszeitprävalenz der Erkrankung Depression beträgt 16-20 %, infolgedessen ist die Auswirkung auf die Gesellschaft, Ökonomie sowie auf das Individuum selbst enorm. Der Pathomechanismus und die Pathophysiologie sind dennoch nicht vollständig aufgeklärt. Vorangegangene Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass die Aktivität der sauren Sphingomy-elinase (ASM) bei Patienten mit Depressionen charakteristisch erhöht ist. Interessanterweise hemmen Antidepressiva vom Typ FIASMA (functional inhibitors of ASM activity) die ASM in ihrer Aktivität durch indirekte proteolytische Inaktivierung im Lysosom. Die ASM katalysiert physiologisch die Hydrolyse von Sphingomyelin zu Ceramid und Phos-phorylcholin. Ceramid und dessen Umbauprodukte wirken als lipid messenger im Zusammen-hang mit apoptotischen, proliferativen und differenzierenden Zellprozessen und beeinflussen die Zusammensetzung der humanen Biomembran. Auch der Transkriptionsfaktor CREB (cAMP respons element binding protein) ist in die Pa-thophysiologie von Depressionen involviert. CREB steht als Zielmolekül zahlreicher Signal-kaskaden im Zusammenhang mit der neuronalen Entwicklung, Plastizität und Protektion. Bei Depressionen sind die Fehlregulation von CREB sowie ein Mangel des durch CREB regulier-ten neuronalen Wachstumsfaktors BDNF (brain derived neurotrophic factor) charakteristisch. In dieser Forschungsarbeit wird untersucht, ob veränderte Aktivität der sauren Sphingomyeli-nase die Aktivität des Transkriptionsfaktors CREB beeinflusst. Als biologisches Modell dienten neuronale H4- und MCF-7-Zelllinien. Die Zellen wurden mit Antidepressiva vom Typ FIASMA und mit Venlafaxin für 26,5 Stunden stimuliert. Zusätzlich erfolgten Modulationen der Aktivität der ASM durch Überexpression, eine inaktive ASM-Mutante und genetischem ASM-Knockout in MCF-7-Zellen. Im weiteren Verlauf wurde das pCRE-Luc Plasmid transfiziert, um die spätere Lumineszenzdetektion als Indikator für die Aktivität von CREB nach Zelllyse zu ermöglichen. Die Messung der Aktivität der sauren Sphingomyelinase geschah über Dünnschichtchromatographie. Im H4-Zellkulturmodell konnten FIASMAs die Aktivität der sauren Sphingomyelinase und die Aktivität von CREB deutlich verringern (Abbildung 11, Abbildung 12). Venlafaxin wird nicht den FIASMAs zugeordnet und zeigte keinen signifikanten Einfluss auf die Aktivität der sauren Sphingomyelinase und auf CREB. Zusätzlich konnte mittels chronischer Stimulation mit Fluoxetin ein reiner Kurzzeiteffekt ausgeschlossen werde (Abbildung 13, Abbildung 14). Im MCF-7-Zellkulturmodel wurde keine signifikante Beeinflussung der Aktivität von CREB durch FIASMAs oder ASM-Knockout bei signifikanter Inhibition der ASM-Aktivität festge-stellt (Abbildung 15, Abbildung 16, Abbildung 17, Abbildung 18). Jedoch verringert sich die Aktivität von CREB bei Steigerung der Aktivität der ASM bei Überexpression (Abbildung 19, Abbildung 20). Das ASM/Ceramid-System moduliert die Aktivität des Transkriptionsfaktors CREB zelltyp-abhängig. In neuronalen H4-Zellen ist der beschriebene Effekt signifikant und Antidepressiva vom Typ FIASMA verändern möglicherweise auch in vivo in humanem neuronalem Gewebe die Aktivität von CREB mit den entsprechenden neurophysiologischen Konsequenzen. Zusätzlich könnte die gesteigerte Aktivität der sauren Sphingomyelinase bei Depressionen, über CREB als Bindeglied, die neuronale Entwicklung, Plastizität und Protektion beeinflus-sen. Die Beeinflussung von CREB über das ASM/Ceramid-System könnte folglich als integra-ler und als einer von vielen sich bidirektional beeinflussenden Pathomechanismen von Depres-sionen angesehen werden und hypothetisch als Ansatzpunkt im Rahmen von zielgerichteter antidepressiver Therapie fungieren. Major depression disorder has a lifetime prevalence up to 16-20 % and has therefore a devast-ing impact on society. To date, the exact mechanisms underlying major depression disorder remain elusive. However, previous studies have suggested that acid sphingomyelinase (ASM) plays a role through its potential influence on the transcription factor CREB. ASM catalyses the hydrolysis of sphingomyelin into ceramide and patients with major depres-sion disorder exhibit an increase in acid sphingomyelinase activity. Moreover, this enzyme is inhibited by a group of approved antidepressants known as FIASMAs (functional inhibitors of ASM activity). In this study, we investigate the impact of modified ASM activity on CREB activity in dif-ferent cell lines and demonstrate that while FIASMAs reduce active CREB in H4 neurogli-oma cells, they do not modulate CREB activity in MCF-7 breast cancer cells. In addition, antidepressant drugs with no effect on ASM activity exert no significant influence on CREB activity in both cell lines. Interestingly, MCF-7 cells with overexpressed ASM activity were also shown to impair CREB activity, but ASM knockout also do not have any influence on CREB activity in this cell type. These findings reveal a previously undescribed mechanism for cell-type dependent regulation of CREB activity by ASM activity and further our understand-ing of dysregulated CREB activity in major depression disorder.

Im Rahmen dieser Studie wurde die Lebensqualität (QoL) von Patienten mit Multiplem Myelom zu verschiedenen Therapiezeitpunkten untersucht. Dabei erwies sich die erstmals im Rahmen einer Studie mit Myelompatienten angewandte Kombination aus PHQ-4, EORTC QLQ-C30 und dem spezifischen -MY20 Fragebogen als geeignetes Instrument zur validen Erfassung von Ängstlichkeit/Depressivität und Lebensqualität. Insgesamt schätzten Erstlinienpatienten, Männer und jüngere Patienten vor, während und nach der Therapie ihre Lebensqualität positiver ein, sodass insbesondere Rezidivpatienten, Frauen und ältere Patienten von einer intensivierten therapiebegleitenden supportiven Betreuung profitieren könnten. Es sollte bei der Therapiewahl berücksichtigt werden, dass Erstlinienpatienten zum einen über eine insgesamt bessere allgemeine QoL und geringere Schmerzen als Rezidivpatienten berichteten und zum anderen es durch die systemische Therapie bei diesen zu einer weiteren Verbesserung kommen kann. Unabhängig hiervon korrelierte der ECOG-Status signifikant mit der QoL und sollte daher regelmäßig erhoben werden. Während der Therapie kam es bei Myelompatienten v.a. zu einer negativeren Wahrnehmung des eigenen Körperbilds, einer Abnahme der kognitiven Funktion und einer Zunahme der Therapienebenwirkungen, sodass interdisziplinäre Behandlerteams neben einem optimalen Nebenwirkungsmanagement auch in der klinischen Routine noch nicht so fest etablierte Ressourcen berücksichtigen sollten, wie z.B. psychoedukative Interventionen, Entspannungsverfahren oder auch kognitives Training. Eine der wichtigsten Erkenntnisse der Studie war die signifikant reduzierte Lebensqualität bei Patienten mit vermehrter Ängstlichkeit/Depressivität, die die Notwendigkeit eines regelmäßigen Screenings in der klinischen Routine aufzeigt, um Risikopatienten entsprechend zu identifizieren. Trotz der vermuteten Lebensqualitätsbeeinflussung durch die intensivere, längere Therapie, zeigten sich bei Tandemtransplantierten nicht mehr Lebensqualitätsvariablen signifikant negativ beeinflusst als beim Gesamtkollektiv, sodass diese Beobachtung eine wertvolle Entscheidungshilfe für Patienten sein könnte, die aus Sorge vor einer reduzierten Lebensqualität transplantationsbasierten Konzepten zurückhaltend gegenüberstehen. Unter Berücksichtigung der o.g. Limitationen, konnte zusätzlich eine deutliche positive Beeinflussung der Lebensqualität durch Teilnahme an klinischen Therapiestudien aufgezeigt werden, sodass Patienten evtl. von einer noch intensiveren multiprofessionellen Begleitung wie sie in Studiensettings gegeben ist profitieren könnten., Background: Multiple myeloma (MM) is an incurable hematologic malignancy with increasing importance and incidence due to an aging population. Currently, it’s the third most common haematological cancer worldwide. A multitude of therapeutic options for the treatment of MM is available. Each has a different range of adverse events and dependent on this, a varying influence on the health-related quality of life (HRQoL). As of yet, little is known about the impact of the different therapeutic options, especially during and after treatment on HRQoL, so this should be investigated. Also, this study aims to show the influences on the HRQoL of some other patient characteristics like anxiety/depression, gender, age etc. Additionally, the influence of participation in a clinical trial on HRQoL should be examined. The aim of this study is to identify patients with MM at a higher risk for decreased HRQoL under therapy to provide a basis for the consideration of those results in clinical decisions. Methods: In this prospective observational study, the HRQoL of MM patients with different therapies (first-line and higher-treatment-lines) was quantified by standardized questionnaires (EORTC QLQ-C30 and -MY20) in the context of individual depressiveness (PHQ-4), sociodemographic data, and a selected number of symptoms and clinical parameters. In case of treatment without stem cell transplantation, there was a baseline assessment before the start of therapy and two following assessments after the end of the treatment. In case of autologous/allogeneic/tandem-stem cell transplantation, in addition to the baseline assessment, there were two or three following assessments to measure the HRQoL during and after treatment. Results: In total, 70 patients were included in the study. Global health status was significantly higher in patients with first-line treatment and with less anxiety/depression. HRQoL decreased significantly after start of chemotherapy in the parameters body image, side effects of treatment and cognitive functioning. There was no impairment in further HRQoL parameters in patients with tandem-stem cell transplantation in comparison to the whole sample. After start of the therapy there was an increasing global health status and a decreasing pain level in patients with first-line, in contrast of both in patients with a treatment of a recurrent disease. In case of treatment as part of clinical trials, most aspects of HRQoL were indicated better, too. HRQoL scales were especially influenced by gender, age, Eastern Cooperative Oncology Group (ECOG) performance status and bone symptoms with better assessment of men, younger patients, lower ECOG index and less bone symptoms. Conclusion: Anxiety and depression, male gender, older age, higher ECOG status and bone symptoms can be early indicators for a reduced HRQoL of patients undergoing a therapy for MM. Especially patients with a higher-treatment-line need psycho-oncological support during chemotherapy. Additionally, because of the better HRQoL in most parameters, a treatment as part of clinical trials should be contemplated. However, due to inclusion criteria for clinical trials, it might be difficult to compare them with patients treated within standard therapy concepts.

The obligate intracellular Gram-negative bacterium Coxiella burnetii replicates within phagocytes and is the causative agent of the zoonotic disease Q fever. Q fever occurs as acute self-limited respiratory infection that becomes chronic and develops into endocarditis in some patients. However, the molecular mechanisms that contribute to the development of chronic Q fever are poorly understood. In this work, we employed different mouse models and infection routes to study the course of the disease upon infection with the attenuated C. burnetii Nine Mile phase II strain (NMII). Since monocytes from patients suffering from chronic Q fever produce high amounts of the regulatory cytokine IL-10, macrophage deactivation by the IL-10-STAT3 pathway may cause inefficient control of NMII. In macIL-10tg mice that overexpress IL-10 in monocytes and macrophages, we observed significantly increased NMII loads in affected organs up to 42 days post intraperitoneal infection. In contrast, intratracheal NMII infections did not lead to a chronic phenotype in macIL-10tg mice. Further, we observed different effects of the two IL-10-induced genes, Dusp1 and Socs3, on the course of infection. Whereas a knockout of Dusp1 in mice did not have any impact on NMII control, a myeloid cell-specific deletion of Socs3 resulted in elevated NMII loads in lungs and spleens of mice after intratracheal infection. Besides IL-10-mediated macrophage deactivation, innate immune recognition of C. burnetii was hypothesized to be another checkpoint determining resolution versus chronicity of Q fever. In mice, recognition of C. burnetii by macrophages requires TLR2 and triggers production of pro- and anti-inflammatory cytokines. In humans, a single nucleotide polymorphism in the gene for the TLR adapter protein MyD88 is associated with the development of chronic Q fever. By employing MyD88-deficient mice, we observed a significantly higher NMII bacterial burden on day 5 and 20 in affected organs following intraperitoneal infection. In addition, intratracheal infection of mice resulted in a higher bacterial load in the lung and increased dissemination of NMII to other organs in MyD88-deficient mice. While wild-type mice essentially cleared NMII on day 27 after intratracheal infection, it was still readily detectable on day 42 in multiple organs in the absence of MyD88. Despite the elevated bacterial load, Myd88-/- mice had less granulomatous inflammation and expressed significantly lower levels of chemoattractants, inflammatory cytokines, and the IFNg-induced genes Nos2, Gbp1, Ido1 and Acod1 that are relevant for control of intracellular pathogens. These IFNg- V induced genes were validated in vitro using BMM generated from the corresponding knock out mice. Lack of Acod1, encoding the enzyme IRG1 which converts citrate to itaconate, most significantly impaired bacterial control in macrophages in vitro. In vivo, C. burnetii-infected IRG1-deficient mice showed significantly increased weight loss, increased expression of pro-inflammatory genes in spleen and lungs, and higher bacterial burden in lung tissue. These findings underpin the importance of MyD88- induced expression of IRG1 for a protective host response to C. burnetii and its role for the resolution of Q fever. Together, the establishment of different mouse models for Q fever allowed us to identify several disease-regulating host factors, which will serve as a basis for future research to determine the exact molecular mechanisms driving either chronicity or resolution of Q fever. Das obligat intrazelluläre Gram-negative Bakterium Coxiella burnetii vermehrt sich in Phagozyten und ist der Erreger der Zoonose Q-Fieber. Q-Fieber tritt als akute selbstlimitierende, mitunter chronische Atemwegsinfektion auf. Zudem entwickelt sich bei einigen Patienten eine Endokarditis. Die molekularen Mechanismen, welche zur Entstehung von chronischem Q-Fieber beitragen, sind jedoch nur unzureichend verstanden. In dieser Arbeit verwendeten wir verschiedene Mausmodelle und Infektionswege, um die Auswirkungen auf den Krankheitsverlauf bei Infektionen mit dem attenuierten C. burnetii Nine Mile Phase II-Stamm (NMII) zu untersuchen. Es wird vermutet, dass die Deaktivierung von Makrophagen durch den IL-10-STAT3- Signalweg zu einer ineffizienten Kontrolle von NMII führt, da hohe Mengen des regulatorischen Zytokins IL-10 im Blut von Patienten mit chronischem Q-Fieber gefunden wurden. In macIL-10tg-Mäusen, die IL-10 in Monozyten und Makrophagen überexprimieren, beobachteten wir bis Tag 42 nach intraperitonealen Infektion eine signifikant erhöhte NMII-Last in befallenen Organen. Im Gegensatz dazu führten intratracheale NMII-Infektionen bei der Mehrzahl der macIL-10tg-Mäuse nicht zu einem chronischen Phänotyp. Darüber hinaus beobachteten wir unterschiedliche Auswirkungen der beiden IL-10-Zielgene Dusp1 und Socs3 auf den Verlauf der Infektion. Während das Abschalten von Dusp1 bei Mäusen keinen Einfluss auf die NMII-Kontrolle hatte, führte eine myeloisch-zellspezifische Deletion von Socs3 zu erhöhten NMII-Lasten in Lunge und Milz bis zu 14 Tage nach intratrachealer Infektion. Neben der IL-10-vermittelten Makrophagen-Deaktivierung trägt auch die angeborene Immunerkennung von C. burnetii zur Entscheidung zwischen Beendigung der Infektion und Chronizität bei. So erfordert die Erkennung von C. burnetii durch Makrophagen TLR2 und löst die Produktion von pro- und anti-entzündlichen Zytokinen aus. Ein Einzelnukleotid-Polymorphismus im Gen für das TLR-Adapterprotein MyD88 ist mit der Entwicklung von chronischem Q-Fieber in Menschen assoziiert. In MyD88- defizienten Mäusen konnte 5 und 20 Tage nach intraperitonealer Infektion eine signifikant höhere NMII-Bakterienlast in betroffenen Organen gemessen werden. Im Gegensatz dazu führte eine intratracheale Infektion von Mäusen mit MyD88-Defizienz zu einer höheren Bakterienlast in der Lunge und zu einer vermehrten Ausbreitung von NMII zu anderen Organen. Während Wildtyp-Mäuse NMII im Wesentlichen am Tag 27 nach der intratrachealen Infektion eliminierten, waren die Bakterien bei Defizienz von VII MyD88 noch an Tag 42 in mehreren Organen nachweisbar. Trotz der erhöhten Bakterienlast wiesen Myd88-/- Mäuse weniger granulomatöse Entzündungen auf und exprimierten signifikant niedrigere Konzentrationen von Chemoattraktanten, von Entzündungsbotenstoffen und von den IFNg induzierten Genen Nos2, Gbp, Ido1 und Acod1, die für die Kontrolle intrazellulärer Pathogene relevant sind. Diese IFNg- induzierten Gene wurden in vitro mit aus Knochenmark generierten Makrophagen validiert, das aus entsprechenden Knock-out-Mäusen generiert wurde. Das Fehlen von Acod1, welches das Enzym IRG1 kodiert, welches wiederum Zitrat in Itakonat umwandelt, beeinträchtigte die Kontrolle der bakteriellen Infektion in Makrophagen in vitro am stärksten. In vivo zeigten C. burnetii-infizierte IRG1-defiziente Mäuse eine signifikant erhöhte Gewichtsabnahme, eine erhöhte Expression von entzündungs- fördernden Genen in Milz und Lunge und eine höhere Bakterienlast im Lungengewebe. Diese Befunde verdeutlichen die Bedeutung der MyD88-induzierten Expression von IRG1 für eine schützende Wirtsreaktion gegen C. burnetii und für die Auflösung des Q-Fiebers. Zusammenfassend ermöglichte uns die Etablierung verschiedener Maus- modelle für Q-Fieber die Identifizierung mehrerer krankheitsfördernder Wirtsfaktoren, die als Grundlage für zukünftige Forschung dienen werden, um die genauen molekularen Mechanismen zu bestimmen, die entweder zur Chronifizierung oder Auflösung von Q-Fiebers beitragen.

Biofilme sind Zusammenschlüsse von Mikroorganismen, die eingebettet in einer selbstproduzierten Matrix vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt sind und eine erhöhte Toleranz gegenüber Antiinfektiva aufweisen. Im Bereich der Humanmedizin werden 65-80 % aller bakteriellen Infektionen mit Biofilmen assoziiert. Problematisch ist die fehlende Biofilmanalytik in der Routinediagnostik, die auch von der Europäischen Gesellschaft für klinische Mikrobiologie und Infektionskrankheiten gefordert wird. So fehlen standardisierte Methoden für den mikroskopischen Nachweis einer Biofilm-assoziierten Infektion, die in situ Quantifizierung von Bakterien auf Implantaten und die Prüfung der Antibiotikaempfindlichkeit von Bakterien in Biofilmen. Mit den in dieser Arbeit etablierten Methoden wurden diese verschiedenen Schwerpunkte im Bereich der bakteriellen Biofilmanalytik beleuchtet. Basierend auf der an der Hochschule Lausitz entwickelten VideoScan-Technologie wurden fluoreszenzmikroskopische Methoden für die Untersuchung von Biofilmen entwickelt. Es wurde ein Modul geschaffen, welches qualitative und quantitative Aussagen über die allgemeine Fähigkeit von Bakterien zur Biofilmbildung treffen kann. Mit Anwendung dieser Methode konnte der Zusammenhang zwischen den genotypischen und phänotypischen Merkmalen von 187 klinischen E. coli-Isolaten und deren Biofilmbildung untersucht werden. Ein weiteres Modul erlaubte die Untersuchung der mit E. coli besiedelten Materialien Glas, Stahl und Titan. Insgesamt 44 Materialstücke (Coupons) wurden auf die Anzahl adhärenter Bakterien, die besiedelte Fläche und die maximal gebildete Biofilmdicke untersucht. Das dritte und letzte Modul fand Anwendung in der Untersuchung der Antibiotikaempfindlichkeit von S. aureus während der Biofilmbildung und unterschiedlich reifer S. aureus-Biofilme. Innerhalb dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die etablierte Methode eine umfangreiche Analyse von Biofilmen für verschiedene Fragestellungen ermöglicht., Biofilms are associations of microorganisms embedded in a self-produced matrix that are protected from external environmental influences and exhibit increased tolerance to anti-infectives. In human medicine, 65-80% of all bacterial infections are associated with biofilms. The lack of biofilm analysis in routine diagnostics, which is also demanded by the European Society for Clinical Microbiology and Infectious Diseases, is problematic. There is a lack of standardized methods for microscopic detection of biofilm-associated infection, in situ quantification of bacteria on implants, and testing of antibiotic susceptibility of bacteria in biofilms. With the methods established in this work, these different focus areas in the field of bacterial biofilm analysis were regarded. Based on the VideoScan technology developed at the Lausitz University of Applied Sciences, fluorescence microscopic methods for the investigation of biofilms were developed. A module for qualitative and quantitative analysis of the general ability of bacteria to form biofilms was developed. Using this method, the relationship between the genotypic and phenotypic characteristics of 187 clinical E. coli isolates and their biofilm formation could be studied. Another module allowed the study of E. coli colonized materials glass, steel and titanium. A total of 44 pieces of material (coupons) were examined for the number of adherent bacteria, the colonized area and the maximum biofilm thickness. The third and final module was used to investigate the antibiotic sensitivity of S. aureus during biofilm formation and differentially mature S. aureus biofilms. Within this work it could be shown that the established method allows a comprehensive analysis of biofilms for different questions.

Hintergrund und Ziele Niereninsuffizienz ist eine bedeutende Komorbidität bei Patient:innen mit Herzinsuffizienz. Die Relation der beiden Krankheitsbilder ist bidirektional, wobei die genauen Mechanismen noch nicht hinreichend verstanden sind. Da die Koinzidenz der beiden Krankheitsbilder mit einem ungünstigen Outcome für die Patient:innen assoziiert ist, ist ein besseres Verständnis des Zusammenhangs essenziell. Ziel dieser Arbeit war es, die renale, insbesondere die intraglomeruläre Hämodynamik bei Patient:innen mit chronischer Herzinsuffizienz mittels renaler Clearance Technik zu messen. Statt die Nierenfunktion mittels der geschätzten glomerulären Filtrationsrate (eGFR) zu bestimmen, ist durch die Messung ein wesentlich präziseres Ergebnis zu erwarten. Methoden Untersucht wurden 54 Patient:innen mit sowohl Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion (HFpEF) als auch reduzierter Ejektionsfraktion (HFrEF) und 31 gesunde Kontrollpatient:innen. Alle Teilnehmer:innen erhielten eine renale Clearance Untersuchung, durchgeführt mittels konstanter Infusionstechnik, um die Nierenfunktion präzise zu bestimmen. Direkt gemessen wurden die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) und der renale Blut- und Plasmafluss (RBF und RPF) Aus diesen Daten konnten weitere Parameter der renalen Hämodynamik - der intraglomeruläre Druck (Pglom) und der Widerstand der afferenten (RA) und efferenten Arteriolen (RE) – berechnet werden. Ergebnisse und Beobachtungen Die gemessene GFR der Patient:innen mit chronischer Herzinsuffizienz (68.1 ± 10.1 ml/min/1.73m²) war signifikant reduziert im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe (83.6 ± 13.4 ml/min/1.73m², padj

Eine prämature Kraniosynostose bezeichnet eine vorzeitige Verknöcherung einer oder mehrerer Schädelnähte. Ihre Entstehung ist von multiplen Faktoren abhängig. So scheinen genetische Faktoren, das Rauchen der Mutter oder die Einnahme bestimmter Medikamente in der Schwangerschaft, Schilddrüsen- und Stoffwechselerkrankungen einen Einfluss zu haben. Die Koronarnahtsynostose stellt mit einer Inzidenz von 20 % die zweithäufigste Form der prämaturen Synostosen dar. Bei dem vorzeitigen unilateralen Nahtverschluss kommt es zur Entwicklung eines anterioren Plagiozephalus. Bei einer beidseitigen Koronarnahtsynostose entsteht ein brachy-turrizephaler Schädel. Die frühzeitige Diagnose ist wichtig, damit die betroffenen Kinder frühestmöglich in ein optimales Betreuungs- und Therapiekonzept eingebunden werden können. Bei Einzelnahtsynostosen sind meist bereits die untersuchten klinischen Parameter zur Diagnosestellung ausreichend und sollten um eine Sonographie und Röntgenaufnahmen in zwei Ebenen erweitert werden. Eine Indikation zur operativen Intervention stellt der Nachweis einer pathologischen intrakraniellen Drucksteigerung dar. Das Frontoorbitale Advancement ist die Operationstechnik der Wahl bei der Koronarnahtsynostose. Ziel der vorliegenden Dissertationsarbeit war die Weiterentwicklung bestehender kephalometrischer und kraniometrischer Messverfahren nach Slomic et al.. Dabei sollten der operative Therapieerfolg und der weitere Verlauf hinsichtlich einer Rezidivgefahr bewertet werden. In der vorliegenden Arbeit wurden Röntgenbilder des Carniofacialen Centrums Würzburg kraniometrisch ausgewertet. Das Patient*innenkollektiv wurde in zwei Gruppen untergliedert, und zwar Patient*innen mit einseitiger, nonsyndromaler Koronarnahtsynostose und Patient*innen mit beidseitiger, syndromaler Koronarnahtsynostose. Zur statistischen Auswertung erfolgte in beiden Patient*innengruppen die Untersuchung der Röntgenbilder zu vier festgelegten Zeitpunkten (00, 01, 02, 03). Die statistische Auswertung erfolgte mit dem Programm SPSS. Untersucht wurden der Gruppeneffekt und der Zeiteffekt hinsichtlich der 13 Strecken (LI, BRSt, BRPa, NO, PIS; SN, PIN, HI, NSt, SBR, PIBR, WI, AS) und fünf Winkel (ANS, SNBR, PIBRPa, BRNST, PISN). Da es in der Literatur eine unzureichende Erfassung von Strecken und Winkeln gibt, die die Veränderungen des Schädelwachstums erfassen, wurden die Strecken BRSt, BRPa, NSt, PIBR und AS sowie die fünf oben genannten Winkel neu definiert und entwickelt. Für die Röntgenzeitpunkte 00 und 01 zeigten sich für die Strecken und Winkel LI, BRSt, HI, NSt, SBR, PIBR, WI, PIBRPa und BRNST signifikante Unterschiede. Dies kann als OP-Erfolg gewertet werden. Der Kopf wird intraoperativ flacher und schmäler. Im weiteren Verlauf zeigte sich bei den Strecken BRSt, HI, PIBR und WI sowie bei den Winkeln PIBRPa und BRNST ein signifikanter Unterschied. Der Kopf wächst rezidivierend turrizephal. Im weiteren Untersuchungszeitraum wurde lediglich für die Strecken BRPa und AS ein signifikanter Unterschied ausgemacht. Zum einen Anzeichen eines im Wachstumsverlauf einsetzenden Rezidivs. Der Kopf wird wieder turrizephaler (BRPa). Zum anderen ist es Ausdruck einer beginnenden Mittelgesichtshypoplasie (AS). Weiterhin konnte über die Strecken SBR und PIBR gezeigt werden, dass Patient*innen mit beidseitiger Synostose eine turrizephalere Kopfform als die Vergleichsgruppe mit einseitiger Synostose aufweisen. Auffällig war außerdem das Ergebnis der beiden Winkel ANS und SNBR. Sie belegen, dass Patient*innen mit beidseitiger Synostose und Syndrom eine Mittelgesichtshypoplasie aufweisen. Als Fazit lässt sich sagen, dass die Strecken LI, BRSt, BRPa, HI, SBR, WI und AS sowie die Winkel SNBR, PIBRPa und ANS für weitere Untersuchungen geeignet scheinen., Premature craniosynostosis refers to premature ossification of one or more cranial sutures. Its development depends on multiple factors. Genetic factors, maternal smoking or the use of certain medications during pregnancy, thyroid and metabolic diseases seem to have an influence. Coronary suture synostosis is the second most common form of premature synostosis, with an incidence of 20%. Premature unilateral suture closure results in the development of anterior plagiocephaly. Bilateral coronal suture synostosis results in a brachy-turricephalic skull. Early diagnosis is important so that affected children can be integrated into an optimal care and treatment concept as early as possible. In the case of single-suture synostosis, the clinical parameters examined are usually sufficient to make a diagnosis and should be supplemented by sonography and x-rays in two planes. An indication for surgical intervention is the detection of a pathological intracranial pressure increase. Frontoorbital advancement is the surgical technique of choice for coronary suture synostosis. The aim of the present dissertation was to further develop existing cephalometric and craniometric measurement procedures according to Slomic et al.. The aim was to evaluate the success of the surgical therapy and the further course with regard to the risk of recurrence. In the present study, X-ray images from the Carniofacial Centre Würzburg were evaluated craniometrically. The patient collective was divided into two groups, namely patients with unilateral, nonsyndromal coronary suture synostosis and patients with bilateral, syndromal coronary suture synostosis. For statistical evaluation, the X-ray images of both groups of patients were examined at four fixed points in time (00, 01, 02, 03). The statistical analysis was performed with the SPSS programme. The group effect and the time effect were investigated with regard to the 13 distances (LI, BRSt, BRPa, NO, PIS; SN, PIN, HI, NSt, SBR, PIBR, WI, AS) and five angles (ANS, SNBR, PIBRPa, BRNST, PISN). As there is an insufficient coverage of distances and angles in the literature that capture the changes in cranial growth, the BRSt, BRPa, NSt, PIBR and AS distances and the five angles mentioned above were redefined and developed. For radiographic time points 00 and 01, there were significant differences for the LI, BRSt, HI, NSt, SBR, PIBR, WI, PIBRPa and BRNST distances and angles. This can be interpreted as a surgical success. The head becomes flatter and narrower intraoperatively. In the further course, there was a significant difference in the distances BRSt, HI, PIBR and WI as well as in the angles PIBRPa and BRNST. The head grows recurrently turricephalic. In the further investigation period, a significant difference was only found for the distances BRPa and AS. On the one hand, there are signs of recurrence during the course of growth. The head becomes more turricephalic again (BRPa). On the other hand, it is an expression of an incipient midface hypoplasia (AS). Furthermore, the SBR and PIBR sections showed that patients with bilateral synostosis have a more turricephalic head shape than the comparison group with unilateral synostosis. The results of the ANS and SNBR angles were also striking. They show that patients with bilateral synostosis and syndrome have midface hypoplasia. In conclusion, the LI, BRSt, BRPa, HI, SBR, WI and AS routes and the SNBR, PIBRPa and ANS angles seem suitable for further investigation.

Für diese Arbeit wurden die Daten von 55 (zum Zeitpunkt der Auswertung lebenden) Patienten der Klinik für Strahlentherapie der Universität Würzburg, die zwischen 1978 und 1985 wegen M. Hodgkin mediastinal bestrahlt wurden, ausgewertet. Es wurde für jeden Patienten die zweidimensionale Fläche des Herzens, die durch Bleiblöcke ausgeblockt wurde, berechnet. Außerdem erfolgte mit Hilfe von Testpatienten, von denen ein 3-D-CT-Datensatz vorhanden war und die anhand der Herzform zugeteilt wurden, eine dreidimensionale Dosisrekonstruktion an kardialen Strukturen (linker Vorhof, linker Ventrikel, rechter Vorhof, rechter Ventrikel, A. coronaria dextra, Ramus intraventricularis anterior und Ramus circumflexus). 26 der 55 Patienten sind weiblich, 29 männlich. Zu Bestrahlungsbeginn waren die Patienten im Durchschnitt 24,7(±9,7) Jahre alt. 22 Patienten wurden mit einer kombinierten Radio-Chemotherapie behandelt, 33 Patienten erhielten eine alleinige Bestrahlung. Die Patienten wurden in vier Gruppen eingeteilt: 26 Patienten wurden mit alleinigem anteriorem Mantelfeld bestrahlt, 18 Patienten mit anteriorem Mantelfeld und Rotationsboost auf das Mediastinum, sieben Patienten wurden mit einem anterioren Mantelfeld und einem dorsalen Boost des Mediastinums bestrahlt und vier Patienten wurden mit sonstigen Techniken mediastinal bestrahlt. Im Vergleich der mediastinalen Herddosen der Gruppen untereinander konnte ein signifikanter Unterschied der Gruppen mit Rotations- oder dorsalem Boost zur Gruppe mit alleiniger anteriorer Mantelfeldbetsrahlung festgestellt werden. Für die kardialen Strukturen wurden Dosis-Volumen-Histogramme errechnet. Es konnte zum Beispiel gezeigt werden, dass bei alleiniger anteriorer Mantelfeldbetsrahlung eine relative Dosisüberhöhung der vorderen Herzabschnitte (rechter Ventrikel, rechte Koronararterie) erfolgte. Zudem wurden die Daten der zweidimensionalen Herzausblockung mit Parametern der Dosis-Volumen-Histogramme korreliert., The 3-D dose distribution within the heart was reconstructed in all long-term Hodgkin's disease survivors (n = 55) treated with mediastinal radiotherapy between 1978 and 1985. For dose reconstruction, original techniques were transferred to the CT data sets of appropriate test patients, in whom left (LV) and right ventricle (RV), left (LA) and right atrium (RA) as well as right (RCA), left anterior descending (LAD) and left circumflex (LCX) coronary arteries were contoured. Dose-volume histograms (DVHs) were generated for these heart structures and results compared between techniques. Predominant technique was an anterior mantle field (cobalt-60). 26 patients (47%) were treated with anterior mantle field alone (MF), 18 (33%) with anterior mantle field and monoaxial, bisegmental rotation boost (MF+ROT), 7 (13%) with anterior mantle field and dorsal boost (MF+DORS) and 4 (7%) with other techniques. In patients irradiated with anterior mantle-field techniques, high doses to anterior heart portions were partly compensated by boost treatment from non-anterior angles. As the threshold doses for coronary artery disease, cardiomyopathy, pericarditis and valvular changes are assumed to be 30 to 40 Gy, cardiac toxicity must be anticipated in these patients.

Hintergrund: Die Tako-Tsubo Kardiomyopathie (TCM) ist eine Erkrankung des Herzens, die zu einer Kontraktionsstörung des linken Ventrikels führt. Die TCM wird bei 1 bis 3 % aller Patienten mit einem akuten Koronarsyndrom diagnostiziert. Die TCM wird anhand der zu beobachtenden Wandbewegungsstörung in eine typische (apikale) Form und in atypische Formen unterteilt. Die Diagnose erfolgt meist anhand der Lävokardiographie im Rahmen der Koronarangiographie. Der Zusammenhang zwischen den verschiedenen Kontraktionsformen und den akuten klinischen Charakteristika sowie dem Outcome der Patienten, welches Mortalität, Lebensqualität, persistierende Symptome und Rezidivauftreten umfasst, ist noch nicht endgültig geklärt und soll in dieser Arbeit untersucht werden. Methoden: In der retrospektiven Analyse aller Patienten, die zwischen 2005 und 2019 in der Medizinischen Klinik 2 des Universitätsklinikums Erlangens eine Koronarangiographie er- hielten, wurde bei 126 Patienten die Diagnose einer TCM gestellt. Es erfolgte die Erfassung der klinischen Daten und eine Nachverfolgung durch schriftliche oder telefonische Befragung. Die Patienten wurden je nach Muster der Kontraktionsstörung in Patienten mit typischer oder atypischer TCM unterteilt. Ergebnisse: Von den eingeschlossenen 126 Patienten wiesen 70,6 % (n = 89) das typische apikale und 29,4 % (n = 37) ein atypisches Kontraktionsmuster auf. Patienten mit einer typischen TCM zeigten signifikant häufiger Ischämie-bedingte Veränderungen im EKG (76,2 % vs. 52,8 %; p = 0,011) und wiesen signifikant höhere Maximalwerte des Troponin I auf (8,33 (± 16,40) ng / ml vs. 5,24 (± 17,12) ng / ml; p = 0,03). Es lagen keine signifikanten Unter- schiede bezüglich der initialen Troponin I sowie der Kreatinkinase Werte vor. Die linksventri- kuläre Ejektionsfraktion in der Echokardiographie unterschied sich ebenfalls nicht signifikant. Das Follow-up betrug im Median 4,4 Jahre (IQR 1,5 – 8,2 Jahre). Während des Follow-ups verstarben 39,3 % der Patienten (typische TCM 44,0 % vs. atypische TCM 28,1 %; p = 0,12). Eine erneute TCM trat in 10,3 % der Fälle auf (typisch 9,6 % vs. atypisch 13,3 %; p = 0,73). Ein Großteil der Patienten gab chronische Beschwerden an (Atemnot 39,0 %; AP 27,1 %). Schlussfolgerung: Patienten mit einer TCM haben eine schlechte Langzeitprognose mit einer Gesamtmortalität von 39,3 % innerhalb von 4,4 Jahren sowie einer Beschwerde- persistenz in 39,0 % bzw. 27,1 % der Fälle. Patienten mit einer apikalen TCM zeigten signi- fikant häufiger Hinweise auf eine myokardiale Ischämie im EKG sowie ein höheres maximales Troponin I. Dennoch hatte das Kontraktionsmuster keinen Einfluss auf die Langzeit-Mortalität, sowie das Auftreten von chronischen Beschwerden oder eines TCM-Rezidivs. Background: Tako-Tsubo cardiomyopathy (TCM) is a heart disease that results in contraction abnormalities of the left ventricle. TCM is diagnosed in 1 to 3 % of all patients presenting with acute coronary syndrome. TCM is divided into a typical (apical) form and atypical forms based on the wall motion disturbance seen. The diagnosis is usually established on the basis of levocardiography as part of coronary angiography. The correlation between the different contraction patterns and the acute clinical characteristics as well as the outcome of the patients, which includes mortality, quality of life, persistent symptoms and recurrence, has not yet been sufficiently clarified and will be investigated in this dissertation. Methods: In the retrospective analysis of all patients who underwent coronary angiography at the “Medizinische Klinik 2” of the “Universitätsklinikum Erlangen” between 2005 and 2019, 126 patients were diagnosed with TCM. Clinical data were collected and follow-up was performed by written or telephone interview. Patients were divided into those with typical or atypical TCM according to the pattern of contractile dysfunction. Results: Of the 126 patients included, 70.6 % (n = 89) had the typical apical wall motion abnormality and 29.4 % (n = 37) had an atypical contraction pattern. Patients with typical TCM were significantly more likely to have ischemia-related ECG changes (76.2 % vs. 52.8 %; p = 0.011) and significantly higher peak troponin I levels (8.33 (± 16.40) ng / ml vs. 5.24 (± 17.12) ng / ml; p = 0.03). No significant differences were present in initial troponin I levels or creatine kinase levels. There were also no significant differences in left ventricular ejection fraction on echocardiography. Median follow-up was 4.4 years (IQR 1.5 – 8.2 years). During follow-up, 39.3 % of patients died (typical TCM 44.0 % vs. atypical TCM 28.1 %; p = 0.12). Recurrence of TCM occurred in 10.3% of cases (typical 9.6 % vs. atypical 13.3 %; p = 0.73). A large proportion of patients reported chronic symptoms (dyspnea 39.0 %; chest pain 27.1 %). Discussion and Conclusion: Patients with TCM have a poor long-term prognosis with an overall mortality of 39.3 % within 4.4 years and persistence of symptoms in 39.0 % and 27.1 % of patients. Patients with apical TCM showed significantly more frequent evidence of myocardial ischemia on ECG as well as a higher maximal troponin I. Nevertheless, the contraction pattern neither had an impact on long-term mortality, nor on the occurrence of chronic symptoms or TCM recurrence.

Die Coxarthrose ist eine häufige degenerative Erkrankung, deren Prävalenz mit steigendem Lebensalter zunimmt. Durch die steigende Lebenserwartung der Bevölkerung nimmt dementsprechend auch die Anzahl an Patienten mit Coxarthrose zu. Die Therapie besteht konservativ u.a. aus Physiotherapie und Analgesie. Reichen die konservativen Maßnahmen nicht aus, steht der totale Gelenkersatz in Form eine Totalendoprothese zur Verfügung. Bisher gibt es keine regenerativen Therapien, die den arthrotisch degenerierten Gelenkknorpel ersetzen können. Durch die Fähigkeit, sich in Knochen-, Fett- und Knorpelzellen zu differenzieren, ist in der Vergangenheit die mesenchymale Stammzelle in den Fokus der Forschung gerückt. Es wird vermutet, dass diese Stammzellpopulation das Potential besitzen könnte, den defekten Knorpel zu ersetzen. Diese Zellpopulation ist in vivo jedoch noch nicht ausreichend charakterisiert und es fehlen belastbare Daten, wie sich die (pathologische) Umgebung auf die MSC auswirkt. In den letzten Jahren sind diverse Populationen von MSC mit unterschiedlichen Eigenschaften entdeckt worden. Um die subchondralen Populationen aus arthrotischen Hüften genauer zu charakterisieren, wurde hier Reaming aus dem Acetabulum (ein bei der Hüft-TEP Implantation anfallendes chirurgisches Abfallprodukt) untersucht. Die enthaltenen Zellen wurden im Hinblick auf die zelluläre Signatur und donorenbezogenen Eigenschaften untersucht. Parameter, die untersucht wurden, waren das Alter, das Geschlecht, der BMI und der K&L Score. Außerdem wurde die zelluläre Signatur anhand bestimmter Oberflächenmarker untersucht. Weiterhin wurden die isolierten und kultivierten MSC untersucht, ob sie sich bzgl. ihrer Fähigkeit unterscheiden, sich in die adipogene bzw. osteogene Linie zu differenzieren. Eine Eigenschaft, die bisher bei allen Populationen von möglichen MNC bzw. MSC nachgewiesen wurde, ist ihre Fähigkeit Kolonien zu bilden - sog. CFU-F. Bei den durchgeführten Untersuchungen zeigte sich, dass aus allen erhaltenen Proben MSC in Form von CFU-F gewonnen werden konnten. Weiterhin waren alle Zellen in der Lage adipogen bzw. osteogen zu differenzieren. Signifikante Unterschiede in Bezug auf die Differenzierungseigenschaften konnten nicht festgestellt werden. Eine höhere CFU-F Bildung konnte aus dem Reaming von männlichen Donoren nachgewiesen werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass sich eine signifikant höhere Anzahl CD271-exprimierender Zellen im Reaming von männlichen Donoren befand. Ebenfalls konnte eine signifikante Zunahme für CD45- CD13+ CD105+ Zellen mit steigendem BMI nachgewiesen werden. Durch diese umfassende Versuchsreihe konnte dargelegt werden, dass es in arthrotischen Hüften Unterschiede in der MSC Zahl im Vergleich der Geschlechter gibt und dass bestimmte Populationen von MSC mit steigendem BMI zunehmen. Um diese Ergebnisse einordnen zu können ist es in Zukunft notwendig zu untersuchen, ob diese Unterschiede allein durch die Arthrose bedingt sind oder ob dieser Unterschied auch im gesunden Knochenmark vorliegt., Coxarthrosis is a common degenerative disease whose prevalence increases with age. Due to the increasing life expectancy of the population, the number of patients with coxarthrosis is also increasing accordingly. Among others, conservative therapy consists of physiotherapy and analgesia. If the conservative measures are not sufficient, total joint replacement in the form of a total endoprosthesis is available. To date, there are no regenerative therapies that can replace arthritically degenerated articular cartilage. Due to its ability to differentiate into bone-, fat- and cartilage-cells, mesenchymal stem cells have become the focus of research in the past. It is thought that this stem cell population may have the potential to replace defective cartilage. However, this cell population is not yet sufficiently characterized in vivo and robust data on how the (pathological) environment affects MSC is lacking. In recent years, diverse populations of MSC with different properties have been discovered. To further characterize subchondral populations from osteoarthritic hips, reaming from the acetabulum (a surgical waste product generated during hip TEP implantation) was studied here. The contained cells were studied in terms of cellular signature and donor-related properties. Parameters examined were age, gender, BMI, and K&L score. In addition, the cellular signature was examined using specific surface markers. Furthermore, the isolated and cultured MSCs were examined to see if they differed in their ability to differentiate into the adipogenic and osteogenic lineages, respectively. One property that has been demonstrated so far in all populations of possible MNC or MSC is their ability to form colonies - so-called CFU-F. In the tests performed, it was shown that MSC in the form of CFU-F could be obtained from all the samples obtained. Furthermore, all cells were able to differentiate adipogenically or osteogenically. Significant differences in terms of differentiation properties could not be detected. A higher CFU-F formation could be demonstrated from reaming of male donors. Furthermore, it could be shown that a significantly higher number of CD271-expressing cells were in the reaming of male donors. Also, a significant increase for CD45- CD13+ CD105+ cells with increasing BMI was demonstrated. This comprehensive series of experiments demonstrated that there are differences in MSC numbers between the sexes in osteoarthritic hips and that certain populations of MSC increase with increasing BMI. In order to be able to classify these results, it will be necessary in the future to investigate whether these differences are solely due to osteoarthritis or whether this difference is also present in healthy bone marrow.

1.1 Background and objectives: Malignant tumors of the breast are common among women, and they represent the number one threat to their health, especially triple-negative breast cancer. It is a relatively common cause of death for women. At present, immunotherapy has become an emerging method of cancer treatment. Cancer cells express increased levels of PVR, which is classified as a cell adhesion molecule. The molecule is expressed in a variety of tumor cells, including breast cancer, pancreatic cancer, gallbladder cancer, liver cancer, ovarian cancer, etc. In the development of tumors, it is involved in the adhesion, metastasis and proliferation of tumors. A PVR-mediated tumor growth mechanism does not just affect the growth of the tumor, but also influences the tumor immune environment, and takes part in immune escape to some extent. However, the expression of PVR is not limited to the area where immune cells exist and is uniformly expressed in tumor cells. Therefore, the expression and regulation of PVR should not be affected by external factors but caused by certain gene mutations in the tumor cells. In addition, PVR expression is related to the tumor's development stage. Early and late stages of tumor development are markedly different in their expression of PVR, and its role also differs. Additionally, PVR expression is closely related to that of PD-L1, a tumor immune target for which tumor immunotherapy is now more concerned, and this also affects the efficacy of tumor immunotherapy. As a result, the biomarker PVR was chosen for the purposes of this research. 1.2 Methods: The aim of the study is to identify the targets that regulate PVR in breast cancer using CRISPR/Cas9 loss-of-function screening technology, as well as to strengthen the screening through fluorescence-activated cell sorting (FACS) to identify groups expressing high and low PVR expression levels. We transfected breast cancer cell line with the human protein kinase library. After three rounds of FACS cell sorting, the cell population with high and low expression of PVR was detected by flow cytometry and Western Blot, and the DNA with 500-fold coverage was collected for next-generation sequencing to identify the candidate gene. 1.3 Results: In this study, we analyzed PIP4K2C as an important gene regulating PVR expression, and knocking it down resulted in increased expression of PVR in cells. Furthermore, we demonstrate that this regulation involves the AKT/mTOR signaling pathway and is found to promote cancer cell migration in RAS-mutated cells. 1.4 Conclusion: Our results support the utility and effectiveness of using CRISPR/Cas9 combined FACS technology to screen immune targets of interest and provide new targets to regulate PVR expression. PIP4K2C also plays an important role in regulating the expression of PVR, and AKT/mTOR is its potential signaling pathway.

Peritumoral budding and intratumoral budding (ITB) are important prognostic factors for colorectal cancer patients. Scientists worldwide have investigated the role of budding in tumor progression and its prognosis, but guidelines for reliably identifying tumor buds based on morphology are lacking. In this study, next-generation tissue microarray (ngTMA®) construction was used for tumor bud evaluation, and highly detailed rule-out annotation was used for tumor definition in pancytokeratin-stained tissue sections. Initially, tissues of 245 colon cancer patients were evaluated with high interobserver reliability, and a concordance of 96% was achieved. It was shown that high ITB scores were associated with poor distant metastasis-free survival (p = 0.006 with a cut-off of ≥10 buds). This cut-off was defined as the best maximum value from one of two/three ngTMA® cores (0.6 mm diameter). ITB in 30 cases of mucinous, medullary, and signet ring cell carcinoma was analyzed for the subsequent determination of differences in tumor bud analyses between those subtypes. In conclusion, blinded randomized punched cores in the tumor center can be useful for ITB detection. It can be assumed that this method is suitable for its adoption in clinical routines. Peritumorales Budding und intratumorales Budding (ITB) sind wichtige prognostische Faktoren für Patienten mit kolorektalem Karzinom. Wissenschaftler auf der ganzen Welt haben die Rolle des Buddings bei der Tumorprogression und -prognose untersucht, aber es fehlen Leitfäden zur zuverlässigen Identifizierung von Tumor-Buds anhand der Morphologie. In dieser Studie wurde ein Next-Generation-Tissue-Microarray (ngTMA®) zur Bewertung von Tumor Buds eingesetzt und zur Bestimmung von Tumor Buds in Pancytokeratin-gefärbten Gewebeschnitten eine sehr detaillierte "Rule-out-Annotation" verwendet. Zunächst wurde das Gewebe von 245 Patienten mit Kolonkarzinom mit hoher Zuverlässigkeit zwischen den Beobachtern bewertet, wobei eine Übereinstimmung von 96 % erreicht wurde. Es zeigte sich, dass hohe ITB-Werte mit einem schlechten fernmetastasenfreien Überleben verbunden waren (p = 0,006 bei einem Cut-off von ≥10 Buds). Dieser Cut-off-Wert wurde als der beste Maximalwert aus einem von zwei/drei ngTMA®-Stanzen (0,6 mm Durchmesser) definiert. Das ITB von 30 Fällen von muzinösem, medullärem und Siegelringzellkarzinom wurde analysiert, um anschließend die Unterschiede in der Analyse der Tumor Buds zwischen diesen Subtypen zu ermitteln. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass verblindet und randomisiert entnommene Stanzproben im Tumorzentrum für den Nachweis von ITB nützlich sein können. Es kann davon ausgegangen werden, dass diese Methode für den Einsatz in der klinischen Routine geeignet ist.

Hintergrund und Ziele: Speicheldrüsenkarzinome sind eine seltene und heterogene Tumorentität. Standardtherapieregime erreichen eine hohe lokale Kontrollrate, jedoch entwickeln viele Patienten im Verlauf Fernmetastasen, besonders bei high-grade Karzinomen. Das Ziel dieser monozentrischen Studie war es, Rezidivmuster und deren therapeutische Optionen (lokal ablativ vs. systemisch) in einer homogen behandelten Patientenpopulation (Operation gefolgt von einer Radio(chemo)therapie) mit high-grade Speicheldrüsenkarzinomen zu eruieren. Methoden: Monozentrische, retrospektive Studie von Patienten mit erstdiagnostiziertem high-grade Speicheldrüsenkarzinom. Dafür wurden retrospektiv die klinischen Aufzeichnungen von 69 Patienten mit high-grade Speicheldrüsenkarzinomen aus der Strahlenklinik des Universitätsklinikums Erlangen analysiert. Die Überlebensraten wurden mittels der Kaplan-Meier-Methode und der Einfluss der variablen Größen mit dem Cox‘schem Regressionsmodell berechnet (univariate Analyse: log-rank Test, multivariate Analyse: Cox Regressionsanalyse). Ergebnisse und Beobachtungen: Das mediane Follow-Up betrug 31 Monate. Nach fünf Jahren war das kumulative Gesamtüberleben 65,2% und die kumulative Inzidenz eines Lokalrezidivs 7,2%, wohingegen die kumulative Inzidenz einer Fernmetastasierung nach fünf Jahren 43,5% betrug. 30 der 69 Patienten entwickelte Fernmetastasen im Beobachtungszeitraum, jedoch gehäuft Patienten mit einem adenoidzystischen Karzinom, einem Speichelgangkarzinom, einem Adenokarzinom NOS oder einem Azinuszellkarzinom. Die meisteingesetzte Therapie in diesen Situationen war eine Chemotherapie (50%). 85,7% der Patienten mit lokal ablativer Therapie ihrer 2 Fernmetastasen entwickelten einen Tumorprogress im Beobachtungszeitraum, wohingegen lediglich 43,5% der Patienten ohne solch eine lokal ablative Therapie einen Progress zeigten. Schlussfolgerung: Mittels Operation des Primarius und nachfolgender Radio(chemo)therapie ließ sich eine hohe lokale Kontrolle erreichen, jedoch entwickelten über 40% der Patienten Fernmetastasen, die üblicherweise diffus auftraten. Deshalb sollten zukünftig intensiv und interdisziplinär Kombinationstherapien, auch als Teil der Erstlinien-Therapie, erforscht werden. Purpose: Salivary Gland cancer (SGC) is a rare and heterogenous group of tumors. Standard therapeutic options achieve high local but poor distant control rates, especially in high-grade SGC. The aim of this monocentric study was to evaluate patterns of recurrence and its treatment options (local ablative vs. systemic) in a homogenously treated patient population with high-grade SGC after surgery and radio(chemo)therapy. Methods: Monocentric, retrospective study of patients with newly diagnosed high-grade salivary gland cancer. We retrospectively reviewed clinical reports from 69 patients with high-grade salivary gland cancer in a single-center audit. Survival rates were calculated using the Kaplan–Meier method and prognostic variables were analyzed (univariate analysis: log-rank test; multivariate analysis: Cox regression analysis). Results: The median time of follow-up was 31 months. After 5 years, the cumulative overall survival was 65.2%, cumulative incidence of local recurrence was 7.2%, whereas the cumulative incidence of distant metastases was 43.5% after 5 years. 30 of 69 patients developed distant metastases during the time of follow-up, especially patients with adenoid cystic carcinoma, salivary duct carcinoma, adenocarcinoma NOS and acinic cell carcinoma with high-grade transformation. The most common type of therapy therefore was chemotherapy (50%). 85.7% of patients with local ablative therapy of distant metastases show disease progression during follow-up afterwards. Conclusion: With surgery and radio-chemotherapy, a high rate of loco-regional control is reached, but over 40% of patients develop distant metastases in the further follow-up which usually present a diffuse pattern involving in a diffuse metastases. Therefore, in the future, intensified interdisciplinary combination therapies even in the first-line treatment in certain subtypes of high-grade SGC should be investigated.

Die pulmonale Hypertonie (PH) ist eine seltene und chronische Krankheit, deren exakte Prävalenz nicht bekannt ist. Ca. 1 % der Weltbevölkerung sind von der Erkrankung betroffen. Sie verringert die Lebensqualität und die Lebenserwartung der Patienten erheblich. Ungeachtet vieler Veränderungen bezüglich Diagnostik und Therapiemöglichkeiten wird die PH heute oftmals verspätet diagnostiziert. Es ist wichtig, Patienten mit PH rechtzeitig zu diagnostizieren und die Prognose abschätzen zu können, um mit der entsprechenden Therapie frühzeitig beginnen zu können. Diese Arbeit fußt auf einer retrospektiven Analyse von Patientendaten der PH-Ambulanz der Missioklinik Würzburg. Sie liefert erste Ansätze für die Beurteilung des in der transthorakalen Echokardiographie gemessenen RA-LA-Quotienten unter prognostischen Gesichtspunkten für das Krankheitsbild PH. In dem Kollektiv aller PH-Patienten und dem aller Patienten mit präkapillärer pulmonaler Hypertonie konnte ein signifikant höherer RA-LA-Quotient bei den verstorbenen Patienten evaluiert werden. Für das Teilkollektiv PAH konnte eine signifikante prognostische Aussagekraft nachgewiesen werden. PAH-Patienten mit einem RA-LA-Quotienten größer als 1,2 weisen ein kürzeres Überleben auf, zudem konnte eine kürzere Gehstrecke und jeweils deutlicher pathologische hämodynamische Werte nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wird der RA-LA-Quotient mit einem Cut-off-Wert 1,2 als neuer Surrogatmarker für die Abschätzung der Prognose für das Teilkollektiv PAH vorgeschlagen., Pulmonary hypertension (PH) is a rare and chronic disease whose exact prevalence is unknown. Approximately 1% of the world's population is affected by the diseas. It significantly reduces the quality of life and life expectancy of patients. Despite many changes in diagnostics and treatment options, PH is often diagnosed late. It is important to diagnose patients with PH in time and to be able to assess the prognosis in order to start the appropriate therapy early. This work is based on a retrospective analysis of patient data from the PH register of the Missioklinik Würzburg. It provides first approaches for the assessment of the RA-LA quotient measured in transthoracic echocardiography from a prognostic point of view for PH. In the collective of all PH patients and that of all patients with precapillary pulmonary hypertension, a significantly higher RA-LA quotient could be evaluated in the deceased patients. Prognostic significance was demonstrated for the PAH subcollective. PAH patients with an RA-LA quotient greater than 1.2 have a shorter survival, furthermore a shorter walking distance and more clearly pathological hemodynamic values could be demonstrated. In this work, the RA-LA quotient with a cut-off value of 1.2 is proposed as a new surrogate marker for estimating prognosis for the PAH subcollective.

Background and aims: Cancer is a widespread disease characterized by uncontrollable cell proliferation and spread of metastasis. Lung cancer is the second most commonly diagnosed cancer and non-small cell lung cancer (NSCLC) represents the prevalent histological subtype. Despite the recent advances in the early diagnosis and in the therapeutic approaches, lung cancer remains the leading cause of cancer-related death worldwide for both men and women. As consequence, it is of paramount importance the identification of novel targets to improve the management of NSCLC. It is known that cancer cells alter their metabolism during tumorigenesis and cancer progression in order to sustain the elevated energetic demand. Targeting key metabolic vulnerabilities becomes, therefore, an attractive therapeutic approach with high potential. Since cancer cells rely on functional heat shock proteins (HSPs) to guarantee the correct folding of oncoproteins and metabolic enzymes, in recent years pivotal studies have pointed to develop anti-HSPs drugs as new anti-cancer strategies. This study focused first on the evaluation of the effects of a new synthetic small molecule, called KHS101 on several NSCLC cell lines. Since KHS101 has been demonstrated to disrupt the function of the mitochondrial heat shock protein family D member 1 (HSPD1 or HSP60), we secondly investigated HSPD1 function in NSCLC and evaluated the biology of HSPD1 targeting in order to identify determinants of sensitivity. Methods: Growth of knockdown and drug-treated NSCLC cells was monitored in vitro through real-time proliferation assays, cell viability and cytotoxicity assays, colony formation assays and cell cycle analysis. Real-time metabolic assays were used to evaluate cell metabolic activity. Subcutaneous injections and tail vein metastasis assays were used to monitor in vivo growth of knockdowns or KHS101 treatment. Factors determining KHS101 sensitivity were identified through a drug profiling combined with transcriptomic analysis and a whole-genome CRISPR/Cas9 screen. Immunohistochemistry from formalin-fixed paraffin-embedded tissues from NSCLC patients was used to determine HSPD1 expression. Results and observations: We could show that both shRNA-mediated gene silencing of HSPD1 and chemical interference by KHS101 markedly impaired the metabolic capacities of NSCLC cells and suppressed cell proliferation in vitro. Moreover, HSPD1 knockdown reduced tumor growth in vivo and KHS101 appeared to prolong disease-specific survival time of tumor-bearing mice and to enhance cisplatin cytotoxicity in vitro. Finally, we demonstrated that the anti-cancer effects of HSPD1 targeting are related to the metabolic state of the cells, in particular, they are dependent on the oxidative phosphorylation. The creatine-transporter SLC6A8 and the subunit 5B of the cytochrome c oxidase (COX5B) resulted to be molecular determinants of the HSPD1-targeting molecule sensitivity. Conclusions and discussion: All together these results underline the importance of mitochondrial metabolism as a potential target for anti-cancer therapy and suggest HSPD1 as an attractive target for developing new therapeutic strategies for NSCLC. Hintergrund und Ziele: Krebs ist eine weit verbreitete Krankheit, die durch unkontrollierte Zellproliferation und Metastasenbildung gekennzeichnet ist. Lungenkrebs ist die am zweithäufigsten diagnostizierte Krebsart, wobei der nicht-kleinzellige Lungenkrebs (NSCLC) den häufigsten histologischen Subtyp darstellt. Trotz der jüngsten Fortschritte in der Frühdiagnose und bei den therapeutischen Ansätzen ist Lungenkrebs nach wie vor die weltweit häufigste krebsbedingte Todesursache bei Männern und Frauen. Daher ist die Identifizierung neuer Zielmoleküle zur Verbesserung der Behandlung von NSCLC von größter Bedeutung. Es ist bekannt, dass Krebszellen ihren Stoffwechsel während der Tumorentstehung und des Fortschreitens des Krebses verändern, um den erhöhten Energiebedarf zu decken. Die Behebung von Schwachstellen im Stoffwechsel ist daher ein attraktiver therapeutischer Ansatz mit großem Potenzial. Da Krebszellen auf funktionierende Hitzeschockproteine (HSPs) angewiesen sind, um die korrekte Faltung von Onkoproteinen und Stoffwechselenzymen zu gewährleisten, haben in den letzten Jahren entscheidende Studien darauf hingedeutet, Anti-HSPs-Medikamente als neue Strategien zur Krebsbekämpfung zu entwickeln. Diese Studie konzentrierte sich zunächst auf die Bewertung der Auswirkungen eines neuen synthetischen kleinen Moleküls namens KHS101 auf verschiedene NSCLC-Zelllinien. Da KHS101 nachweislich die Funktion des mitochondrialen Hitzeschockproteins der Familie D, Mitglied 1 (HSPD1 oder HSP60), stört, untersuchten wir zweitens die Funktion von HSPD1 bei NSCLC und bewerteten die Biologie des HSPD1-Targetings, um Determinanten der Empfindlichkeit zu identifizieren. Methoden: Das Wachstum von Knockdown- und medikamentenbehandelten NSCLC-Zellen wurde in vitro mit Hilfe von Echtzeit-Proliferationsassays, Zelllebensfähigkeits- und Zytotoxizitätstests, Koloniebildungstests und Zellzyklusanalysen überwacht. Zur Bewertung der Stoffwechselaktivität der Zellen wurden Echtzeit-Stoffwechselassays verwendet. Subkutane Injektionen und Metastasierungstests in der Schwanzvene wurden zur Überwachung des In-vivo-Wachstums von Knockdowns oder KHS101-Behandlung verwendet. Faktoren, die für die Empfindlichkeit von KHS101 ausschlaggebend sind, wurden durch ein Arzneimittelprofil in Kombination mit einer transkriptomischen Analyse und einem CRISPR/Cas9-Screening des gesamten Genoms ermittelt. Immunhistochemische Untersuchungen an formalinfixierten, in Paraffin eingebetteten Geweben von NSCLC-Patienten wurden zur Bestimmung der HSPD1-Expression verwendet. Ergebnisse und Beobachtungen: Wir konnten zeigen, dass sowohl die shRNA-vermittelte Ausschaltung des Gens HSPD1 als auch die chemische Interferenz durch KHS101 die Stoffwechselkapazitäten von NSCLC-Zellen deutlich beeinträchtigten und die Zellproliferation in vitro unterdrückten. Darüber hinaus verringerte die Ausschaltung von HSPD1 das Tumorwachstum in vivo, und KHS101 schien die krankheitsspezifische Überlebenszeit von Mäusen, die einen Tumor trugen, zu verlängern und die Zytotoxizität von Cisplatin in vitro zu erhöhen. Schließlich konnten wir zeigen, dass die krebshemmenden Wirkungen des HSPD1-Targetings mit dem Stoffwechselzustand der Zellen zusammenhängen, insbesondere sind sie von der oxidativen Phosphorylierung abhängig. Der Kreatin-Transporter SLC6A8 und die Untereinheit 5B der Cytochrom-c-Oxidase (COX5B) erwiesen sich als molekulare Determinanten für die Empfindlichkeit der HSPD1-Zielmoleküle. Schlussfolgerungen und Diskussion: Insgesamt unterstreichen diese Ergebnisse die Bedeutung des mitochondrialen Stoffwechsels als potenzielles Ziel für die Krebstherapie und deuten darauf hin, dass HSPD1 ein attraktives Ziel für die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien für NSCLC ist.

Als periphere Polyneuropathie (PN) wird eine Gruppe von Erkrankungen mit Schädigungen peripherer Nerven zusammengefasst. Häufig treten Polyneuropathien als Sekundärerkrankungen in Folge von Diabetes mellitus und medikamentösen Behandlungen mit Zytostatika wie Oxaliplatin (Ox) auf. Die Verfahren zur Diagnostik und Klassifikation einer Polyneuropathie sind zum aktuellen Zeitpunkt noch stark limitiert. Untersuchungen durch Korneale-Konfokale-Mikroskopie sind in der Klinik seit einigen Jahren bereits ein nützliches Hilfsmittel, um Polyneuropathien zu diagnostizieren. Durch dieses Verfahren können neuronale Veränderungen sichtbar gemacht werden noch bevor klinische Symptome auftreten. Das Ziel dieser Doktorarbeit ist es daher, auf der Grundlage morphologischer und biochemischer Analysen das Potenzial weiterer frühdiagnostischer Parameter am Auge zu erörtern. Dazu werden zwei Tiermodelle, das Streptozotocin (STZ)-, Diabetes mellitus-Typ1-induzierte und das Oxaliplatin-, Chemotherapie-induzierte Polyneuropathie Mausmodell, ausgewählt und die morphologischen Veränderungen der peripheren Nerven mit den Augenveränderungen verglichen. Zur Klärung der Frage ob morphologische Veränderungen bereits kurz nach der Induktion der Polyneuropathie sichtbar sind, werden im ersten Teil dieser Arbeit der N. ischiadicus sowie die zugehörigen Spinalganglien der Oxaliplatin-Tiere (5 und 10 Tage nach Induktion) und der Streptozotocin-Tiere (14 und 21 Tage nach Induktion) histologisch und transmissions-elektronenmikroskopisch untersucht. Die Morphologie der Axone, der zugehörigen Schwann-Zellen, der Perineuralscheide und der endoneuralen Kapillaren zeigen sich unverändert. In den Oxaliplatin-Tieren ist aber eine signifikante Reduktion der Anzahl der Mitochondrien myelinisierter Axone nachweisbar, was eine Störung des axonalen Transports zur Folge haben könnte. In beiden Mausmodellen, Oxaliplatin-induzierter und Streptozotocin-induzierter Polyneuropathie, sind kleine und mittelgroße Perikaryen des jeweiligen Spinalganglions L5 von mitochondrialen Schwellungen betroffen, große Somata bleiben hingegen unverändert. Dieser Befund könnte in den Mausmodellen die Kälte-vermittelte Dysästhesie und mechanische Allodynie erklären. Im zweiten Teil der Studie wird die Auswirkung der Polyneuropathie auf die Komponenten des Augen- und des Tränenapparates einschließlich der Tränen selbst untersucht. Die Analyse des Tränenfilms liefert in beiden Mausmodellen völlig unterschiedlich aberrant veränderte Proteine und Genexpressionsprofile, die als potenzielle Biomarker dienen könnten. Datenbankrecherchen belegen eine Beteiligung von oxidativem Stress, Entzündungen, diversen Augenerkrankungen wie Trockenem Auge (dry eye syndrome) und neurodegenerativen Erkrankungen. In den Oxaliplatin-Tieren, nicht aber in den Streptozotocin-Tieren, ist die Anzahl konjunktivaler Becherzellen signifikant verringert. Die Diabetes-Tiere weisen dagegen eine Vermehrung von extrazellulärem Material im Trabekelwerk sowie eine Verdickung der Gefäßwand von Kapillaren im Limbus und der Bruchmembran auf. Dies führt vermutlich zu einem Anstieg des Augeninnendrucks und dem intraokulären Blutdruck. Peripheral polyneuropathy (PN) is a group of diseases with damage to peripheral nerves. Polyneuropathies often occur as secondary diseases as a result of diabetes mellitus and drug treatments with cytostatics such as Oxaliplatin (Ox). The methods for diagnosing and classifying polyneuropathy are currently still very limited. Corneal confocal microscopy studies have recently emerged as a useful tool for diagnosing polyneuropathies in clinic. With this technique, neuronal changes can be visualised even before clinical symptoms appear. The aim of this doctoral thesis is therefore to discuss the potential of further early diagnostic parameters in the eye on the basis of morphological and biochemical analyses. For this purpose, two animal models, the Streptozotocin (STZ)-, diabetes mellitus type 1-induced and the Oxaliplatin-, chemotherapy-induced polyneuropathy mouse model, are selected to compare morphological changes of the peripheral nerves with ocular changes. In order to clarify the question of whether morphological changes are already visible shortly after the induction of polyneuropathy, the first part of this work examines the sciatic nerves and associated spinal ganglia of the Oxaliplatin animals (5 and 10 days after induction) and the Streptozotocin animals (14 and 21 days after induction) histologically and by transmission electron microscopy. The morphology of the axons, the associated Schwann cells, the perineural sheath and the endoneural capillaries were unchanged. In Oxaliplatin animals, however, a significant reduction in the number of mitochondria of myelinated axons is detectable, which could result in a disturbance of axonal transport. In both mouse models, Oxaliplatin-induced and Streptozotocin-induced polyneuropathy, small and medium-sized perikarya of the spinal ganglion L5 are affected by mitochondrial swelling, whereas large somata remain unchanged. This finding could explain the cold-mediated dysaesthesia and mechanical allodynia in the mouse models. In the second part of the study, the effect of polyneuropathy on the components of the ocular and lacrimal apparatus, including the tears themselves, is investigated. Analysis of the tear film yields completely different aberrantly altered proteins and gene expression profiles in both mouse models, which could serve as potential biomarkers. Database searches reveal the involvement of oxidative stress, inflammation, various eye diseases such as dry eye disease and neurodegenerative diseases. In Oxaliplatin animals, but not in Streptozotocin animals, the number of conjunctival goblet cells is significantly reduced. In contrast, the diabetic animals show an increase in extracellular material in the trabecular meshwork and a thickening of the vascular wall of capillaries in the limbus and Bruch's membrane. This probably leads to an increase in intraocular pressure and intraocular blood pressure.

Die Nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) ist eine der häufigsten chronischen Lebererkrankungen der westlichen Welt. Die Pathogenese der Erkrankung ist noch nicht vollständig erforscht und wirksame medikamentöse Therapien sind bisher nicht zugelassen. Wachsende Evidenz zeigt, dass das Interleukin-6-Typ-Zytokin Oncostatin M (OSM) eine wichtige Rolle in der Pathogenese der NAFLD spielt. Die japanische Arbeitsgruppe um Komori et al. zeigte an OSM-Rezeptor-β-defizienten (Osmr-KO-) Mäusen sowie durch OSM-Behandlung von genetisch und ernährungsbedingt adipösen Mäusen, dass OSM vor einer hepatischen Steatose und metabolischer Komorbidität schützen kann. Andere Publikationen suggerieren, dass OSM an NAFLD-Entwicklung und -Progression beteiligt ist, indem es die Expression von Genen der β-Oxidation und Very-Low-Density-Lipoprotein (VLDL-) Sekretion reprimiert und die Expression profibrogenetischer Gene fördert. Low-Density-Lipoprotein-Rezeptor-defiziente- (Ldlr-KO-) Mäuse sind seit Langem als Atherosklerose-Modell etabliert und wurden zuletzt auch als physiologisches Modell für NAFLD identifiziert. Um die Rolle von OSM in der NAFLD-Pathogenese zu beleuchten, wurden Osmr-KO-Mäuse auf Wildtyp- (WT-) und Ldlr-KO-Hintergrund untersucht, die über 12 Wochen eine fett- und cholesterinreiche Western Diet erhielten und anschließend für die Organentnahme geopfert wurden. Im Vorfeld dieser Arbeit wurden Körpergewicht, Blutglukose, Serum-Cholesterin und Lebergewicht der Tiere gemessen. Hierbei zeigte sich ein erhöhtes Körpergewicht, unveränderte Blutglukose, erhöhtes Serum-Cholesterin sowie ein erhöhtes Lebergewicht in Osmr-KO- gegenüber WT-Mäusen. Andersherum waren Körpergewicht, Blutglukose, Serum-Cholesterin und Lebergewicht in Ldlr-Osmr-KO- gegenüber Ldlr-KO-Mäusen vermindert. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit erfolgte die histologische Untersuchung des Lebergewebes, die Messung von Serum-Triglyzeriden und Fettsäuren sowie die Untersuchung der hepatischen Genexpression. An kultivierten Zellen der humanen Hepatom-Zelllinie HepG2 wurde eine mögliche Regulation der CYP7A1-Genexpression durch OSM untersucht. CYP7A1 ist als Schrittmacherenzym der Gallensäuresynthese an der hepatischen Cholesterin-Clearance beteiligt. Osmr-KO-Mäuse zeigten gegenüber WT-Mäusen histologisch eine verstärkte hepatische Steatose. Bei der Untersuchung der mRNA-Expression von Genen mit Beteiligung an der hepatischen Lipidhomöostase zeigte sich eine Minderexpression von Ldlr in Osmr-KO-Mäusen. Weiterhin zeigte sich eine etwas geringere Expression von Cyp7a1 in Osmr-KO-Mäusen. Die Expression aller anderen untersuchten Gene, die an Fettsäuresynthese, Cholesterintransport und –metabolismus beteiligt sind, lieferten keine Erklärung für eine erhöhte hepatische Lipidakkumulation in Osmr-KO-Mäusen. Ldlr-Osmr-KO-Mäuse hatten gegenüber Ldlr-KO-Mäusen eine geringer ausgeprägte hepatische Steatose. Die mRNA-Expression von Genen der Fettsäuresynthese, der Cholesterinbiosynthese und des Cholesterintransports waren in Ldlr-Osmr-KO- gegenüber Ldlr-KO-Mäusen nicht wesentlich verändert. Allerdings fiel eine deutliche Hochregulation von Cyp7a1 in Ldlr-Osmr-KO-Mäusen auf. Darüber hinaus war Osm in Ldlr-KO-Mäusen gegenüber WT-Mäusen stärker exprimiert. Um eine Regulation von CYP7A1 durch OSM nachzuweisen, wurde die Genexpression in HepG2-Zellen nach Stimulation mit OSM untersucht. Hierbei zeigte sich, dass OSM die mRNA-Expression von CYP7A1 supprimierte. Dieser Effekt war durch die Zugabe von Inhibitoren der Januskinasen (JAK), Mitogen Activated Protein Kinase/ERK-Kinase (MEK) und Extracellular-signal Regulated Kinase ½ (ERK1/2) reversibel. Die CYP7A1-Suppression durch OSM ging mit einer verminderten Expression des Transkriptionsfaktor-Gens HNF4A einher. Osmr-KO-Mäuse zeigten gegenüber WT-Mäusen nach 12 Wochen Western Diet verstärkte Adipositas, Dyslipidämie sowie eine hepatische Steatose. Die Analyse der hepatischen mRNA-Expression legt nahe, dass die Minderexpression von Ldlr in Osmr-KO-Mäusen im Vergleich zu WT-Mäusen zur Verstärkung der Dyslipidämie und hepatischen Steatose beigetragen hat. Weiterhin kann die geringere Expression von Cyp7a1 in Osmr-KO-Mäusen durch daraus resultierende Akkumulation von Cholesterin zur erhöhten hepatischen Lipidakkumulation in diesen Mäusen beigetragen haben. Ldlr-KO-Mäuse zeigten nach 12 Wochen Western Diet ebenfalls eine hepatische Steatose. Diese war in Ldlr-Osmr-KO-Mäusen gegenüber Ldlr-KO-Mäusen geringer ausgeprägt. Die erhöhte Expression von Cyp7a1 in Ldlr-Osmr-KO-Mäusen kann die Verbesserung von hepatischer Lipidakkumulation und Dyslipidämie durch erhöhte Cholesterinmetabolisierung zu Gallensäuren erklären. Übereinstimmend mit der Cyp7a1-Regulation in LDLR-defizienten Mäusen zeigte sich in vitro, dass OSM die Expression von CYP7A1 in HepG2-Zellen vermindert und sich so negativ auf die hepatische Lipidhomöostase auswirken kann. Insgesamt implizieren diese Ergebnisse eine divergierende Rolle von OSM bei der Entwicklung einer hepatischen Steatose abhängig vom genetischen Hintergrund. OSM scheint bei WT-Mäusen für die Erhaltung der metabolischen Gesundheit wichtig zu sein. Bei Ldlr-KO-Mäusen hingegen scheint OSM die Entwicklung von Adipositas, Dyslipidämie und hepatischer Steatose zu fördern. Die differenzielle Rolle in WT- und Ldlr-KO-Mäusen könnte durch unterschiedliche Osm-Expressionsspiegel zustande kommen: Während basale OSMRβ-Signaltransduktion durch geringe OSM-Spiegel in WT-Mäusen für die Lipidhomöostase essenziell zu sein scheint, könnte erhöhte oder prolongierte OSMRβ-Signaltransduktion durch höhere OSM-Spiegel in Ldlr-KO-Mäusen das Fortschreiten der hepatischen Steatose fördern. Dies stellt OSM als mögliches NAFLD-Therapeutikum in Frage. Um die Hypothese zu überprüfen, dass OSM abhängig von der Höhe und Kinetik der Spiegel günstige oder ungünstige Effekte auf die NAFLD-Entwicklung hat, sollte in zukünftigen Experimenten der Einfluss kurz- und langfristiger Behandlung von WT-Mäusen mit OSM unterschiedlicher Konzentrationen auf die Entwicklung einer hepatischen Steatose untersucht werden., Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is among the most common chronic liver diseases in Western societies. Pathogenetic mechanisms are not fully elucidated and to date there is no approved drug therapy available. There is mounting evidence that the Interleukin-6-type-cytokine Oncostatin M (OSM) plays a crucial role in the pathogenesis of NAFLD. The Japanese working group of Komori et al. had shown that OSM has favorable effects on metabolism und protects against hepatic steatosis using OSM-receptor-β-deficient (Osmr-KO-) mice as well as OSM treatment of genetically or diet-induced obese mice. Other publications suggest that OSM contributes to the pathogenesis and progression of NAFLD by reducing the expression of genes involved in β-oxidation and Very-Low-Density-Lipoprotein (VLDL) secretion and inducing the expression of genes involved in fibrogenesis. Recently Low-Density-Lipoprotein-Receptor-deficient (Ldlr-KO-) mice, which are a well-established model for atherosclerosis, have also been considered a physiological model for NAFLD. To further investigate the role of OSM in NAFLD pathogenesis Osmr-KO mice on either wild type- (WT-) or Ldlr-KO-background were fed a high-fat and high-cholesterol Western diet for 12 weeks and were then sacrificed for tissue collection. Prior to the present thesis body weight, blood glucose levels, serum cholesterol and liver weight of the mice were measured. Osmr-KO mice showed increased body weight, serum cholesterol levels and liver weight compared to WT mice, whereas blood glucose levels did not differ. On the contrary, Ldlr-Osmr-KO mice showed decreased values in all parameters compared to Ldlr-KO mice, including body weight, blood glucose levels, serum cholesterol levels and liver weight. In the present thesis a histological examination of the liver tissue was made, serum levels of triglycerides and fatty acids were measured, and hepatic gene expression was analyzed. In cultured cells of the human hepatoma cell line HepG2 a potential regulation of CYP7A1 gene expression by OSM was examined. CYP7A1 is the rate limiting enzyme of bile acid synthesis and is therefore involved in hepatic cholesterol clearance. Osmr-KO mice showed enhanced hepatic steatosis compared to WT mice. Examination of gene expression involved in hepatic lipid homeostasis revealed reduced Ldlr expression levels in Osmr-KO mice. Furthermore, a slightly decreased Cyp7a1 expression was observed. The expression of other genes involved in fatty acid synthesis, cholesterol transport and cholesterol metabolism did not explain the enhanced hepatic lipid accumulation in Osmr-KO mice. In Ldlr-Osmr-KO mice hepatic steatosis was reduced compared to Ldlr-KO mice. The expression of genes involved in fatty acid synthesis, cholesterol synthesis and cholesterol transport was not considerably altered in Ldlr-Osmr-KO compared to Ldlr-KO mice. However, Cyp7a1 was markedly upregulated in Ldlr-Osmr-KO mice. In addition, Osm expression was increased in Ldlr-KO mice compared to WT mice. To prove the regulation of CYP7A1 by OSM, gene expression was determined in OSM-treated HepG2 cells. The results show that OSM attenuated CYP7A1 expression. This effect was reversed by the addition of inhibitors of either januskinases (JAK), mitogen-activated protein kinase/ERK-kinase (MEK) or extracellular-signal regulated kinase 1/2 (ERK1/2). CYP7A1-suppression by OSM was accompanied by reduced expression levels of the transcription factor gene HNF4A. After 12 weeks of Western diet Osmr-KO mice showed enhanced obesity, dyslipidemia and hepatic steatosis compared to WT mice. Determination of hepatic gene expression suggests that decreased expression of Ldlr in Osmr-KO mice compared to WT mice contributes to dyslipidemia and hepatic steatosis. Furthermore, the decreased expression of Cyp7a1 in Osmr-KO mice may contribute to cholesterol accumulation and accordingly to hepatic lipid accumulation in these mice. Ldlr-KO mice also showed hepatic steatosis after 12 weeks of Western diet. In comparison, hepatic steatosis was markedly reduced in Ldlr-Osmr-KO mice. Increased expression levels of Cyp7a1 and hence enhanced metabolization of cholesterol to bile acids in Ldlr-Osmr-KO mice can explain improved hepatic lipid accumulation and dyslipidemia in these mice compared to Ldlr-KO mice. Consistent with the discovered Cyp7a1 regulation in LDLR-deficient mice, OSM decreased the expression of CYP7A1 in HepG2 cells and therefore may have detrimental effects on hepatic lipid homeostasis. Altogether the results implicate a diverging role of OSM in the pathogenesis of hepatic steatosis depending on the genetic background. In WT mice OSM seems to convey protective effects on lipid homeostasis, whereas in Ldlr-KO mice OSM seems to promote the development of obesity, dyslipidemia and hepatic steatosis. The differential role of OSM in WT and Ldlr-KO mice might be caused by diverging Osm expression levels: Basal OSMRβ signal transduction caused by low OSM levels seems to be essential for lipid homeostasis, whereas enhanced or prolonged OSMRβ signal transduction caused by higher OSM levels might foster the progression of hepatic steatosis. These findings question OSM as a putative therapeutic agent for NAFLD. To test the hypothesis that OSM has beneficial or detrimental effects on NAFLD pathogenesis depending on OSM levels and kinetics, future studies should examine the effect of short- and long-term administration of OSM in different concentrations on the development of hepatic steatosis in WT mice.

Trotz der ursprünglichen Bezeichnung der Acne inversa als "hidrosadénite phlegmoneuse", die eine inflammatorische Fehlfunktion der apokrinen Schweißdrüsen impliziert, geriet die Rolle der Schweißdrüsen hinsichtlich der Pathogenese der AI in Vergessenheit. Ziel dieser Studie war die Evaluierung der Rolle der Schweißdrüsen im Hinblick auf die für die AI charakteristischen proinflammatorischen Mediatoren. Zu diesem Zweck wurden gravimetrische Schweißmessungen, Multiplex-Zytokin-Assays von Schweißproben, sowie immunfluoreszenzoptische Zytokin-/Chemokin-Untersuchungen von läsionaler AI-Haut durchgeführt. Die gravimetrische Untersuchung von 17 AI-Patienten zeigte, dass AI nicht mit Hyperhidrose assoziiert ist. Allerdings scheinen sich AI-Patienten durch ihr Schwitzen im Vergleich zu einer gesunden Kontrollgruppe subjektiv stärker beeinträchtigt zu fühlen. Unsere Daten zeigen eine komplexe proinflammatorische Signatur im AI-Schweiß, die durch eine signifikant erhöhte Konzentration von Monozyten-Chemoattraktant-Protein-1 (MCP-1), Interleukin-8 (CXCL8) und Interferon-γ gekennzeichnet ist. Passend dazu konnten wir eine erhöhte Expression dieser Mediatoren in apokrinen Schweißdrüsen läsionaler AI-Haut nachweisen. Diese Ergebnisse werfen ein neues Licht auf die proinflammatorische Kapazität apokriner Schweißdrüsen bei AI, was zu einem Überdenken der Rolle der Schweißdrüsen im Hinblick auf die Pathogenese der AI führen kann., The role of sweat glands in hidradenitis suppurativa has been largely neglected, despite the fact that its original designation, as “hidrosadénite phlegmoneuse”, implied an inflammatory malfunction of the apocrine sweat glands as the underlying pathogenic driver. The aim of this study was to evaluate the role of apocrine sweat glands with respect to the proinflammatory environment of hidradenitis suppurativa. Therefore, gravimetric assessment and multiplex cytokine assays from sweat obtained from patients with hidradenitis suppurativa along with immunofluorescence cytokine/chemokine analysis of lesional apocrine glands-bearing hidradenitis suppurativa skin were performed. Gravimetric assessment of 17 patients with hidradenitis suppurativa revealed that the condition is not associated with hyperhidrosis. However, patients seem to be more affected by subjective sweating. The current data identified a complex proinflammatory signature in hidradenitis suppurativa sweat characterized by a significant upregulation of monocyte chemoattractant protein-1, interleukin-8 (CXCL8), and interferon-γ. In agreement with this, a strong in situ expression of these mediators could be observed in apocrine glands of lesional hidradenitis suppurativa skin. These data shed new light on the proinflammatory capacity of apocrine sweat glands in hidradenitis suppurativa, which may lead to reconsideration of the role of sweat glands in hidradenitis suppurativa pathology.

Hintergrund und Ziele: Das Rezidiv der hämatologischen Grunderkrankung birgt das höchste Mortalitätsrisiko in der frühen Phase nach der allogenen hämatopoetischen Stammzelltransplantation (HSZT) trotz der Kombination einer hochdosierten Chemotherapie und des Graft-versus-Leukämie-Effekts (GvL). Mit dem GvL-Effekt ist jedoch ebenso die Entwicklung einer Graft-versus-Host-Erkrankung (GvHD) verbunden, welche mit einer hohen Mortalität und Morbidität vergesellschaftet ist und daher eine Therapie notwendig macht. Die Therapie der GvHD hat allerdings das Potential, eine Suppression des GvL-Effekts zu bewirken. Diese Analyse prüft, inwiefern die Anwendung von Glucocorticoiden bei der akuten GvHD das Rezidivrisiko für Patienten mit einer akuten myeloischen Leukämie (AML) und einem myelodysplastischen Syndrom (MDS) nach der allogenen HSZT beeinflusst. Methoden: In dieser retrospektiven, unizentrischen Analyse untersuchten wir 80 Patienten, die mit der Diagnose einer AML, eines MDS oder einer sekundären AML aus MDS in der Medizinischen Klinik für Hämatologie und Onkologie des Universitätsklinikums Erlangen mit einer Ersttransplantation behandelt wurden. Ergebnisse und Beobachtungen: Für die Anwendung von Prednisolon bei der akuten GvHD zeigte sich in unserem Patientenkollektiv ein nicht signifikanter Trend für die Begünstigung eines Rezidivs nach der allogenen HSZT (p=0,5307). Der Vergleich der Rezidivpatienten ergab eine signifikante Risikokonstellation für ein Rezidiv unter der Applikation von Prednisolon (p

Hintergrund und Ziele Die Epithelzellschicht des Darms stellt eine vielseitige Schutzbarriere mit diversen Funktionen und Interaktionen dar. Diese sind sowohl von lokaler, aber durch den immunologischen Austausch von Botenstoffen wie Zytokinen, auch von systemischer Bedeutung. Die Hauptaufgabe der Epithelzellschicht besteht darin, mit der Nahrung aufgenommene Nährstoffe zu absorbieren und das Eindringen von Bakterien und fremden Antigenen zu verhindern. Gelingt dies nicht, sind Entzündungen durch die ständige Stimulation des Immunsystems die Folge - Krankheiten wie chronisch entzündliche Darmerkrankungen (CED) können entstehen. Auf der Suche nach Proteinen, die in der Regulation des Auf- und Abbaus der Epithelzellschicht des Darms eine Rolle spielen, sind unter anderem Mitglieder der RIPK- (Receptor Interacting Protein Kinase) Familie Gegenstand der Forschung. Trotz zahlreicher und intensiver Studien zur Rolle von RIPK1 und RIPK3 ist bisher noch wenig über RIPK4 bekannt. Ziel dieser Arbeit ist es, ein besseres Verständnis über die Expressionsmuster und die Aufgaben von RIPK4 im Darmepithel zu erlangen. Aufgrund der bereits publizierten Rolle von RIPK4 während der embryonalen Differenzierung von Keratinozyten (Hautepithelzellen), wird vermutet, dass RIPK4 auch Einfluss auf die Differenzierung anderer Epithelzellen, wie zum Beispiel auf Zellen des Darmepithels, haben könnte. Methoden In dieser Arbeit wurden Genotypisierungen, Western Blots, immunhistochemische Färbungen, Hämatoxylin-Eosin-Färbungen, x-Gal Färbungen und RNA Analysen aus Mausgewebe angefertigt. Darüber hinaus wurde mit Darm-Organoiden aus murinem Gewebe gearbeitet und ein DSS-induziertes Darmentzündungsmodell angewandt. Ergebnisse und Beobachtungen Untersuchungen der vorliegenden Arbeit ergaben, dass RIPK4 auch im Darm exprimiert wird. Wie in der Haut, konnte RIPK4 auch im Darm ausschließlich epithelial nachgewiesen werden, vermehrt in der Kryptenbasis des Dünn- und Dickdarmepithels. Der induzierte Knockout von RIPK4 im Darmepithel zeigte keinen offensichtlichen Phänotyp (weder in Gewichtsentwicklung noch in histologischen Auswertungen). Jedoch konnte zum ersten Mal die Rolle von RIPK4 im Darmepithel während Entzündungsprozessen detailliert untersucht 1 Zusammenfassung werden. Hierbei konnte ein signifikanter Unterschied in der Gewichtsentwicklung und in der Ausprägung der Entzündung mittels endoskopischer Untersuchung (MEICS-Score) während der Entzündung (DSS-induzierte Colitis) gezeigt werden. RIPK4 wurde in der Literatur schon in Verbindung mit verschiedenen Signalwegen, wie unter anderem dem Wnt/3a-Signalweg, gebracht. Moleküle, die in diese Signalwege involviert sind, wurden im RIPK4-Knockoutmodell unter Entzündungsbedingungen untersucht, wobei Unterschiede in der Expression von Zielmolekülen, sowie von Entzündungsmediatoren des Immunsystems identifiziert werden konnten. Schlussfolgerungen und Ausblick Zusammengefasst ist eine Rolle von RIPK4 auf die Homöostase und somit auf den Auf- und Abbau der Epithelzellschicht unter Ruhebedingungen durch die hier erarbeiteten Daten unwahrscheinlich. RIPK4 scheint allerdings einen Effekt auf die Reaktion des Gewebes bei Entzündungen zu haben, wie am Beispiel einer Noxen-induzierten Dickdarmentzündung (Colitis) gezeigt werden konnte. Diese Reaktion könnte zum Beispiel durch immunmodulatorische Effekte bedingt sein. Diese Theorie benötigt jedoch noch weiterführende Untersuchungen. Zukünftig wäre es zudem interessant zu beobachten, ob die darmepithelspezifischen RIPK4-defizienten Mäuse nach der Behandlung mit DSS-Lösung, neben einer schnelleren Entzündungsentwicklung auch eine verlangsamte Erholung nach Absetzen der DSS-Lösung zeigen, um einschätzen zu können, ob RIPK4 auch in der Regeneration des Gewebes eine Rolle spielt. Darüber hinaus lassen die in dieser Dissertation erarbeiteten Expressionsmuster eine Rolle von RIPK4 auch in anderen Organen wie der Niere oder der Speiseröhre vermuten. Die immunologische Rolle von RIPK4, gerade im Hinblick auf die Reifung und Kontrolle des Immunsystems, sollte außerdem weiter hinterfragt werden. Background and Aims The intestinal epithelial layer of the gut is an important barrier with diverse functions and interactions. These functions and interactions have a local as well as a systemic impact due to immunological exchange of messenger molecules such as cytokines. The main function of the intestinal epithelium is the absorption of nutrients and the prevention of bacterial penetration and extrinsic antigens. If this function fails to operate, it is likely that the following persistent intestinal inflammation results in inflammatory bowel diseases (IBD). As the extensive search for proteins included in cell death and proliferation of the intestinal epithelium goes on, members of the RIPK-(Receptor Interacting Protein Kinase) family, especially RIPK1 and RIPK3 are well known to play a key role in the homeostasis. However, less is known about the role of RIPK4. The aim of this work is to provide insights of RIPK4 expression clusters and the functions of RIPK4 in the intestinal epithelium. Due to the previously described role of RIPK4 during embryonic keratinocyte differentiation in skin epithelium, RIPK4 was suspected to drive the differentiation of intestinal epithelial cells as well. Methods This dissertation includes experiments with murine tissue - Genotyping, Western Blots, immunohistochemical stainings, hematoxylin eosin stainings, x-gal staining as well as RNA analysis have been performed. Moreover, intestinal murine organoids and DSS-induced colitis have been used for further characterization. Results Interestingly, in this work a dominant expression of RIPK4 in the crypts of colon and small intestinal epithelium is shown, suggesting a role of RIPK4 in cells located in this anatomical subunit of the gut, where intestinal stem cells are mainly present. The induced knockout of RIPK4 in the intestinal epithelium showed no evidence of a spontaneous phenotype: no weight loss was detected, and histological examination showed no signs of spontaneous inflammation or epithelial disruption. Nevertheless, the role of RIPK4 during intestinal inflammation was investigated in this dissertation for the first time. A significant difference in body weight loss and endoscopically staged inflammation 3 Abstract (MEICS-Score) was shown in RIPK4 deficient mice during intestinal inflammation after DSS-induced colitis. Molecules that have been described to be involved in RIPK4 signaling pathways have been investigated under the influence of intestinal inflammation and RIPK4- Knockout. Conclusion and Outlook The data shown in this work leads to the conclusion that a role of RIPK4 in the homeostasis of the buildup and the degradation of the intestinal epithelium under normal circumstances is unlikely. During chemically induced inflammation of the intestine RIPK4 may have an impact on the reaction of the tissue to inflammation. The reaction of the epithelium to inflammation could be influenced by immunomodulatory effects of RIPK4. However, this theory needs to be further investigated. Additional work on intestinal epithelial RIPK4-deficient mice, especially during recovery phase after DSS-treatment would be interesting. It may provide the chance to see if there is also a difference in body weight after stopping treatment and to examine the influence of RIPK4 in intestinal proliferation and regeneration. Furthermore, expression patterns shown in this work lead to the hypothesis that RIPK4 may also play a role in other organs, for instance in the kidney or the esophagus. Furthermore, the immunological role of RIPK4 should be taken into the center of interest to study the influences of RIPK4 on maturation and control of the immune system.

Die arrhythmogene Kardiomyopathie (ACM) ist eine Herzmuskelerkrankung, die durch den fett- und bindegewebigen Umbau von Herzmuskelgewebe charakterisiert ist. Klinisch treten häufig ventrikuläre Herzrhythmusstörungen auf, teilweise bis hin zum plötzlichen Herztod. ACM ist eine genetisch bedingte Erkrankung, die durch Mutationen in desmosomalen Proteinen, wie Plakophilin-2 (PKP2) und Desmoglein-2 (DSG2), entsteht. Die molekularen Mechanismen sind nur teilweise verstanden und aktuell gibt es keine spezifischen Therapiemöglichkeiten. Ziel der Arbeit war es, die therapeutische Wirkung eines DSG2-spezifischen Tandem-Peptids (TP) durch desmosomale Stabilisierung an humanen Kardiomyozyten (KM) in einem ACM-Modell zu untersuchen. KM wurden aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPS) einer PKP2-Knockout- (PKP2-KO), DSG2-Knockout- (DSG2-KO) und deren isogener Kontrollzelllinie differenziert. Zunächst wurden verschiedene Methoden der beschleunigten Zellreifung getestet. Dann wurden die PKP2- und DSG2-KO-KM anhand von intrazellulären Kalzium-Messungen und Arrhythmie-Analysen phänotypisch charakterisiert. Letztlich wurde die Wirkung des TPs, das an die DSG2 der geschwächten Zellbindungen von PKP2-KO-KM binden sollte, im Vergleich zu entsprechenden Kontrollen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Matrigel-Mattress-Kultivierung und einer Hormonbehandlung elektrisch stimulierbare hiPS-KM mit reifen Eigenschaften hergestellt werden konnten. Der Phänotyp der mutationstragenden PKP2-KO-KM und DSG2-KO-KM zeichnete sich durch erhöhte diastolische Kalzium-Konzentrationen und erniedrigte Kalzium-Amplituden sowie durch beschleunigte Kalzium-Kinetik im Sinne der Relaxationszeiten aus. Weiterhin war bei den PKP2-KO-KM die Häufigkeit der Arrhythmien erhöht, die unter beta-adrenerger Stimulation nachließen. Insgesamt konnte keine eindeutige Wirkung des TPs im ACM-Modell gezeigt werden. Das TP hatte nur auf die diastolischen Kalzium-Konzentrationen der PKP2-KO-KM einen therapeutischen Einfluss, allerdings auch auf DSG2-KO-KM, weshalb der Hinweis auf eine fehlende DSG2-Spezifität des TPs entstand. Schlussfolgernd wurde bestätigt, dass sich reife hiPS-KM mit genetischen Veränderungen als Modell zur Untersuchung der Kalziumhomöostase und von Arrhythmien bei der ACM eignen. Sie können grundsätzlich zum Test von therapeutischen Anwendungen genutzt werden. Die Wirksamkeit und Spezifität des getesteten TPs sollte zukünftig weiter überprüft werden., Arrhythmogenic cardiomyopathy (ACM) is a myocardial disease characterized by fibrofatty remodeling of myocardial tissue. Clinically, ventricular arrhythmias occur, sometimes leading to sudden cardiac death. ACM is a genetic disease that results from desmosomal mutations, such as plakophilin-2 (PKP2) and desmoglein-2 (DSG2). The molecular mechanisms are only partially understood and currently there are no specific therapeutic options. The aim of this work was to investigate the therapeutic effect of a DSG2-specific tandem peptide (TP) by desmosomal stabilization on human cardiomyocytes (CMs) in an ACM model. CMs were differentiated from human induced pluripotent stem cells (hiPSC) of a PKP2 knockout (PKP2-KO), DSG2 knockout (DSG2-KO) and their isogenic control cell line. First, methods of accelerated cell maturation were tested. Then, PKP2- and DSG2-KO-CMs were phenotypically characterized by using intracellular calcium measurements and arrhythmia analyses. Finally, the effect of a TP designed to bind to DSG2 of the weakened cell binding of PKP2-KO-CMs was examined in comparison with corresponding controls. The results show that matrigel mattress cultivation and hormone treatment were able to produce electrically stimulable hiPSC-CMs with mature characteristics. The phenotype of mutant PKP2-KO-CMs and DSG2-KO-CMs was characterized by increased diastolic calcium concentrations and decreased calcium amplitudes, as well as accelerated calcium kinetics in terms of relaxation times. Furthermore, the frequency of arrhythmias was increased in PKP2-KO-CMs and decreased under beta-adrenergic stimulation. Overall, no clear effect of TP was demonstrated in the ACM model. TP only had a therapeutic effect on diastolic calcium concentrations of PKP2-KO-CMs, although it also had an effect on DSG2-KO-CMs, thus suggesting a lack of DSG2 specificity of TP. In conclusion, it was confirmed that mature hiPSC-CMs with genetic alterations are suitable as a model to study calcium cycling and arrhythmias in ACM. In principle, they can be used to test therapeutic applications. The efficacy and specificity of the tested TP should be further evaluated in the future.

Neutrophile Granulozyten (kurz: Neutrophile) sind beim Menschen die am häufigsten vorkommenden Immunzellen. Während der akuten Entzündungsreaktion sind Neutrophile die ersten zirkulierenden Immunzellen, die den Ort der Entzündung infiltrieren. Neutrophile können durch Phagozytose und Degranulation, aber auch mit der Bildung Neutrophiler Extrazellulärer Fallen (NETs) als einem weiteren Effektormechanismus eindringende Krankheitserreger bekämpfen. Neben der Stimulation der Neutrophilen über Rezeptoren hat das Mikromilieu mit Tonizität, pH-Wert und Sauerstoffkonzentration Einfluss auf die Wahl des Effektormechanismus in vitro. Unklar ist jedoch der Einfluss der Gewebshypoxie auf Neutrophile und ihre Fähigkeit zur NETs-Bildung in vivo. Ziel der dieser Arbeit zugrunde liegenden klinischen Observationsstudie ist daher die Klärung des Einflusses der Gewebshypoxie auf Neutrophile und deren Potenz zur NETs-Bildung in der Situation der Ischämie, exemplarisch untersucht bei Patienten mit akutem Myokardinfarkt (AMI) und im Hypoxiemodell. Hypoxia-inducible factor-1a (HIF-1a) ist ein Transkriptionsfaktor, welcher ubiquitär als Reaktion auf Hypoxie in den Zellkern transloziert wird. Deshalb ist ein weiteres Ziel dieser Arbeit, die Bedeutung von HIF-1a auf die Effektormechanismen der Neutrophilen unter Hypoxie zu überprüfen. Neutrophil granulocytes (neutrophils for short) are the most abundant immune cells in humans. During the acute inflammatory response, neutrophils are the first circulating immune cells to infiltrate the site of inflammation. Neutrophils can fight invading pathogens by phagocytosis and degranulation, but also with the formation of neutrophil extracellular traps (NETs) as another effector mechanism. In addition to stimulation via neutrophil receptors, the microenvironment with tonicity, pH, and oxygen concentration influences the choice of effector mechanism in vitro. However, the influence of tissue hypoxia on neutrophils and their ability to form NETs in vivo is unclear. Therefore, the aim of the clinical observational study underlying this work is to clarify the influence of tissue hypoxia on neutrophils and their potency to form NETs in the situation of ischemia, exemplified in patients with acute myocardial infarction (AMI) and studied in the hypoxia model. Hypoxia-inducible factor-1a (HIF-1α) is a transcription factor that is ubiquitously translocated to the nucleus in response to hypoxia. Therefore, another aim of this work is to verify the importance of HIF-1α on the effector mechanisms of neutrophils in hypoxia.

Rheumatoid arthritis (RA) is the most prevalent form of arthritis worldwide. It is characterized by chronic systemic and localized inflammation and takes a progressive course eventually leading to joint destruction if remained untreated. RA is considered to be a disease of autoimmune origin, with rheumatoid factor and anti-citrullinated protein antibodies (ACPA) being the most acknowledged autoantibodies and used in everyday clinical practice, though in about 30 to 40% of patients these autoantibodies cannot be detected. Currently, only IgG isotype of ACPA is being used in clinical practice and not much is known about other ACPA isotypes. There is a strong connection of RA pathogenesis to the mucosal origin hypothesis, which makes IgA ACPA an attractive target of research. There are two subclasses of human IgA (IgA1 and IgA2) that have been shown to differ in their glycosylation profiles and effector functions. In the present work, we show that both IgA1 and IgA2 ACPA are present in individuals at-risk for RA, IgG ACPA-positive RA patients and in a proportion of IgG ACPA-negative RA patients. In a cohort of IgG ACPA-positive individuals with or without arthralgia, excluding arthritis, that were regarded as individuals ‘at-risk’ for RA, higher levels of IgA1 ACPA were associated with a higher risk of RA development in the following year. Unexpectedly, we observed a decline in the levels of both IgA ACPA subclasses around the time of the diagnosis of RA. Using sera from a study that assessed relapse rates in patients who achieved remission, we found that if the remission was sustained, IgA2 ACPA levels declined with time. On the contrary, in patients who could not sustain remission, baseline IgA2 ACPA levels were correlating with disease activity at the time of flare. Moreover, the presence of IgA ACPA additionally to IgG at the baseline was associated with a higher risk of disease relapse, whereas patients who had only one ACPA isotype did not exhibit a higher risk of flare compared to double-negative patients. Treatment strategies did not seem to influence IgA ACPA levels in a specific way. This data shows that IgA ACPA play a role in the development and in the course of RA and are connected to the pathophysiological events happening at the time of the disease outbreak. Since glycosylation of antibodies is important for their effector functions and is implicated in the pathogenesis of RA, we investigated the glycosylation differences of IgA subclasses. IgA1 and IgA2 are characterized by the different glycan compositions at the corresponding N-glycosylation sites. IgA1 contains more complex glycans and is particularly highly sialylated, whereas IgA2 contains more free galactose and high-mannose residues. Investigating the possible reasons for these discrepancies using single-cell sequencing of human bone marrow plasma cells and flow cytometry, we did not observe major differences in the expression of glycosylation enzymes. Preliminary data also indicate that IgA2-plasma cells may be producing more antibodies than IgA1-plasma cells, which might influence the glycosylation intensity. Additionally, steric variation of the two isoforms may be playing a role in the accessibility of various glycosylation sites. Rheumatoide Arthritis (RA) ist die weltweit am weitesten verbreitete Form von Arthritis. Sie ist durch eine chronische sowohl systemische als auch lokalisierte Entzündung gekennzeichnet und nimmt einen fortschreitenden Verlauf, der unbehandelt schließlich zur Gelenkzerstörung führt. RA gilt als Autoimmunerkrankung, wobei Rheumafaktor und anti-citrulliniertes Protein-Antikörper (ACPA) die anerkanntesten Autoantikörper sind und in der täglichen klinischen Praxis verwendet werden, obwohl bei etwa 30 bis 40 % der Patienten diese Autoantikörper nicht nachgewiesen werden können. Derzeit wird in der klinischen Praxis nur der IgG-Isotyp von ACPA verwendet, über die anderen ACPA-Isotypen ist nicht viel bekannt. Die RA-Pathogenese steht in einem starken Zusammenhang mit der Hypothese des mukosalen Ursprungs, was IgA ACPA zu einem attraktiven Forschungsziel macht. Es gibt zwei Subklassen von menschlichem IgA (IgA1 und IgA2), von denen gezeigt wurde, dass sie sich in ihren Glykosylierungsprofilen und Effektorfunktionen unterscheiden. In der vorliegenden Arbeit zeigen wir, dass sowohl IgA1 als auch IgA2 ACPA bei Risikopersonen für RA, sowie bei IgG ACPA-positiven RA-Patienten und einem Teil der IgG ACPA-negativen RA-Patienten vorhanden sind. In einer Kohorte von IgG ACPA-positiven Personen mit oder ohne Gelenksymptome, ausgenommen Arthritis, die als RA-Risikopersonen angesehen wurden, war ein höherer IgA1 ACPA-Spiegel mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung von RA im folgenden Jahr verbunden. Unerwarteterweise beobachteten wir etwa zum Zeitpunkt der RA-Diagnose einen Rückgang der Werte beider IgA ACPA-Subklassen. Unter Verwendung von Seren aus einer Studie, in der die Rückfallraten bei Patienten bewertet wurden, die eine Remission erreichten, stellten wir fest, dass bei anhaltender Remission der IgA2 ACPA-Spiegel mit der Zeit abnahm. Im Gegensatz dazu korrelierte bei Patienten, die eine Remission nicht aufrechterhalten konnten, der Ausgangs-IgA2 ACPA-Spiegel mit der Krankheitsaktivität zum Zeitpunkt des Schubs. Darüber hinaus war das Vorhandensein von IgA ACPA zusätzlich zu IgG zu Studienbeginn mit einem höheren Risiko eines Krankheitsrückfalls verbunden, wohingegen Patienten mit nur einem ACPA-Isotyp kein höheres Risiko eines Schubs im Vergleich zu doppelt negativen Patienten aufwiesen. Behandlungsstrategien schienen den IgA ACPA-Spiegel nicht zu beeinflussen. Dies weist darauf hin, dass die Autoimmunität durch moderne Behandlungen immer noch kaum beeinflusst wird und im Verlauf der Krankheit bestehen bleibt. Diese Daten zeigen, dass IgA ACPA eine Rolle bei der Entwicklung und im Verlauf von RA spielen und mit den pathophysiologischen Ereignissen zum Zeitpunkt des Krankheitsausbruchs in Verbindung stehen. Da die Glykosylierung von Antikörpern für ihre Effektorfunktionen wichtig ist und an der Pathogenese von RA beteiligt ist, untersuchten wir die Glykosylierungsunterschiede der IgA Subklassen. IgA1 und IgA2 sind durch eine unterschiedliche Glykanzusammensetzung an den entsprechenden N-Glykosylierungsstellen gekennzeichnet. IgA1 enthält komplexere Glykane und ist besonders stark sialyliert, während IgA2 mehr freie Galactose- und High-Mannose-Reste enthält. Bei der Untersuchung der möglichen Gründe für diese Diskrepanzen mittels Einzelzell-Sequenzierung von Plasmazellen des menschlichen Knochenmarks und Durchflusszytometrie konnten wir keine Unterschiede in der Expression der Glykosylierungsenzyme feststellen. Vorläufige Daten deuten darauf hin, dass IgA2-Plasmazellen möglicherweise mehr Antikörper produzieren als IgA1-Plasmazellen, was die Glykosylierungsintensität beeinflussen könnte. Außerdem kann die sterische Variation der beiden Isoformen eine Rolle bei der Zugänglichkeit verschiedener Glykosylierungsstellen spielen.

Anxiety disorders pose a great burden onto society and economy and can have devastating consequences for affected individuals. Treatment options are still limited to psychopharmacotherapy originally developed for the treatment of depression and behavioral therapy. A combination of genetic traits together with aversive events is most likely the cause of these diseases. Gene x environment studies are trying to find a link between genetic traits and specific negative circumstances. In a first study, we focused on social anxiety disorder (SAD), which is the second most-common anxiety disorder after specific phobias. We used a social fear conditioning (SFC) paradigm, which is able to mimic the disease in a mouse model. We wanted to investigate protein levels, as well as mRNA expression of immediate early genes (IEGs), to determine brain areas affected by the paradigm. We also included genes of the vasopressin (AVP)-, oxytocin (OXT)-, neuropeptide Y (NPY)-, and the serotonin system, to investigate the effects of SFC on neurotransmitter gene expression levels in brain regions related to social as well as fear-related behavior. AVP and OXT regulate a lot of different social and anxiety-related behaviors, both positive and negative. Finding a link between different neurotransmitter systems in the development of anxiety disorders could help to identify potential targets for new treatment approaches, which are desperately needed, because the rate of patients not responding to available treatment is very high. We were able to show altered gene expression of the IEGs cFos and Fosl2, as well as a change in number and density of cFOS-positive cells in the dorsal hippocampus, indicating an influence of SFC on neuronal activity. Our results reveal a possible involvement of anterior dentate gyrus (DG), as well as cornu ammonis area 1 (CA1) and CA3 in the dorsal hippocampus during the expression of social fear. Contrary to our hypothesis, we were not able to see changes in neuronal activity through expression changes of IEGs in the amygdala. Significant higher IEG immunoreactivity and gene expression in the dorsal hippocampus of animals without fear conditioning (SFC-), compared to animals with fear conditioning (SFC+), indicate an involvement of different hippocampal regions in two possible scenarios. Either as elevated gene expression in SFC- animals compared to SFC+ animals or as reduction in SFC+ animals compared to SFC- animals. However, this question cannot be answered without an additional control of basal IEG-activity without social interaction. The NPY system in general and the neuropeptide y receptor type 2 in particular seem to be involved in regulating the response to social fear, mostly through the septum region. In addition to that, a possible role for the induction of social fear response could be identified in the serotonergic system and especially the serotonin receptor 2a of the PVN. In a second study we focused on changes in the serotonergic system. A polymorphism in the human serotonin transporter (5-HTT) gene is associated with higher risks for the development of anxiety disorders. This makes the 5-HTT a widely used target to study possible causes and the development of anxiety disorders. In mice, a genetically induced knockout of the 5-Htt gene is associated with increased anxiety-like behavior. High amounts of stress during pregnancy, also known as prenatal stress, significantly increase the risk to develop psychiatric disorders for the unborn child. We utilized a prenatal stress paradigm in mice heterozygous for the 5-Htt gene. Some of the animals which had been subjected to prenatal stress showed noticeably “unsocial” interaction behavior towards conspecifics. Again, we were searching for links between the serotonergic system and AVP- and OXT systems. Through quantitative gene expression analysis, we were able to show that both AVP and OXT neuromodulator systems are affected through prenatal stress in female mice, but not in male mice. The 5-Htt genotype seems to be only slightly influential to AVP, OXT or any other neurotransmitter system investigated. Gene expression of AVP and OXT brain systems is highly influenced through the estrous cycle stages of female mice. Additionally, we analyzed the AVP and OXT neuropeptide levels of mice with different 5-Htt genotypes and in both sexes, in order to see whether the production of AVP and OXT is influenced by 5-Htt genotype. On neuropeptide level, we were able to identify a sex difference for vasopressin-immunoreactive (ir) cells in the PVN, with male mice harboring significantly more positive cells than female mice., Angsterkrankungen sind eine große Belastung für Gesellschaft und Wirtschaft und können verheerende Folgen für Betroffene haben. Behandlungsmöglichkeiten sind nach wie vor auf Psychopharmakotherapie, welche ursprünglich für die Behandlung von Depressionen entwickelt wurde, und Verhaltenstherapie beschränkt. Eine Kombination aus bestimmten genetischen Eigenschaften zusammen mit aversiven Lebensereignissen sind die wahrscheinlichste Ursache für die Entstehung dieser Erkrankungen. Gen x Umweltstudien versuchen dabei, Verbindungen zwischen genetischen Merkmalen und spezifischen negativen Ereignissen zu finden. In einer ersten Studie haben wir uns auf die soziale Phobie konzentriert, welche die zweithäufigste Angsterkrankung nach spezifischen Phobien ist. Wir haben ein soziales Furchtkonditionierungs-Paradigma (social fear conditioning, SFC), verwendet, welches in der Lage ist, die soziale Phobie im Tiermodell nachzustellen. Wir haben nach einer Verbindung zwischen dem serotonergen System und den zwei Systemen der Neuromodulatoren Vasopressin (AVP) und Oxytocin (OXT) gesucht. Diese Neuropeptide beeinflussen im Gehirn als Neuromodulatoren das Verhalten, und regulieren sowohl positive als auch negative Aspekte des Sozial- und Angstverhaltens. Eine gegenseitige Beeinflussung dieser Neurotransmittersysteme bei der Entstehung von Angsterkrankungen zu identifizieren könnte dabei helfen, potentielle Ziele für neue Behandlungsansätze zu finden. Diese werden dringend benötigt, da der prozentuale Anteil der Patienten, für die es keine wirksame Behandlung gibt, hoch ist. Wir haben Proteinebene und mRNA Expression von unmittelbar frühen Genen (immediate early genes, IEGs) analysiert, um zu ermitteln, in welchen Hirnregionen die neuronale Aktivität durch das Paradigma beeinflusst wird. Außerdem wurde in dieser Studie eine Untersuchung der Gene von AVP-, OXT-, Neuropeptid Y (NPY)-Systemen, sowie von Genen des serotonergen Transmissionssystems eingeschlossen. Damit sollten die Auswirkungen von SFC auf die Genexpression in Hirnregionen, die mit Sozial- sowie Angstverhalten in Verbindung stehen, ermittelt werden. Wir konnten sowohl eine veränderte Genexpression von verschiedenen IEGs wie cFos und Fosl2, als auch Veränderungen in Zahl und Dichte von cFOS-positiven Zellen feststellen, was einen Einfluss von SFC auf neuronale Aktivität andeutet. Unsere Ergebnisse offenbaren eine mögliche Beteiligung des Gyrus dentatus (DG), sowie der Cornu ammonis area 1 (CA1) und CA3 im dorsalen Hippocampus bei der Expression von sozialer Angst. Entgegen unseren Vermutungen waren in der Amygdala keine Veränderungen der neuronalen Aktivität durch Expressionsänderungen der IEGs nachzuweisen. Signifikant höhere IEG-Immunreaktivität und -Genexpression im dorsalen Hippocampus von Tieren ohne Furchtkonditionierung (SFC-) im Vergleich zu Tieren mit Furchtkonditionierung (SFC+) weisen auf zwei mögliche Szenarien hin. Entweder handelt es sich um eine verstärkte Expression in SFC--Tieren im Vergleich zu SFC+-Tieren, oder die Expression in SFC+-Tieren ist im Vergleich zu SFC--Tieren erniedrigt. Ohne eine zusätzliche Kontrolle der basalen mRNA Konzentration und des Proteinvorkommens der IEGs in einer Kontrollgruppe ohne soziale Interaktionsmöglichkeit kann diese Frage allerdings nicht beantwortet werden. Das NPY-System generell und der NPY-Rezeptor 2 im Speziellen scheinen in die Regulation der Reaktion auf soziale Angst involviert zu sein, und dies hauptsächlich im Septum. Zusätzlich konnte eine mögliche Rolle für das serotonerge System und insbesondere den Serotonin Rezeptor 2a im Nucleus paraventricularis (PVN) bei der Reaktion auf soziale Angst identifiziert werden. In einer zweiten Studie haben wir uns auf Veränderungen des serotonergen Systems konzentriert. Ein Polymorphismus im humanen Serotonintransporter Gen (5-HTT) konnte mit einem höheren Risiko für Angsterkrankungen assoziiert werden. Dies macht den 5-HTT zu einem weit verbreiteten Ziel zur Erforschung von möglichen Ursachen und der Entwicklung von Angsterkrankungen. In Mäusen ist ein gentechnisch induzierter knockout des 5-Htt Gens mit erhöhtem Angstverhalten assoziiert. Ein hohes Stresslevel während der Schwangerschaft, auch als pränataler Stress bekannt, erhöht das Risiko für spätere psychiatrische Erkrankungen des noch ungeborenen Kindes signifikant. In unserer Studie haben wir ein pränatales Stress-Paradigma in Mäusen mit einer Defizienz des 5-Htt Gens verwendet. In einer vorangegangenen Studie hatten sich bereits einige der Tiere, die pränatalem Stress ausgesetzt waren, in der Interaktion mit anderen Tieren auffällig „unsozial“ verhalten, bzw. geringes Sozialverhalten gezeigt. Wir haben erneut mithilfe von Genexpressionsstudien nach einer Verbindung zwischen dem serotonergen System und den AVP- und OXT-Systemen gesucht. Zusätzlich haben wir AVP und OXT in Mäusen mit verschiedenen 5-Htt Genotypen und in beiden Geschlechtern auf Neuropeptidebene analysiert, um zu sehen, ob die Produktion von AVP und OXT durch den 5-Htt Genotyp und das Geschlecht beeinflusst ist. Im Zuge der quantitativen Genexpressionsstudie konnten wir zeigen, dass die AVP- und OXT- Neuropeptidsysteme in weiblichen, aber nicht in männlichen Mäusen, durch Pränatalstress beeinflusst werden. Der 5-Htt Genotyp scheint AVP, OXT und andere untersuchte Neurotransmittersysteme nur geringfügig zu beeinflussen. In Weibchen ist die Genexpression von Oxt und Oxtr teilweise stark durch den Östruszyklus beeinflusst. Auf Neuropeptidebene konnten wir einen Geschlechterunterschied bzgl. der durchschnittlichen Anzahl AVP-positiver Zellen im PVN feststellen; männliche Tiere hatten signifikant mehr positive Zellen als weibliche Tiere.

Allergic Bronchopulmonary Aspergillosis (ABPA) is a severe and incurable complication, predominantly diagnosed in patients with underlying allergic asthma or cystic fibrosis and approximately affects around five million people worldwide. This hypersensitivity pneumonia against Aspergillus fumigatus (Af) is characterized by an overshooting type 2 immune response and comprises elevation of serum IgE, interleukin (IL)-4, -5, and -13, goblet cell hyperplasia with increased mucus production and accumulation of Th2 cells and eosinophils in the lung. To investigate the role of eosinophils in ABPA, we established an in vitro co-culture system of bone marrow-derived eosinophils (BMDEos) confronted with different morphotypes of Af and furthermore a mouse model of repetitive respiratory low dose Af infection, mirroring the chronicity of this disease in vivo. By using several mutant mice, we could demonstrate that Af-induced lung eosinophilia required the signalling adaptor GRB2 and T-cell derived IL-4/IL-13, while basophils were not involved in this process. BMDEos were strongly activated, when directly exposed to Af in vitro, assessed by the release of various eicosanoids and cytokines, as well as altered expression of a set of activation-associated surface proteins. Eosinophils did in majority not rely on canonical TLR and CLR pathways, but required signalling of the kinases SYK and PI3K for activation. Af-stimulated eosinophils were releasing high levels of IL-4 in vitro, while eosinophil-deficient mice lacked induction of this cytokine in the lung after repetitive Af infection in vivo. We observed an eosinophil-associated increase in serum IgE and a minor increase of Th2 cell numbers in the lung parenchyme, while no link between eosinophils and alternative activation of macrophages, mucus production or oedema formation could be established. Interestingly, eosinophilic lungs exhibited not only a Th2-, but also a Th17-associated cytokine signature. Strikingly, allergic pathology was critically controlled by Th2 cells, as mice deficient in T cell-derived Il4/Il13 were not inducing type 2 cytokines, IgE or mucus production, alternative activation of macrophages or oedema formation after Af treatment. We furthermore assessed potential roles of eosinophils during resolution of inflammation after repetitive Af treatment by comparing WT and eosinophil-deficient mice at a later time point. At this stage, we observed several hints at anti-inflammatory functions of eosinophils like induction of coagulation-associated genes or reduced B cells in the lung and less serum IgE. Overall, we identified Th2 cells as critical source of the allergy driving cytokines IL-4 and IL-13 for establishment of ABPA-like disease, while eosinophils were only minorly contributing to pathology during acute inflammation and potentially could even act beneficial later during resolution of allergic inflammation. Allergisch bronchopulmonale Aspergillose (ABPA) ist eine schwerwiegende und nicht heilbare Komplikation, die überwiegend in Patienten mit Vorerkrankungen wie allergischem Asthma oder zystischer Fibrose auftritt und geschätzt fünf Millionen Menschen weltweit betrifft. Diese hypersensibilitätsbedingte Lungenentzündung gegen Aspergillus fumigatus (Af) zeichnet sich durch eine übermäßige Typ 2-Immunantwort aus, was erhöhte Werte von Serum IgE, Interleukin (IL)-4, -5 und -13, Becherzell-Hyperplasie mit starker Mukusproduktion, sowie Anreicherung von Th2-Zellen und eosinophilen Granulozyten in der Lunge, beinhaltet. Um die Rolle von Eosinophilen während ABPA zu untersuchen, haben wir ein in vitro Ko-Kultursystem etabliert, bei dem aus Knochenmark differenzierte Eosinophile mit verschiedenen Morphotypen von Af konfrontiert werden. Des Weiteren haben wir ein Mausmodell entwickelt, bei dem wir durch wiederholte Atemwegsinfektion mit geringer Dosis, den chronischen Aspekt dieser Erkrankung in vivo nachstellen. Mithilfe mehrerer Maus-Mutantenlinien konnten wir herausfinden, dass Af-induzierte Lungeneosinophilie das Signalling-Adaptermolekül GRB2, sowie IL-4/IL-13 von T-Zellen benötigte, während Basophile nicht in diesen Vorgang involviert waren. Aus Knochenmark differenzierte Eosinophile wurden durch direkte Exposition mit Af in vitro stark aktiviert, was nachgewiesen wurde durch die Freisetzung verschiedener Eicosanoide und Zytokine, wie auch der Expressionsstärke von Oberflächenproteinen, die mit Aktivierung assoziiert sind. Die Aktivierung von Eosinophilen verhielt sich größtenteils unabhängig von kanonischen TLR- und CLR-Signalwegen, benötigte aber die Kinasen SYK und PI3K. Mit Af stimulierte Eosinophile setzten in vitro große Mengen an IL-4 frei, während Eosinophil-defiziente Mäuse einen Defekt in der Induktion dieses Zytokins nach wiederholter Gabe von Af in vivo zeigten. Eosinophil-defiziente Mäuse zeigten einen verminderten Anstieg der Serum IgE-Konzentrationen und eine geringere Zunahme von Th2-Zellen im Lungenparenchym, jedoch konnten wir keine Verbindung zwischen Eosinophilen und der Zunahme alternativ aktivierter Makrophagen (AAM), Mukusproduktion oder Ödembildung feststellen. Interessanterweise zeigten Lungen mit Eosinophilie nicht nur eine Th2-assoziierte, sondern zusätzlich eine Th17-assoziierte Zytokinsignatur. Die allergische Pathologie wurde jedoch entscheidend von Th2-Zellen gesteuert, da T-Zell-spezifische Il4/Il13-defiziente Mäuse nach Af-Gabe keinerlei Produktion von Typ 2-Zytokinen, IgE oder Mukus, AAM oder Ödembildung induzierten. Zusätzlich untersuchten wir den möglichen Einfluss von Eosinophilen während dem Entzündungsrückgang nach wiederholter Af-Gabe, indem wir WT und Eosinophil-defiziente Mäuse zu einem späteren Zeitpunkt verglichen. In dieser Phase stießen wir auf mehrere Hinweise zu anti-inflammatorischen Funktionen von Eosinophilen wie der Induktion von koagulationsassoziierten Genen, der Reduktion von B-Zellen in der Lunge, sowie verminderter IgE-Produktion. Insgesamt konnten wir Th2-Zellen als die entscheidende Quelle der allergiefördernden Zytokine IL-4 und IL-13 ausmachen, um eine ABPA-artige Erkrankung auszulösen. Eosinophile hingegen trugen während der akuten Entzündung eher geringfügig zur Pathologie bei und könnten möglicherweise später sogar förderlich bei der Auflösung der allergischen Entzündung wirken.

Knochenmetastasen sind unter den drei häufigsten Manifestationsorten metastatischer Absiedelungen von fortgeschrittenen Tumorerkrankungen. Dabei sind insbesondere Patientinnen und Patienten mit Prostata- und Mammakarzinom von Knochenmetastasen betroffen. Diese Knochenmetastasen führen häufig zu einer deutlichen Verschlechterung der Lebensqualität und zu einer Begrenzung der Therapieoptionen auf lediglich palliative Ansätze. Die biologisch aktive Form von Vitamin D3, 1,25(OH)2-Vitamin D3, zeigt in präklinischen Studien antiproliferative und differenzierende Effekte auf Tumorzellen (101, 102, 104), die haupsächlich durch die Bindung an den Vitamin D-Rezeptor (VDR) vermittelt werden. Darüberhinaus konnte präklinisch gezeigt werden, dass eine niedrige Expression des VDRs, ligandenunabhängig, die Knochenmetastasierung und das Tumorwachstum begünstigt (118). Eine niedrige VDR-Expression ist in Primärtumoren in klinischen Studien mit aggressiven Tumoreigenschaften assoziiert (111, 113, 115) und kann zudem mit einer erhöhten/früheren ossären Metastasierung einhergehen (167). Zudem gibt es Hinweise auf einen dysregulierten 1,25(OH)2-Vitamin D3-Katabolismus durch eine erhöhte Expression des 1,25(OH)2-Vitamin D3 katabolisierenden Enzyms CYP24A1/24-Hydroxylase in primärem Tumorzellen (70, 121, 122). Durch die Untersuchungen der Primärtumoren ist damit zu hypothetisieren, dass die Expression des VDRs und von CYP24A1 bei der Tumorprogression und Knochenmetastasierung von Bedeutung sein könnte. Entsprechende Untersuchungen des VDRs und der 24-Hydroxylase in Knochenmetastasen fehlen allerdings. Deshalb wurde in dieser Arbeit die Expression des VDRs und von CYP24A1 in Knochenmetastasen unterschiedlicher Primärtumoren von 66 Patientinnen und Patienten untersucht und mögliche Assoziationen mit aggressiven Tumoreigenschaften analysiert. Der VDR konnte sowohl im Zytoplasma als auch im Nukleus nachgewiesen werden, während CYP24A1 nur im Zytoplasma lokalisiert war. Dabei wiesen insgesamt 71 % der Knochenmetastasen eine hohe VDR-Expression im Nukleus und 56 % im Zytoplasma auf. 59 % der Knochenmetastasen wiesen eine hohe Expression des VDRs insgesamt auf. CYP24A1 war ebenso in 59 % der Knochenmetastasen hoch exprimiert. Bei der Auswertung des Zusammenhangs zwischen den TNM-Stadien und des Gradings zeigte sich ein nicht signifikanter Trend von schlecht differenzierten Tumoren hin zu einer niedrigeren nukleären VDR-Expression (p=0.07, siehe Abbildung 33). Bezüglich der T-Stadien zeigten sich keine Unterschiede der Expression des VDRs und von CYP24A1 in den Knochenmetastasen zwischen lokal fortgeschrittenen und kleinen Primärtumoren. Weiterhin hatten Patientinnen und Patienten mit Lymphknotenmetastasen tendenziell eine verminderte VDR- und auch CYP24A1-Expression in den Knochenmetastasen im Vergleich zu Patienten und Patientinnen ohne Lymphknotenmetastasen (pVDR=0.15, pCYP24A1=0.06, siehe Abbildung 35). Außerdem hatten Patientinnen und Patienten mit multiple metastasierten Tumoren eine signifikant niedrigere nukleäre VDR- und auch CYP24A1-Expression im Vergleich zu Patientinnen und Patienten mit ausschließlich ossärer Metastasierung (pVDR=0.03, pCYP24A1=0.01, Abbildung 36). Die Proteinexpression des VDRs- und von CYP24A1 korrelierten signifikant (p=0.001). Somit konnte mit dieser Arbeit die Proteinexpression des VDRs und von CYP24A1 in Knochenmetastasen durch Immunhistologie nachgewiesen werden. Insgesamt wurde der VDR und CYP24A1 von Knochenmetastasen diverser Entität unterschiedlich stark exprimiert. Jedoch könnten insbesondere Patienten mit VDR-exprimierenden Knochenmetastasen von einer Vitamin D3-Supplementierung profitieren, die häufig einen 25-OH-Vitamin D3 Mangel zeigen (165, 166). Ebenso könnte eine Untersuchung auf einen niedrigen VDR-Status in Primärtumoren dabei helfen, Krebspatienten mit einem hohen Metastasierungsrisiko zu identifizieren. Allerdings sind weitere und größere Studien inbesondere mit Evaluation des gesamten Vitamin D-Metabolismus und -Signalwegs notwendig, um diesen Zusammenhang weiter zu untersuchen., Bone metastases are among the three most frequent sites of metastatic manifestation of late-stage cancers, particularly of prostate and breast cancers. Bone metastases often reduce patient’s quality of life due to skeletal-related events. Additionally, bone metastatic tumor treatment is predominantly restricted to palliative measures. In preclinical studies, the biologically active form of vitamin D3, 1,25(OH)2-vitamin D3, has been demonstrated to have antiproliferative and differentiating effects on cancer cells (101, 102, 104), which are mostly mediated by binding to the vitamin D receptor (VDR). Moreover, the VDR expression itself may affect cancer growth and the metastatic potential to bone. For example, preclinically, it has been shown that VDR knockdown promotes bone metastases manifestation and growth (118). Furthermore, low VDR expression is associated to aggressive cancer characteristics in primary cancers (111, 113, 115) and also linked to earlier bone metastasis manifestation in breast cancer (120). In addition, there is evidence that 1,25(OH)2-vitamin D3- catabolism is altered in cancer cells. Thus, inactivation of local 1,25(OH)2-vitamin D3-levels in cancer cells may be increased (70, 121, 122). VDR and CYP24A1 expression could therefore be important concerning cancer progression and bone metastases manifestation and growth. However, there are currently no reports of studies investigating VDR expression and vitamin D-metabolism in bone metastases. The aim of this study was hence to assess VDR and CYP24A1 (vitamin D-catabolizing enzyme) expression in bone metastases of 66 patients secondary to prostate-, breast-, kidney-, lung-, follicular thyroid- and colorectal cancers using immunohistochemistry (132). While the VDR was localised in the nucleus and cytoplasm, CYP24A1 was identified in the cytoplasm only. A high VDR nuclear protein expression was detected in 47/66 (71 %) and cytoplasmatic in 37/66 (56 %). 39/66 (59 %) of bone metastases had a high total VDR expression. CYP24A1 was also strongly expressed in 39/66 (59 %) of bone metastases. Expression levels were correlated to patient data and cancer characteristics. There was a non-significant trend of high-grade cancers towards low nuclear VDR expression (p=0.07, see figure 33). Additionally, patients with lymph node metastases (N-stage) tended to have a reduced bone metastatic VDR and CYP24A1 expression compared to patients without lymph node metastases (pVDR=0.15, pCYP24A1=0.06, see figure 35). There was no difference of VDR and CYP24A1 expression in bone metastases between locally advanced and small primary cancers (T-stage). Interestingly, patients with further metastases other than bone metastases had reduced nuclear VDR and CYP24A1 levels compared to patients without other distant metastases (pVDR=0.03, pCYP24A1=0.01, see figure 36). Nuclear VDR and CYP24A1 expression showed a significant positive correlation (p=0.001). In conclusion, this study demonstrated that the VDR and CYP24A1 are widely expression in bone metastases of various origin. Therefore, patients with VDR-expressing bone metastases could, in particular, benefit from vitamin D3-supplementation, as vitamin D deficiency is frequent in patients with bone metastases (165, 166). Additionally, screening for a low VDR status in primary cancers could help to identify cancer patients at a high risk of metastasis. However, further and larger studies, that evaluate the entire vitamin D metabolism and signalling pathway, are needed to investigate this association.

Hintergrund und Ziele Alopecia areata (AA) bezeichnet nicht-vernarbenden, kreisrunden, umschriebenen Haarausfall und zeigt eine Lebenszeitprävalenz von ca. 2%. Die Pathogenese ist multifaktoriell und man geht von einem Verlust des Immunprivilegs des Haarfollikels aus, infolgedessen es zu Haarausfall kommt. In den meisten Fällen betrifft dieser einzelne oder multiple umschriebene, oft ovaläre Areale des Capillitiums. Allerdings existieren klinische Sonderformen mit stärker ausgeprägtem Haarausfall. AA vom Ophiasis-Typ mit temporo-parieto-okcipitalem Haarausfall, AA totalis mit Verlust der gesamten Kopfhaare, AA universalis mit zusätzlichem Haarausfall am Körper gehen meist mit einem schlechteren Therapieansprechen einhergehen. Die AA geht mit einem hohen Leidensdruck einher und die etablierten Therapien zeigen oft ein unzureichendes Ansprechen. Ziel dieser Arbeit ist, das Patientenkollektiv mit AA der Universitätshautklinik Erlangen näher zu untersuchen, insbesondere hinsichtlich der eingesetzten Therapien und des Therapieansprechens. Besonderer Fokus liegt auf der Behandlung mit Diphenylcyclopropenon (DPCP), einem obligaten Kontaktallergen, welches als immunstimulierende Therapie eingesetzt wird. Es soll zudem genauer darauf eingegangen werden, welche Patienten die Therapie erhalten und wie erfolgreich diese ist. Methoden Informationen aus 394 elektronischen Patientenakten von Patienten, die sich mit AA im Zeitraum 23.09.2011-14.06.2019 vorstellten, wurden zur Auswertung verwendet. Hiervon wurden 63 exkludiert, da es sich entweder um eine abgeheilte AA oder eine AA als nicht-behandlungsbedürftige Nebendiagnose handelte. Die Daten der Routineversorgung der verbliebenen 331 wurden gesammelt, gruppiert und im Anschluss ausgewertet. Hierfür wurde das Krankenhausinformationssystem „Soarian“ einschließlich Fotodokumentation genutzt. Ergebnisse und Beobachtungen Es zeigte sich ein Frauenanteil von 62% bei einem mittleren Alter bei Erstdiagnose von 33,2 Jahren und ein Anteil von Patienten mit „early onset“ (Krankheitsbeginn unter 18 Jahren) von 21,5%. Bezüglich Begleiterkrankungen fiel insbesondere eine atopische Diathese bei 13% und Hypothyreose bei 29% auf. 39% der Patienten zeigten eine schwere klinische Ausprägung mit mehr als fünf umschriebenen AA-Herden, einer AA vom Ophiasis Typ, einer AA totalis oder einer AA universalis. 73% der Patienten waren mit topischen Kortikosteroiden behandelt, von denen insgesamt 45% ein gutes Therapieansprechen (>50% Haarwachstum) zeigten. Weitere therapeutische Ansätze waren unter anderem topische Calcineurin-Inhibitoren und systemische Glukokortikosteroide über einen kurzen Zeitraum. Insgesamt 67 Patienten (21%) erhielten eine Therapie mit Diphenylcyclopropenon (DPCP). Hierunter zeigten 58% ein ausgeprägtes Krankheitsbild und 64% waren Frauen. Das mittlere Alter bei Erstdiagnose lag bei 35 Jahren. Eine atopische Diathese war mit 26% häufiger als im Gesamtkollektiv. Eine Hypothyreose lag, wie im Gesamtkollektiv, bei 29% vor. 91% hatten bereits andere Vortherapien erhalten. 73% der Patienten sprachen auf die DPCP-Behandlung an, wobei jegliches Therapieansprechen, auch das Wachstum von Vellushaar oder wenigen Terminalhaaren, miteingeschlossen wurde. 52% zeigten ein gutes Ansprechen auf DPCP mit einem Haarwachstum von mehr als 50%. Die mediane Behandlungsdauer unabhängig vom Therapieansprechen lag bei 28,3 Monaten. Die durchschnittliche Behandlungsdauer bis zum Therapieansprechen betrug 9,3 Monate. Allerdings erlitten 76% der Patienten während des Beobachtungszeitraums ein Rezidiv. Schlussfolgerung und Diskussion Das Patientenkollektiv in Erlangen ist heterogen zusammengesetzt und zeigt eine leichte Präferenz zu schwereren Verlaufsformen im Vergleich zur Literatur, was sich durch die Selektion der Behandlung an einer Universitätsklinik erklären lässt. Glukokortikosteroide und DPCP waren die am häufigsten eingesetzten Therapien und führten jeweils in etwa der Hälfte der Fälle zu einem guten Therapieansprechen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Patienten DPCP meist erst nach erfolgloser Anwendung anderer Therapien erhielten. Allerdings erlitten ein Großteil der Patienten Rezidive nach erfolgreicher Anwendung von DPCP. Hinsichtlich des Einsatzes als individueller Heilversuch und der Möglichkeit unerwünschter Reaktionen ist die Indikation zur Therapie mit Bedacht zu stellen, auch vor dem Hintergrund neu aufkommender Therapieoptionen wie Januskinase(JAK)-Inhibitoren.

N-Glykosylierungen spielen beim Env-Gen eine wichtige Rolle. Sie dienen nicht nur als „Escape-Phänomen“ zur Verhinderung einer Elimination des Virus durch neutralisierende Antikörper. Es hat sich gezeigt, dass bestimmte Menschen sich mit HIV infizieren können, aber es zu keinem Zeitpunkt zu AIDS-typischen Symptomen kommt, ohne die Einnahme antiretroviraler Therapie (ART). Solche Menschen werden als Elite Controller bezeichnet. Ihr Organismus kann selbst die Viruslast in sehr geringen Grenzen halten (< 50 Kopien/ml). Ziel dieser Arbeit ist es, den Einfluss von N-Glykosylierungen in der Entstehung von Elite Controller zu untersuchen und prozentuell eine Tendenz zu schaffen, inwieweit die Glykosylierungsdichte des Env-Proteins entscheidend ist. Es konnte gezeigt werden, dass eine immunologische Kontrolle auch auf der B-Zellebene stattfinden kann. Als Hinweis dient die geringe Glykosylierungsdichte im Bereich CD4bs und MPER, die indirekt über MHC Klasse II zu einer erhöhten Produktion von Antikörpern führen kann. Bisher wurde bei Elite Controller die T-Zellebene als mögliche immunologische Kontrolle beschrieben, jedoch gibt diese Arbeit hinweise, dass auch eine immunologische Kontrolle mittels Antikörper möglich ist. Die glykosylierten Zielepitope können eine große Hilfe sein für das Aussehen eines späteren Impfstoffs., Predicted N-linked glycosylations loom large in env-gene of hiv and do not only function as an escape mechanism to avoid elimination of hiv by neutralising antibodies. Some people can become infected with hiv and never require antiretroviral medication and also never develop an AIDS-related disease. These people are the so called elite controler. Their immune system can dam the viral load of the virus in low-level (< 50 copies/ml). The aim of this thesis ist o show how predicted n-linked glycosylation influence the genesis of an elite controler and how glycosylation density is crucial for their development. One can show that there is also an immunological controll on the human B cell line. The low glycosylation density in CD4 binding site and MPER affects indirectly the higher concentration of neutralising antibodies by major histocompatibility complex type II. Previously the immunological control in elite controler was described by the T cell line but this thesis gives directions that an immunological control can be done also by antibodies. The env´s parts whith lower glycyosylation can be an instrument fort he later development of a vaccine.

Diese Studie evaluiert die Mundgesundheit von Hypophosphatasie (HPP)-Patienten und beinhaltet die Untersuchungen folgender Kenngrößen: erster Milchzahnverlust, Anzahl fehlender Zähne, DMF/T-Index (Kariös/Fehlend/Gefüllt), Blutung auf Sondierung (BOP), Sondierungstiefen (PPD), klinisches Attachmentniveau (CAL), Zahnlockerungen und kombinierter CDC/AAP Parodontal-Index. Die Daten wurden zwischen HHP-Patienten mit einer und zwei Mutationen auf dem für die alkalische Phosphatase kodierenden Genabschnitt (ALPL-Gen), sowie mit den Ergebnissen der DMS V verglichen, welche die Mundgesundheit der deutschen Allgemeinbevölkerung repräsentiert. 80 Patienten wurden untersucht; 64 von ihnen waren weiblich, 18 männlich. Das Mittlere Alter lag bei 46,4 Jahren. 55 Studienteilnehmer wiesen eine Mutation und 18 zwei Mutationen des ALPL-Gens auf (n=7 keine Testung). Patienten, die von zwei Mutationen des für die alkalische Phosphatase kodierenden Genabschnitts betroffen waren, zeigten ein höheres Risiko für Parodontitis und Zahnverlust als HPP-Patienten mit nur einer Mutation, sowie im Vergleich mit der deutschen Allgemeinbevölkerung. Allerdings stiegen auch bei Patienten mit nur einer Mutation mit zunehmendem Lebensalter die Ausprägungen parodontaler Erkrankungen, sowie die Zahnverlustrate im Vergleich zur Durchschnittsbevölkerung in Deutschland., This study evaluated the oral health status of adult hypophosphatasia (HPP) patients including the age of first deciduous tooth loss, number of lost permanent teeth, Decayed/Missing/Filled Teeth (DMF/T) Index, Bleeding on Probing (BOP), Probing Pocket Depth (PPD), Clinical Attachment Level (CAL), agomphiasis and periodontal health status according to CCD/AAP criteria. Data were compared inside HHP-patients with one and two ALPL gene mutations and to the findings of the DMS V, which represents the oral health status of the general German population. 80 patients were examined (64 female / 18 male). The mean age were 46.4 years. 55 attendees of the study had one mutation of the ALPL gene and 18 two mutations (7 no testing). HPP-patients affected by two mutations of the ALPL gene showed a higher risk for periodontitis and tooth loss than patients with one mutation and general German population. With increasing age HPP-patients with one mutation also suffer from something more pronounced periodontal diseases and a higher tooth-lost rate than general German population.

The StrongPaed study in the paediatric ward of a referral hospital in Mwanza in the lake region of Tanzania showed the prevalence of S. stercoralis, G. lamblia, E. histolytica and E. dispar as well as of other intestinal parasites with various diagnostic methods. The prevalence of S. stercoralis was 2-10 % depending on the diagnostic methods used. There were no symptomatic infections but only carriage of the nematode. The positive results differed greatly depending on the performed diagnostic methods. None of the diagnostics showed satisfying results, neither in sensitivity and specificity nor in feasibility for this population in an endemic region in sub-Saharan Africa. PCR and microscopy were limited by the low amount of examined stool samples and by the resulting lack of sensitivity. Stool cultures were limited by time-consuming procedures and mainly by the problem of differentiation from hookworm and the resulting lack of specificity. ELISA was limited by the need of blood samples and also by poor specificity in the ELISA used. The prevalence of G. lamblia was high, but mostly only carriage and not symptomatic infections was seen. No E. histolytica was detected, but 8.5 % samples were positive for E. dispar. Among the performed diagnostics, the rapid test showed sufficient results. It showed better sensitivity than microscopy and is cheaper and more feasible than PCR. Differentiation between E. histolytica and E. dispar was only possible with qPCR performed in Germany. More children were positive for intestinal parasites from rural than from urban areas. The profession of the parents working as farmers was a risk factor for intestinal parasitic infections. Hygienic living conditions such as access to tap water and flush toilets at home were preventive for intestinal parasitic infections in children., Die StrongPaed Studie auf der pädiatrischen Station des Referenzkrankenhauses in Mwanza in der Seeregion von Tanzania zeigte die Prävelanz von S. stercoralis, G. lamblia, E. histolytica und E. dispar sowie weiteren Darmparasites mit verschiedenen Diagnostikmethoden. Die Prävalenz von S. stercoralis betrug 2-10 %, abhängig von den gewählten diagnostischen Methoden. Es traten keine symptomatischen Infektionen auf, sondern lediglich Besiedelungen durch Würmer. Die positiven Ergebnisse unterschieden sich stark in Abhängigkeit von den durchgeführten diagnostischen Methoden. Keine dieser diagnostischen Methoden zeigte für die gewählte Population zufriedenstellende Ergebnisse, weder in Bezug auf Sensitivität und Spezifität noch in der Durchführbarkeit. PCR und Mikroskopie waren durch die geringe Menge an untersuchten Stuhlproben und die daraus resultierende fehlende Sensitivität limitiert. Die Stuhlkulturen waren durch zeitaufwändige Verfahren und vor allem durch das Problem der schwierigen Differenzierung zum Hakenwurm und der daraus resultierenden mangelnden Spezifität limitiert. Der ELISA war durch den Bedarf an Blutproben und in dieser Studie auch durch die geringe Spezifität limitiert. Die Prävalenz von G. lamblia war hoch, meist handelte es sich jedoch nur um eine Besiedelung und nicht um eine symptomatische Infektion. Es wurde in keinem Fall E. histolytica nachgewiesen, aber 8,5 % der Proben waren positiv für E. dispar. In der durchgeführten Diagnostik zeigte der Schnelltest zufriedenstellende Ergebnisse. Er zeigte eine bessere Sensitivität als die Mikroskopie und ist billiger und praktikabler als die PCR. Eine Differenzierung zwischen E. histolytica und E. dispar war nur mit der in Deutschland durchgeführten qPCR möglich. Mehr Kinder aus ländlichen als aus städtischen Gebieten waren positiv auf Darmparasiten. Der Beruf der als Landwirt arbeitenden Eltern war ein Risikofaktor für Darmparasiten. Hygienische Lebensbedingungen wie der Zugang zu Leitungswasser und Toilettenspülung im Haushalt korrelierten mit einer niedrigeren Rate an nachgewiesenen Darmparasiten bei Kindern.

Hintergrund und Ziele Das Azinuszellkarzinom ist der dritthäufigste maligne epitheliale Tumor der großen Speicheldrüsen. Trotz einer Tendenz zur Ausbildung von Lokalrezidiven und seltener auch Metastasen weist das Azinuszellkarzinom meist eine günstige Prognose auf. Das histomorphologische Grading korreliert mit einem kürzeren krankheitsfreien Überleben. Bei einem Teil der Patienten zeigt sich eine rasche Tumorprogression, sodass insgesamt eine große Variabilität in Bezug auf die Dauer des krankheitsfreien Überlebens besteht. Die Quantifizierung von tumorinfiltrierenden Lymphozyten und die Evaluation der PD-L1- Expression können von prognostischer Relevanz sein und Hinweise auf das Ansprechen von immunonkologischen Therapien geben. Ziel dieser Studie war es, die Anzahl der tumorinfiltrierenden Lymphozyten und die Expression von PD-L1 beim Azinuszellkarzinom der Speicheldrüsen zu bestimmen und deren prognostische Relevanz zu ermitteln. Methoden In dieser retrospektiven Untersuchung wurden Gewebeproben des Primärtumors von 36 Patienten mit einem Azinuszellkarzinom und klinischen Langzeitdaten in Bezug auf die intratumorale Immunzellinfiltration und die PD-L1 Expression untersucht. Zur Darstellung von T- und B-Lymphozyten wurde eine immunhistochemische Färbung mit verschiedenen Antikörpern (CD3, CD4, CD8, CD20) durchgeführt und mittels einer Software für digitale Bildanalyse (QuPath) analysiert und quantifiziert. Darüber hinaus wurde eine immunhistochemische Färbung mit PD-L1 durchgeführt und anhand von etablierten Scores lichtmikroskopisch ausgewertet. Die statistische Analyse wurde anhand des Statistikprogrammes SPSS durchgeführt. Hierbei wurde die Überlebenszeitanalyse mittels des Log-Rank-Tests bestimmt und die Ergebnisse anhand von Kaplan-Meier-Kurven grafisch dargestellt. Ergebnisse und Beobachtungen Eine erhöhte Anzahl von tumorinfiltrierenden Lymphozyten und eine verstärkte Expression von PD-L1 waren mit einer high-grade Morphologie und dem Vorhandensein von Lymphknotenmetastasen assoziiert. Darüber hinaus bestand eine signifikante Korrelation zwischen einer verstärkten Expression von PD-L1 und einem kürzeren Zeitraum des Metastasenfreien Überlebens. Schlussfolgerungen Die vorliegende Untersuchung konnte zum ersten Mal einen signifikanten Zusammenhang zwischen einer verstärkten Immunzellinfiltration sowie der Expression von PD-L1 und dem Grading des Tumors sowie dem Vorhandensein von Lymphknotenmetastasen bei Azinuszellkarzinomen der Speicheldrüse nachweisen. Die erhöhte Immunzellinfiltration von T- und B-Zellen und die verstärkte PD-L1- Expression in Azinuszellkarzinomen mit high-grade Transformation lässt Rückschlüsse auf eine mögliche Interaktion des Immunsystems mit den Tumorzellen zu und könnte somit die Basis für neue immunologische Therapieansätze begründen. Objectives: The aim of this study was to assess the number of tumour-infiltrating lymphocytes and the expression of Programmed Cell Death 1 Ligand 1 in Acinic Cell Carcinoma of the salivary glands, to enable a correlation with clinico-pathological features and to analyse their prognostic impact. Methods: This single centre retrospective study represents a cohort of 36 primary AciCCs with long-term clinical follow-up. Immunohistochemically defined immune cell subtypes, i.e., those expressing T-cell markers (CD3, CD4 and CD8) or a B-cell marker (CD20) were characterized on tumour tissue sections. The number of TILs was quantitatively evaluated using soft ware for digital bioimage analysis (QuPath). PD-L1 expression on the tumour cells and on immune cells was assessed immunohistochemically employing established scoring criteria: tumour propor tion score (TPS), Ventana immune cell score (IC-Score) and combined positive score (CPS). Results: Higher numbers of tumour-infiltrating T- and B-lymphocytes were significantly associated with high- grade transformation. Furthermore, higher counts of T-lymphocytes correlated with node-positive disease. There was a significant correlation between higher levels of PD-L1 expression and lymph node metastases as well as the occurrence of high-grade transformation. Moreover, PD-L1 CPS was associated with poor prognosis regarding metastasis-free survival (p = 0.049). Conclusions: The current study is the first to demonstrate an association between PD-L1 expression and lymph node metastases as well as grading in AciCCs. In conclusion, increased immune cell infiltration of T and B cells as well as higher levels of PD-L1 expression in AciCC in association with high-grade transformation, lymph node metastasis and unfavourable prognosis suggests a relevant interaction between tumour cells and immune cell infiltrates in a subset of AciCCs and might represent a rationale for immune checkpoint inhibition.

Ziel der Doktorarbeit war es, der Frage nachzugehen, ob reaktive Dicarbonylverbindungen an der Entstehung schmerzhafter Neuropathien beteiligt sind. Im Detail wurde untersucht, ob neben Methylglyoxal (MGO) auch andere reaktive Dicarbonylverbindungen wie Glyoxal (GO), 3-Desoxyglucoson (3-DG) und 3,4-Didesoxyglucoson-3-en (3,4-DGE) das nozizeptive System aktivieren und diese Effekte bei diabetischen Tieren verstärkt werden, also eine Sensibilisierung der Nozizeptoren auftritt. Im Mittelpunkt der Arbeit stand die Untersuchung der kutanen und das Peritoneum innervierenden Nozizeptoren. Die stimulierte iCGRP-Freisetzung stellte den Index der Nozizeptoraktivierung dar und diente damit der Überprüfung der Reaktivität peptiderger Nozizeptoren. Einzelfaserableitungen charakterisierter kutaner Nozizeptoren und mechanosensitiver Aδ-Fasern am Haut-Saphenusnervenpräparat der Maus, in vitro, untersuchten das Antwortverhalten und die Empfindlichkeit der Fasern gegenüber mechanischen und thermischen Reizen nach der Stimulation mit den Dicarbonylverbindungen. Die Diabetes mellitus Erkrankung führt bei den Betroffenen zur Übererregbarkeit peripherer Nozizeptoren, die bei ungefähr einem Fünftel der Patienten mit Schmerzen und Hyperalgesien einhergeht. Eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren und Mechanismen sind für diese neuronalen Störungen verantwortlich. Reaktive Dicarbonylverbindungen, die bedingt durch den gesteigerten Glucosemetabolismus und die verminderte natürliche Detoxifizierung durch die Glyoxalase 1 vermehrt im Plasma der Patienten anfallen, könnten eine entscheidende Rolle spielen. Für Methylglyoxal ist bereits bekannt, dass es Nozizeptoren in Abhängigkeit des TRPA1-Rezeptors aktiviert und es wurde auch gezeigt, dass systemisch appliziertes Methylglyoxal (MGO) zu einem für Schmerzen typischen Verhalten in Mäusen oder bei gesunden Probanden zur direkten Schmerzempfindung führt. In der Doktorarbeit wurden die Effekte der drei klassischen Dicarbonylverbindungen MGO, GO und 3-DG auf primäre sensorische Neurone untersucht. Eine weitere besonders reaktive, ungesättigte Dicarbonylverbindung wurde in hitzesterilisierten Peritonealdialyselösungen (PD-Lösungen) gefunden, 3,4-Didesoxyglucoson-3-en (3,4-DGE). Bisher konnte 3,4-DGE nicht im menschlichen Plasma nachgewiesen werden, was wahrscheinlich an seiner hohen chemischen Reaktivität liegt. Eine in vivo Transformation vom Präkursor 3-DG zu 3,4-DGE wäre allerdings vorstellbar, wurde aber bisher nicht gezeigt. Während der Peritonealdialyse steht die PD-Lösung in direktem Kontakt mit dem Peritoneum der Patienten, was zur Entstehung der akuten abdominalen Schmerzen beitragen könnte unter denen dialysierte Patienten leiden. Um das zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit zusätzlich die Effekte von 3,4-DGE auf peritoneale Nozizeptoren analysiert. Mittels stimulierter iCGRP-Freisetzung am isolierten Pfotenhautpräparat der Maus konnte gezeigt werden, dass MGO, GO und 3-DG peptiderge Nozizeptoren konzentrationsabhängig und in Abhängigkeit vom TRPA1-Rezeptor und extrazellulärem Calcium aktivieren. Alle drei Dicarbonylverbindungen erregten in millimolarer Konzentration kutane Nozizeptoren, wenn sie als kurzer fünfminütiger Reiz appliziert wurden. Um die Effekte von 3,4-DGE auf Nozizeptoren, welche die peritoneale Membran innervieren, zu untersuchen, wurde in der Doktorarbeit ein neues in vitro-Präparat des Peritoneums entwickelt. Die Innervation des Peritoneums mit Nozizeptoren wurde zuerst mittels immunhistochemischer Färbung auf das Neuropeptid CGRP nachgewiesen. Die fünfminütige Superfusion des isolierten Peritoneumpräparats mit 3,4-DGE in hier mikromolarer Konzentration, wie sie auch in den Dialyselösungen vorkommt, führte zu einer starken Nozizeptoraktivierung und einer darauf folgenden iCGRP-Freisetzung. Wiederum war die Aktivierung konzentrations-, TRPA1-Rezeptor- und calciumabhängig. Auch die Stimulation der peritonealen Nozizeptoren mit einer kommerziellen PD-Lösung bedingte eine ausgeprägte iCGRP-Freisetzung. Am isolierten Hautpräparat führten ebenfalls schon mikromolare 3,4-DGE-Konzentrationen zur Nozizeptoraktivierung und folgenden iCGRP-Ausschüttung. Unter physiologischen Bedingungen wurde außerdem die Umwandlung von 3-DG zu 3,4-DGE untersucht und das in extrazellulärer Lösung aus 3-DG entstandene 3,4-DGE mittels UHPLC/DAD quantitativ bestimmt. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Bildung von 3,4-DGE im Gewebe, in vivo, möglich ist, wenn 3-DG-Spiegel beispielsweise im diabetischen Metabolismus erhöht sind. Insbesondere bei erhöhter Temperatur von 39◦C lief die Umwandlung zu 3,4-DGE, in vitro, beschleunigt ab. Folglich könnte die Bildung von 3,4-DGE aus 3-DG, in vivo, bei Fieber oder Entzündungen, die typischerweise mit einer Temperaturerhöhung einhergehen, verstärkt ablaufen. Außerdem wurde untersucht, ob reaktive Dicarbonylverbindungen mit Entzündungsmediatoren wie Bradykinin (BK), Prostaglandin E2 (PGE2) und saurem pH-Wert interagieren und sich eine solche Interaktion synergistisch auf die Nozizeptoraktivierung auswirkt. Am Beispiel von MGO in seiner gerade wirksamen Schwellenkonzentration von 1 mM konnte gezeigt werden, dass sowohl PGE2 als auch BK die MGO-stimulierte Nozizeptoraktivierung potenzieren. Im Gegensatz dazu wurde die Protonen-stimulierte Aktivierung kutaner Nozizeptoren, die bei Mäusen erwiesenermaßen TRPV1-Rezeptor-abhängig ist, durch MGO 1 mM gehemmt. Einzelfaserableitungen am Haut-Nervenpräparat gesunder Mäuse haben gezeigt, dass polymodale CMH- und CMHC-Nozizeptoren auf die zehnminütige Superfusion ihrer rezeptiven Felder mit einer 10 mM Glyoxal-Lösung mit kontinuierlichen, niedrigfrequenten Aktionspotentialen antworten. Die durch GO stimulierte Aktivierung polymodaler Nozizeptoren war TRPA1-Rezeptor-vermittelt. CM-Nozizeptoren gesunder Tiere hingegen generierten nur kleine Reizantworten auf die 10 mM GO-Stimulation und die Ergebnisse deuten darauf hin, dass dieser Erregung ein anderer, weiterhin unbekannter Mechanismus zugrunde liegt. Circa 30% der niederschwelligen, schnell adaptierenden Aδ-Fasern (LTMs) wurden durch die 10 mM MGO-Superfusion ihrer rezeptiven Felder aktiviert. Diese sogenannten D-hair-Fasern, welche eigentlich Haarfollikel innervieren und für die Detektion schwacher mechanischer Reize verantwortlich sind, antworteten mit einer sehr großen, hochfrequenten Entladung auf die Stimulation mit der Dicarbonylverbindung. Folglich scheinen diese Aδ-LTMs neben der bereits bekannten Mechanosensitivität zusätzlich auch eine chemische Sensitivität zu besitzen, was im Hinblick auf die Entstehung von Parästhesien bei Patienten mit diabetischer Neuropathie interessant ist. Am Haut-Nervenpräparat diabetischer Tiere abgeleitete Nozizeptoren besaßen verminderte Leitungsgeschwindigkeiten im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Polymodale Nozizeptoren diabetischer Tiere zeigten zusätzlich eine gesteigerte Spontanaktivität. Im Hinblick auf die Entstehung und Ursache von Schmerzen bei Diabetespatienten ist dieses Ergebnis von besonderem Interesse, da ektope Spontanaktivität in afferenten C-Nozizeptoren die favorisierte Theorie zur Erklärung des Auftretens von Spontanschmerz bei Patienten, die unter neuropathischen Schmerzen leiden, darstellt. CM-Nozizeptoren diabetischer Tiere zeigten kein spontanes Entladungsverhalten. Bei den iCGRP-Freisetzungsversuchen war eine leichte Erhöhung der basalen iCGRP-Freisetzung am Hautpräparat diabetischer Tiere im Vergleich zu gesunden Tieren erkennbar. Sowohl die Ableitungen am Haut-Nervenpräparat gesunder als auch diabetischer Tiere wiesen eine höhere Wahrscheinlichkeit einer Senföl-Sensitivität in polymodalen C-Nozizeptoren auf, was auf eine TRPA1-Rezeptor-vermittelte Aktivierung dieser Fasern hindeutet. Bei polymodalen CMH/CMHC-Nozizeptoren diabetischer Tiere setzte sich eine Gruppe von Fasern, circa 40%, mit besonders hohen Spontanaktivitäten vom Rest ab. Alle Fasern dieser Gruppe waren Senföl-sensitiv. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass besonders polymodale C-Nozizeptoren vom Diabetes betroffen sind und eine Diabetes-bedingte Erhöhung der Expression oder Sensitivität des TRPA1-Rezeptors für die gesteigerte Spontanaktivität dieser Fasern verantwortlich sein könnte. Sowohl bei den iCGRP-Freisetzungsversuchen als auch Einzelfaserableitungen unterschieden sich die durch die Dicarbonylverbindungen stimulierten Reizantworten der Nozizeptoren, freigesetzte iCGRP-Menge beziehungsweise generierte Aktionspotentiale, in ihrer Größe nicht zwischen Präparaten gesunder und diabetischer Tiere. Zusammenfassend zeigt die Doktorarbeit, dass reaktive Dicarbonylverbindungen wie MGO, GO, 3-DG und 3,4-DGE vor allem polymodale Nozizeptoren in Abhängigkeit von einer Aktivierung des TRPA1-Rezeptors erregen. Niederschwellige Aδ-Mechanosensoren (D-hair-Fasern) werden durch MGO sehr stark erregt und diese Aktivierung erfolgt unabhängig vom TRPA1-Rezeptor. Der Synergismus der reaktiven Dicarbonylverbindungen mit klassischen Entzündungsmediatoren könnte im Diabetes eine wichtige Rolle für die Sensibilisierung der Nozizeptoren spielen. Ferner liefert die vorgelegte Arbeit wichtige Hinweise, dass die bei der diabetischen Neuropathie beobachtete Verlangsamung der Nervenleitungsgeschwindigkeiten der Nozizeptoren unabhängig von der Expression des TRPA1-Rezeptors entsteht. Das Vorhandensein des TRPA1-Rezeptors macht Nozizeptoren jedoch besonders empfindlich gegenüber Dicarbonylstress, der in diesen Nervenfasern Spontanaktivität erzeugen und somit für die Entstehung von Spontanschmerzen bei Diabetikern verantwortlich sein könnte. The aim of the work was to investigate whether reactive dicarbonyl compounds contribute to the development of painful neuropathies. In detail, it was studied whether, beside methylglyoxal, also other reactive dicarbonyl compounds like glyoxal (GO), 3-deoxyglucosone (3-DG) and 3,4-dideoxyglucosone-3-ene activate the nociceptive system and whether these effects are enhanced in diabetic animals, meaning that nociceptors are sensitized. The focus of the work was lying on the investigation of the cutaneous nociceptors and those innervating the peritoneum. The stimulated iCGRP release represented the index of the nociceptor activation and was used to examine the reactivity of petidergic nociceptors. Single fiber recordings from characterized cutaneous nociceptors and mechanosensitive Aδ-fibers in the skin-saphenous nerve preparation of the mouse, in vitro, investigated the response properties and sensitivity of the fibers to mechanical and thermal stimuli following the stimulation with the dicarbonyl compounds. Diabetes mellitus leads to hyperexcitability of peripheral nociceptors in affected persons which is accompanied by pain and hyperalgesia in about one fifth of the patients. A variety of different factors and mechanisms are responsible for these neuronal disturbances. Reactive dicarbonyl compounds which accumulate in the diabetes patients’ plasma due to elevated glucose metabolism and decreased natural detoxification by the glyoxalase 1 might play an important role. Regarding methylglyoxal it’s already known that the activation of nociceptors by this compound is depending on the TRPA1 receptor and it was also shown that systemically applied methylglyoxal (MGO) leads to a typical pain behaviour in mice or directly to a sensation of pain in healthy test persons. This doctoral thesis investigated the effects of the three classic dicarbonyl compounds MGO, GO and 3-DG on primary sensory neurons. Another extremely reactive, unsaturated dicarbonyl compound was found in heat-sterilized peritoneal dialysis solutions (PD-solutions), 3,4-dideoxyglucosone-3-ene (3,4-DGE). So far, 3,4-DGE hasn’t been determined in the human plasma which is most likely due to it’s extraordinary high chemical reactivity. However, an in vivo transformation from the precursor 3-DG to 3,4-DGE is conceivable but hasn’t been shown up to now. During peritoneal dialysis, the PD-solution is in direct contact with the peritoneum of the patients and could thus contribute to the development of acute abdominal pain from which dialysed patients suffer. To study this hypothesis, the doctoral thesis further investigated the effects of 3,4-DGE on peritoneal nociceptors. Performing stimulated iCGRP release from the isolated mouse hindpaw skin preparation it could be shown that MGO, GO and 3-DG activate peptidergic nociceptors in a concentration dependent manner and that this activation additionally depends on the TRPA1 receptor and extracellular calcium. Each of the three dicarbonyl compounds excited cutaneous nociceptors in a millimolar concentration when it was applied as a short, five minutes lasting stimulus. To investigate the effects of 3,4-DGE on nociceptors innervating the peritoneal membrane, a new in vitro preparation of the peritoneum was developed in the presented doctoral thesis. The innervation of the parietal peritoneum with nociceptors was first proven functionally by immunohistochemical iCGRP staining. The superfusion of the isolated peritoneum preparation for five minutes with 3,4-DGE in a micromolar concentration, as it also occurs in peritoneal dialysis solutions, led to a strong nociceptor activation and following iCGRP release. Again, the activation was dependent on the concentration of 3,4-DGE, the TRPA1 receptor and extracellular calcium. Likewise, the stimulation of parietal nociceptors with a commercial PD-solution resulted in a prominent iCGRP release. In the isolated skin preparation, micromolar concentrations of 3,4-DGE were sufficient to activate nociceptors and stimulate an iCGRP release. Furthermore, the transformation of 3-DG into 3,4-DGE was examined under physiological conditions and the 3,4-DGE formed from 3-DG in the extracellular solution was quantified using UHPLC/DAD. The results indicate that the formation of 3,4-DGE, in vivo, in the tissue is possible when 3-DG plasma levels are elevated, for example in the diabetic metabolism. In particular, at an elevated temperature of 39◦C the transformation into 3,4-DGE, in vitro, was accelerated. Thus, the in vivo formation of 3,4-DGE from 3-DG could be intensified under feverish or inflammatory conditions, which are usually accompanied by elevated temperatures. In addition, it was also tested whether reactive dicarbonyl compounds interact with inflammatory mediators like bradykinin (BK), prostaglandin E2 (PGE2) and acidic pH value and whether such an interaction has a synergistic effect on the nociceptor activation. Using MGO in its effective threshold concentration of 1 mM it was shown that PGE2 as well as BK increased the nociceptor activation stimulated by MGO. In contrast, the cutaneous nociceptor activation stimulated by protons, which is known to be dependent on TRPV1 in mice, was inhibited by MGO 1 mM. Single fiber recordings in the skin-nerve preparation from healthy mice showed that polymodal CMH- and CMHC-nociceptors responded with an ongoing low frequency discharge to the superfusion of their receptive fields with a 10 mM glyoxal solution for ten minutes. The activation of polymodal nociceptors by glyoxal was dependent on the TRPA1 receptor. In contrast, CM-nociceptors from healthy animals only produced small discharges in response to the 10 mM glyoxal stimulation and the results indicate that a different, so far unknown mechanism underlies this fiber excitation. Approximately 30% of the low-threshold, rapidly adapting Aδ-fibers (LTMs) was activated by the superfusion of their receptive fields with 10 mM MGO. Those D-hair-fibers that actually innervate hair follicles and are responsible for the detection of weak mechanical stimuli responded with a large, high frequency discharge to the stimulation with the dicarbonyl compound. These Aδ-LTMs seem to be additionally sensitive to chemical stimuli, beside the already known mechanosensitivity, which is quite interesting regarding the development of paresthesia in patients with neuropathies. Recordings from nociceptors in the skin-nerve preparation from diabetic animals showed decreased conduction velocities in comparison to healthy controls. Additionally, an increased spontaneous activity was found in polymodal nociceptors from diabetic animals. Regarding the development and cause of pain in diabetes patients, this finding is of special interest because ectopic spontaneous activity in afferent C-nociceptors represents the favoured theory to describe the occurrence of spontaneous pain in patients that suffer from neuropathic pain. CM-nociceptors from diabetic animals didn’t show any spontaneous firing. Regarding the iCGRP release experiments a slight increase in the baseline iCGRP release from the skin of diabetic animals was visible when compared to healthy animals. The recordings in the skin-nerve preparation from healthy as well as diabetic animals showed a higher probability of mustard oil sensitivity in polymodal C-nociceptors which points to a TRPA1-dependent activation of these fibers. Regarding the recordings from polymodal CMH/CMHC-nociceptors from diabetic animals approximately 40% of the recorded nociceptors showed particularly high spontaneous activity and thus differentiated from the rest. All these fibers with elevated spontaneous activity were mustard oil sensitive. These results indicate that polymodal nociceptors are primarily affected by diabetes and that a diabetes-induced increase of the expression or sensitivity of the TRPA1 receptor might be responsible for the enhanced spontaneous activity in these fibers. The responses of the nociceptors to the stimulations with the reactive dicarbonyl compounds in the release experiments as well as single fiber recordings, released iCGRP amount or generated action potentials, didn’t differ in size between preparations from healthy and diabetic animals. Overall, the doctoral thesis shows that reactive dicarbonyl compounds like MGO, GO, 3-DG and 3,4-DGE primarily excite polymodal nociceptors depending on an activation of the TRPA1 receptor. Low threshold Aδ-mechanosensors (D-hair fibers) are strongly excited by MGO and this activation is independent of the TRPA1 receptor. The synergism produced by the reactive dicarbonyl compounds and classic inflammatory mediators could play an important role for the sensitization of nociceptors in diabetes. Furthermore, the thesis provides important indicators that the decrease in the conduction velocity of nociceptors observed under conditions of diabetic neuropathy develops regardless of the expression of the TRPA1 receptor. Though, the presence of the TRPA1 receptor makes nociceptors especially sensitive to dicarbonyl stress that might produce spontaneous activity in these nerve fibers and thus might be in charge of the development of spontaneous pain in diabetes patients.

Tumorinfiltrierende CD45RO+ Gedächtnis T-Zellen wurden bei soliden Tumoren übereinstimmend als positiver prognostischer Faktor beschrieben. Untersuchungsgegenstand dieser Arbeit war die langfristige prognostische Bedeutung von CD45RO+ Gedächtnis T-Zellen bei Tumoren des Kopf-Hals-Bereichs (HNSCC) unter Berücksichtigung klinischer Charakteristika, sowie die Einordnung dieser Erkenntnisse in den wissenschaftlichen Zusammenhang. Es wurden Biopsieproben von 306 Patienten mit überwiegend fortgeschrittenem HNSCC analysiert. TMAs (tissue microarrays) wurden mittels Immunhistochemie für CD45RO+ Gedächtnis T-Zellen gefärbt. Die CD45RO-Zelldichten wurden semiautomatisch gezählt und für die Überlebenszeitanalysen verwendet. Hohe CD45RO+ Gedächtnis T-Zelldichten waren eindeutig mit einem verlängerten Gesamtüberleben, rezidivfreien Überleben, sowie krankheitsfreien Überleben über 10 Jahre assoziiert (p

Hintergrund und Ziele: Die Bullösen Autoimmundermatosen (BAID) sind eine Gruppe seltener, organspezifischer Erkrankungen der Haut und hautnahen Schleimhäute. Vor Beginn der Kortikosteroidära gingen die Erkrankungen mit einer hohe Mortalität einher. Bis heute leiden betroffene Patienten aufgrund des chronischen und teils schweren Verlaufs der Erkrankungen unter der Minderung der Lebensqualität. Für die korrekte Diagnosestellung ist eine präzise Diagnostik grundlegend. Die Therapie basiert primär auf der Immunsuppression. Da bislang keine epidemiologischen Daten zu den BAID in Mittelfranken vorliegen, wurde diese Arbeit erstellt. Zudem wurde die klinische Manifestation, Diagnostik und Therapie der BAID an der Hautklinik des Universitätsklinikums Erlangen untersucht. Methoden: In die retrospektive Studie wurden Patienten, welche sich im Zeitraum vom 01.04.2013 bis zum 31.03.2019 an der Hautklinik des Universitätsklinikums Erlangen mit einer BAID vorstellten, eingeschlossen (n = 242). Die Diagnose der BAID musste an der Hautklinik gesichert (n = 66) oder in dem Zeitraum erstmalig gestellt worden sein (n = 176). Die Inzidenzberechnung und die Ermittlung des Geschlechterverhältnisses der einzelnen BAID erfolgte anhand der 176 Patienten, welche im untersuchten Zeitraum erstmalig die Diagnose einer BAID erhielten. Die Daten wurden den elektronischen Patientenakten entnommen und mit Excel® tabellarisch dokumentiert und ausgewertet. Ergebnisse und Beobachtungen: 49 (20,2 %) der untersuchten Patienten wiesen einen Pemphigus vulgaris (PV), 13 (5,4 %) einen Pemphigus foliaceus (PF), 165 (68,2 %) ein Bullöses Pemphigoid (BP), sieben (2,9 %) ein Schleimhautpemphigoid (SHP), zwei (0,8 %) eine lineare IgA-Dermatose (LAD), einer (0,4 %) eine Epidermolysis bullosa acquisita (EBA) und fünf (2,1 %) eine Dermatitis herpetiformis (DH) auf. Die Inzidenz (bezogen auf 1 Millionen Einwohner / Jahr) lag beim PV bei 1,8, beim PF bei 0,4, beim BP bei 8,3 und beim SHP, bei der LAD, bei der EBA sowie bei der DH bei 0,1. Patienten mit einem BP waren bei Erstmanifestation der Erkrankung durchschnittlich am ältesten (75 ± 12 Jahre) und diejenigen mit einer DH am jüngsten (29 ± 11 Jahre). Die Diagnostik basierte primär auf der histopathologischen (84,3 %) und immunserologischen Untersuchung (Indirekte Immunfluoreszenz (IF) (81,8 %), Enzyme-linked Immunosorbent Assay (94,2 %)) sowie der direkten IF (81,4 %). Im Rahmen der Erstlinientherapie wurden vorrangig topische (93, 8 %) und / oder systemische (p.o. (77,3 %) bzw. i.v. (2,9%)) Kortikosteroide sowie immunmodulatorische Medikamente (Dapson (47,1 %), Azathioprin (22,7 %), Mycophenolat Mofetil (7,0 %), Methotrexat (1,7 %), Cyclophosphamid (0,4 %)) eingesetzt. Der monoklonale Anti-CD20-Antikörper Rituximab (0,4 %) und die Immunapherese (0,4 %) wurden nur in Einzelfällen als Erstlinientherapeutika verabreicht bzw. angewendet, eine intravenöse Immunglobulintherapie hingegen bei keinem Patienten. Patienten mit einer BAID wurden für die Diagnostik und Therapie durchschnittlich 15,9 ± 17,2 Tage stationär aufgenommen und wiesen insgesamt 1,75 ± 2,2 stationäre Aufenthalte auf. Schlussfolgerungen und Diskussion: Die vorliegende Studie zeigt, dass die Inzidenz der einzelnen BAID in Mittelfranken niedrig und vergleichbar (PV, PF, LAD, EBA) mit oder teils geringer (BP, SHP, DH) als in anderen Studien und Regionen ist. Das BP ist die am häufigsten neu diagnostizierte BAID. Mehrmalige stationäre Aufenthalte sind aufgrund des chronischen und teils schweren Verlaufs der Erkrankungen oftmals notwendig. Im Rahmen der Erstlinientherapie werden bis heute primär topische und systemische Kortikosteroide in Kombination mit einem Immunmodulator verabreicht. Objectives: Bullous autoimmune dermatoses (BAID) are a group of rare cutaneous diseases of the cornified skin and the adjacent mucous membranes. They are characterized by blister formation due to autoantibodies against the epidermis and the dermo-epidermal junction. Before the era of systemic corticosteroids, the mortality among patients affected by the diseases was high. Until today patients suffer from a limited quality of life due to the chronic and partly severe course of the diseases. Precise diagnostics are fundamental for making the right diagnosis, as diagnostic findings of the different BAID can resemble. Therapy is mainly based on the suppression of the immune system. The aim of this study was to determine the epidemiology of the BAID in Middle Franconia. Additionally, we analysed the clinical manifestation, diagnostics and therapy of these diseases at the dermatological department of University Hospitals Erlangen. Design and Methods: Patients diagnosed with a bullous autoimmune dermatosis and seen between the 01.04.2013 and 31.03.2019 at the dermatological department of University Hospitals Erlangen were included in this retrospective study (n = 242). The diagnosis must have been confirmed (n = 66) at the dermatological department or firstly made (n = 176) in this time period. Incidence and sex ratio were calculated among the 176 patients who had been firstly diagnosed in this time period. Data taken from the electronic patient records were collected and analysed with Excel®. Observations and Results: During the observation period 49 (20,2 %) patients were diagnosed with pemphigus vulgaris (PV), 13 (5,4 %) with pemphigus foliaceus (PF), 165 (68,2 %) with bullous pemphigoid (BP), seven (2,9 %) with mucous membrane pemphigoid (MMP), two (0,8 %) with linear IgA dermatosis (LAD), one (0,4 %) with epidermolysis bullosa acquisita (EBA) and five (2,1 %) with dermatitis herpetiformis (DH). The incidence (referred to 1 million inhabitants per year) in Middle Franconia for PV was 1,8, for PF 0,4, for BP 8,3 and for MMP, LAD, EBA and DH 0,1. Regarding patients’ age of onset, patients with BP had the highest (75 ± 12 years) and patients with DH the lowest (29 ± 11 years) age. Diagnostics were based on histopathological (84,3 %) and immunserological examinations (indirect immunofluorescence (IF) microscopy (81,8 %), enzyme-linked immunosorbent assay (94,2 %)) as well as on direct IF microscopy (81,4 %). As first-line therapy predominantly topical (93,8 %) and / or systemic corticosteroids (oral (77,3 %), intravenous (2,9 %)) as well as oral immunomodulatory medication (dapsone (47,1 %), azathioprine (22,7 %), mycophenolate mofetil (7,0 %), methotrexate (1,7 %), cyclophosphamide (0,4 %)) were used. The monoclonal anti-CD20 antibody Rituximab (0,4 %) and immunopheresis (0,4 %) was only used in individual cases as first-line therapy. Intravenous immunoglobulin therapy was never used as first-line therapy. Patients were admitted for in-house treatment on average of 1,75 ± 2,2 times from their first presentation at the university hospital till the end of the study, remaining in hospital for on average 15,9 ± 17,2 days per stay. Conclusions: This study shows, that the incidence of the single BAID in Middle Franconia is likewise very low and comparable (PV, PF, LAD, EBA) or less (BP, MMP, DH) than in other studies and regions. The BP is the most common newly diagnosed BAID in Middle Franconia. Repeated in-house treatments are often necessary due to the chronic and partly severe course of the BAID. Until today topically and systemically applied corticosteroids combined with immunomodulators are predominantly used as first-line therapy.

Morbus Alzheimer ist mit 60-80 % die häufigste Demenzform. Die Diagnosestellung der Alzheimererkrankung beruht auf neuropsychologischen Tests und einer ausführlichen Anamnese. In den letzten Jahren haben zudem Biomarker immer mehr an Bedeutung gewonnen. Dennoch ist die Diagnose erst durch eine post-mortem gestellte Autopsie zu sichern. Zudem mangelt es an Biomarkern in der Frühdiagnostik, die Differentialdiagnostik gestaltet sich häufig schwierig und die Pathophysiologie der Alzheimererkrankung ist bislang unklar. Mikrovesikel (MV) sind kleine membranumhüllte Zellabschnürungen, welche In-vivo-Informationen der Ursprungszelle in sich tragen. Sie sind an komplexen interzellularen Kommunikationsprozessen beteiligt und verändern sich in ihrer Zusammensetzung und Anzahl entsprechend dem Zustand der Ursprungszelle. Da MV der Cerebrospinalflüssigkeit (CSF) als Echtzeit-Spiegel der neuronalen Zellen fungieren können, stellen sie eine vielversprechende Möglichkeit in der Etablierung von neuen diagnostischen Biomarkern dar. Zudem können sie zum Verständnis der Pathophysiologie neurodegenerativer Erkrankungen beitragen. In einem Screeningkollektiv wurden CSF-Proben von 15 Patienten mit Alzheimererkrankung und 15 Kontrollen auf ihre Anzahl, Größe, Form sowie Oberflächenantigene (CD3, CD4, CD45, CD64) und intravesikuläre Proteine (Tau, APP, Aβ, BACE1) mittels Durchflusszytometrie untersucht. In einem Validierungskollektiv von 14 Patienten mit Alzheimererkrankung und 9 Kontrollpatienten wurden die Ergebnisse überprüft. Im Vorfeld waren zahlreiche Versuche zur Probenlagerung, Verarbeitung und Analyse erfolgt und ein Messprotokoll war etabliert worden. Tau und APP liegen in den CSF-MV von Patienten mit Alzheimererkrankung in reduzierter Konzentration vor. Weder in der Anzahl noch in der Zusammensetzung der CSF-MV wurde ein signifikanter Unterschied gefunden. Tau in den CSF-MV differenziert Patienten mit Alzheimererkrankung von Kontrollpatienten mit einem Wert der Area under the Curve (AUC) von 0,8154 im Screeningkollektiv sowie einem AUC-Wert von 0,8426 im Validierungskollektiv. Für das Screeningkollektiv beträgt der positiv prädiktive Wert 0,224; der negativ prädiktive Wert 0,979. Für das Validierungskollektiv beträgt der positiv prädiktive Wert 0,341; der negativ prädiktive Wert liegt bei 0,972. Auch für APP in den CSF-MV ergab sich ein AUC-Wert von 0,8889 im Validierungskollektiv. Hier beträgt der positiv prädiktive Wert 0,283, der negativ prädiktive Wert 0,984. Tau und APP in CSF-MV stellen vielversprechende Biomarker in der Diagnostik der Alzheimererkrankung dar. With 60-80 % Morbus Alzheimer is the most frequent dementia. Diagnosis of Alzheimer`s disease is based on neuropsychological testing and detailed anamnesis. Within the last years biomarkers have become more and more important. Yet diagnosis is confirmed only by post-mortem autopsy. Furthermore, early diagnosis lacks biomarkers, differential diagnosis is difficult and the pathophysiology of Alzheimer`s disease remains uncertain. Microvesicles (MV) are small membrane-wrapped cellular particles, released by shedding, which carry in-vivo information from the originating cell. They are part of complex intercellular communication-processes. Composition and number of the MV vary according to the condition of the originating cell. MV found in the cerebrospinal fluid (CSF) can function as a real-time-mirror for neuronal cells. Furthermore, they offer a variety of opportunities to establish novel diagnostic biomarkers. Moreover, they can help understanding the pathophysiology of neurodegenerative diseases. CSF-samples of 15 patients with Alzheimer`s disease and 15 controls were investigated in a screening cohort to determine number, size, form, as well as surface markers (CD3, CD4, CD45, CD64) and intravesicular proteins (Tau, APP, Aβ, BACE1) using flow cytometry. The results were validated in a second cohort including 14 patients with Alzheimer`s disease and 9 controls. In the run-up to the investigations several experiments regarding sample-storage, processing and analysis had been conducted. Thereby a measurement protocol was created. Tau and APP are reduced in the CSF-MV of patients with Alzheimer`s disease. No significant difference was detected neither in number nor composition of CSF-MV. Tau in CSF-MV separates patients with Alzheimer`s disease from controls with an Area under the curve (AUC) of 0.8154 in the screening and 0.8426 in the validation cohort. The positive predictive value of the screening cohort is 0.224; the negative predictive value 0.979. The positive predictive value of the validation cohort is 0.341; the negative predictive value 0.972. Additionally, APP separates patients with Alzheimer`s disease from controls in the validation cohort with an AUC of 0.8889; the positive predictive value yields 0.283; the negative predictive value 0.984. Tau and APP in CSF-MV represent promising biomarkers in the diagnosis of Alzheimer`s disease.

Background: Previous studies suggest that brain atrophy cannot only be defined by its morphological extent, but also by the cerebral blood flow (CBF) within a certain area of the brain, including white and gray matter. The aim of this study is to investigate known atrophy patterns in different forms of dementia and to compare segmented brain volumetric and pulsed arterial spin labeling (pASL) data to explore the correlation between brain maps with atrophy and this non-contrast-enhanced brain-perfusion method. Methods: Our study comprised 17 patients with diagnosed cognitive impairment (five Alzheimer’s disease = AD, five frontotemporal dementia = FTD, seven mild cognitive impairment = MCI) and 19 healthy control subjects (CO). All patients and controls underwent 4D-pASL brain-perfusion MR imaging and T1w MPRAGE. The data were assessed regarding relative brain volume on the basis of 286 brain regions, and absolute and relative cerebral blood flow (CBF/rCBF) were derived from pASL data in the corresponding brain regions. Mini-Mental State Examination (MMSE) was performed to assess cognitive functions. Results: FTD patients demonstrated significant brain atrophy in 43 brain regions compared to CO. Patients with MCI showed significant brain atrophy in 18 brain regions compared to CO, whereas AD patients only showed six brain regions with significant brain atrophy compared to CO. There was good correlation of brain atrophy and pASL perfusion data in five brain regions of patients with diagnosed FTD, especially in the superior temporal gyrus (r = 0.900, p = 0.037), the inferior frontal white matter (pars orbitalis; r = 0.968, p = 0.007) and the thalami (r = 0.810, p = 0.015). Patients with MCI demonstrated a correlation in one brain region (left inferior fronto-occipital fasciculus; r = 0.786, p = 0.036), whereas patients with diagnosed AD revealed no correlation. Hintergrund: Vorausgegangene Studien deuten darauf hin, dass Hirnatrophie nicht nur durch ihr morphologisches Ausmaß definiert werden kann, sondern auch durch den zerebralen Blutfluss (CBF) in einem bestimmten Areal des Gehirns, einschließlich der weißen und grauen Substanz. Ziel dieser Studie ist es, bekannte Atrophiemuster bei verschiedenen Demenzformen zu untersuchen und segmentierte volumetrische Hirndaten mit pulsed arterial spin labeling (pASL)-Daten zu vergleichen, um die Korrelation zwischen einer Hirnkartierung mit Atrophiearealen und dieser nicht kontrastverstärkten Hirnperfusionsmethode zu untersuchen. Methoden: Unsere Studie umfasste 17 Patienten mit diagnostizierten kognitiven Erkrankungen (fünf mit Alzheimer-Krankheit = AD, fünf mit frontotemporaler Demenz = FTD, sieben mit leichter kognitiver Störung = MCI) und 19 gesunde Kontrollpersonen (CO). Bei allen Patienten und Kontrollpersonen wurde eine 4D-pASL-Gehirnperfusions-MR-Bildgebung und T1w-MPRAGE durchgeführt. Die Daten wurden hinsichtlich des relativen Hirnvolumens auf der Grundlage von 286 Hirnregionen bewertet, und der absolute und relative zerebrale Blutfluss (CBF/rCBF) wurde aus den pASL-Daten in den entsprechenden Hirnregionen abgeleitet. Zur Beurteilung der kognitiven Funktionen wurde u.a. ein Mini-Mental-Status-Test (MMST) durchgeführt. Ergebnisse: FTD-Patienten wiesen im Vergleich zu CO eine signifikante Hirnatrophie in 43 Hirnregionen auf. MCI-Patienten zeigten eine signifikante Hirnatrophie in 18 Hirnregionen im Vergleich zu CO, wohingegen AD-Patienten nur sechs Hirnregionen mit einer signifikanten Hirnatrophie im Vergleich zu CO aufwiesen. Eine gute Korrelation zwischen Hirnatrophie und pASL-Perfusionsdaten zeigte sich in fünf Hirnregionen von Patienten mit diagnostizierter FTD, insbesondere im Gyrus temporalis superior (r = 0,900, p = 0,037), in der inferioren frontalen weißen Substanz (pars orbitalis; r = 0,968, p = 0,007) und in den Thalami (r = 0,810, p = 0,015). Patienten mit MCI zeigten eine Korrelation in einer Hirnregion (linker inferiorer fronto-occipitaler Fasciculus; r = 0,786, p = 0,036), wohingegen Patienten mit diagnostizierter Alzheimer-Krankheit keine Korrelation aufwiesen.

Hintergrund Die Strahlentherapie stellt neben Operationen und Chemotherapien eine tragende Säule der modernen kranialen Tumortherapie dar. Als Nebenwirkung können jedoch, teils deutliche, kognitive Einschränkungen auftreten, insbesondere hinsichtlich der Gedächtnisleistung. Die hippocampusschonende Bestrahlung stellt einen möglichen Ansatzpunkt zur Reduktion derartiger Nebenwirkungen dar. Die Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) kann in vivo zur Erkennung mikrostruktureller Veränderungen des Gehirns eingesetzt werden, welche mittels konventioneller MRT-Bildgebung nicht zu detektieren sind. Während die DTI-Eigenschaften der weißen Substanz nach Bestrahlung bereits in einer Reihe von Studien untersucht wurden, liegen nur wenige und teils widersprüchlich erscheinende Daten zur grauen Substanz und zur Struktur des Hippocampus vor. Ziele Primäres Ziel der publizierten Studie war die genaue Charakterisierung der zerebralen Mikrostruktur mittels DTI im Verlauf nach Bestrahlung mit besonderem Fokus auf der Struktur des Hippocampus. Sekundäres Ziel war der Vergleich der entstandenen Veränderungen zwischen hippocampusschonend bestrahlten Patienten und Patienten nach konventioneller Hirnbestrahlung. Methoden Die zugrundeliegende prospektive randomisierte Studie (HIPPOSPARE-01) schloss zum Auswertungszeitpunkt 86 Patienten ein. Hiervon erfüllten 35 Patienten die Kriterien einer abgeschlossenen Strahlentherapie und einer suffizienten DTI-Verlaufsbildgebung. Die DTI- Parameter fraktionelle Anisotropie (FA), mittlere Diffusivität (MD), radiale Diffusivität (RD) und axiale Diffusivität (AD) wurden im Corpus callosum sowie jeweils beidseits in Hippocampus, frontalem Marklager und temporalem Marklager bestimmt. Die DTI- Bildgebung erfolgte vor Bestrahlung sowie in 6-Monats Intervallen 6, 12, 18, 24 und 30 Monate (jeweils ± 3 Monate) nach Bestrahlung. Es erfolgte eine longitudinale Analyse unter Verwendung gemischter linearer Modelle. Ergebnisse und Beobachtungen In der weißen Substanz des Corpus callosum zeigten sich in allen individuellen Beobachtungszeiträumen gegenüber der Messung vor Bestrahlung verringerte Werte der FA (p < 0.001, p < 0.001, p ≤ 0.009, p ≤ 0.004, p ≤ 0.009) und erhöhte Werte der RD (p < 0.001, p < 0.001, p ≤ 0.001, p < 0.001, p < 0.001) sowie eine verringerte AD nach 6 Monaten (p ≤ 0.007) und erhöhte MD nach 12 Monaten (p ≤ 0.018). Auch im Temporallappen war die AD in den Messungen nach 24 und 30 Monaten verringert. Im Hippocampus ergaben sich dagegen erhöhte Werte der FA 6 und 12 Monate nach Bestrahlung (p ≤ 0.011, 0.039), resultierend aus einer deutlich erhöhten AD 6, 12, 18 und 30 Monate nach Bestrahlung (p ≤ 0.003, 0.015, 0.003 and 0.005) bei einem relativ verzögerten Anstieg der RD erst 30 Monate 2 nach Bestrahlung (p ≤ 0.019). Die MD zeigte sich 6, 18 und 30 Monate nach Radiatio gegenüber der Baseline erhöht (p ≤ 0.026, 0.020 and 0.008). Es bestand eine positive Korrelation der hippocampalen FA mit der mittleren hippocampalen Bestrahlungsdosis (p ≤ 0.001). Die Patienten der hippocampusgeschonten Gruppe zeigten 6 Monate nach Bestrahlung gegenüber konventionell bestrahlten Patienten erhöhte hippocampale AD-Werte. Schlussfolgerungen Hippocampal zeigt sich nach Bestrahlung ein zur weißen Substanz unterschiedliches Muster zerebraler DTI-Veränderungen. Hierbei könnten komplexe pathophysiologische Vorgänge im Rahmen der spät-verzögerten zerebralen Strahlenreaktion zugrunde liegen, welche in bisherigen Erklärungsmodellen zerebraler DTI-Eigenschaften nicht ausreichend berücksichtigt sind. 6 Monate nach Radiotherapie zeigten sich mikrostrukturelle Unterschiede der Hippocampi hippocampusschonend bestrahlter und konventionell bestrahlter Patienten. Hippocampal-sparing radiotherapy (HSR) is a promising approach to alleviate cognitive side effects following cranial radiotherapy. Microstructural brain changes after irradiation have been demonstrated using Diffusion Tensor Imaging (DTI). However, evidence is conflicting for certain parameters and anatomic structures. This study examines the effects of radiation on white matter and hippocampal microstructure using DTI and evaluates whether these may be mitigated using HSR. A total of 35 tumor patients undergoing a prospective randomized controlled trial receiving either conventional or HSR underwent DTI before as well as 6, 12, 18, 24, and 30 (±3) months after radiotherapy. Fractional Anisotropy (FA), Mean Diffusivity (MD), Axial Diffusivity (AD), and Radial Diffusivity (RD) were measured in the hippocampus (CA), temporal, and frontal lobe white matter (TL, FL), and corpus callosum (CC). Longitudinal analysis was performed using linear mixed models. Analysis of the entire patient collective demonstrated an overall FACC decrease and RDCC increase compared to baseline in all follow-ups; ADCC decreased after 6 months, and MDCC increased after 12 months (p ≤ 0.001, 0.001, 0.007, 0.018). ADTL decreased after 24 and 30 months (p ≤ 0.004, 0.009). Hippocampal FA increased after 6 and 12 months, driven by a distinct increase in ADCA and MDCA, with RDCA not increasing until 30 months after radiotherapy (p ≤ 0.011, 0.039, 0.005, 0.040, 0.019). Mean radiation dose correlated positively with hippocampal FA (p < 0.001). These findings may indicate complex pathophysiological changes in cerebral microstructures after radiation, insufficiently explained by conventional DTI models. Hippocampal microstructure differed between patients undergoing HSR and conventional cranial radiotherapy after 6 months with a higher ADCA in the HSR subgroup (p ≤ 0.034).

1 Zusammenfassung 1.1 Hintergrund und Zielsetzung Bereits in den 1980er Jahren kam man zu der Erkenntnis, dass die Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) nicht nur eine reine Erkrankung des Kindes- und Jugendalters ist, sondern bis ins Erwachsenenalter persistieren kann. Trotz ihrer hohen Prävalenz ist die Pathogenese noch weitgehend unverstanden. Neuronale Plastizität sowie der Reifungsprozess des Gehirns scheinen an der Krankheitsentstehung beteiligt zu sein. Ziel dieser Dissertation ist, die klinische Ausprägung der adulten ADHS auch im Hinblick auf einen Zusammenhang zu häufigen Komorbiditäten wie Schlaf- und depressiven Störungen zu charakterisieren, sowie die Enzymaktivität der Sauren Sphingomyelinase (acid sphingomyelinase = ASM), einem zentralen Enzym des Ceramid-Stoffwechsels, bei erwachsenen ADHS-Patienten zu untersuchen. Die ASM spaltet Sphingomyelin zu Ceramid und Phosphorylcholin und ist somit für apoptotische Prozesse und Zelldifferenzierung im zentralen Nervensystem maßgeblich. Sie weist bei einer Vielzahl von Erkrankungen u.a. bei häufigen Komorbiditäten der ADHS wie z.B. Major Depression eine dysregulierte Aktivität auf. 1.2 Methoden Für unsere Studie wurde ein Probandenkollektiv bestehend aus insgesamt 58 Probanden zwischen 18 und 65 Jahren rekrutiert. Gruppe 1 A umfasste 20 leitliniengerecht diagnostizierte ADHS-Patienten, die zum Rekrutierungszeitpunkt noch keiner medikamentösen Therapie zugeführt worden waren. In Gruppe 1 B befanden sich 18 ebenfalls leitliniengerecht diagnostizierte ADHS-Patienten, bei denen allerdings eine Pharmakotherapie mit Methylphenidat oder Atomoxetin seit mindestens 3 Wochen bestand. Gruppe 2 schloss gesunde Kontrollprobanden ein, die an die Probanden der Gruppe 1 A angepasst wurden, sodass Alter (+/- 5 Jahre) und Geschlecht übereinstimmten. Pro Studienteilnehmer fand ein Untersuchungstermin statt, der eine Blutentnahme zur Probengewinnung sowie die Bearbeitung einer Testbatterie aus neuropsychologischen Fragebögen zu Schlafverhalten (SF-A/R, SF-B/R, D-MEQ, ESS, PSQI, visuelle Analogskala), ADHS-Symptomatik (WURS-k, ADHS-SB) und depressiver Symptomatik (BDI-II) beinhaltete. Am Ende der Studienvisite erfolgte die Beurteilung der Symptomschwere der ADHS-Patienten durch den durchführenden Rater mittels Clinical Global Impression - Severity Scale (CGI-S). Im experimentellen Studienteil wurde die Enzymaktivität der S-ASM (sekretorische Form der ASM) im Probandenserum mittels fluoreszenzmarkiertem Sphingomyelin als Substrat und der Dünnschichtchromatographie als Verfahren zur Abtrennung des Reaktionsprodukts Ceramid gemessen. 1.3 Ergebnisse und Beobachtungen Wir konnten bei der medikamentös behandelten ADHS-Gruppe eine deutlich geringere subjektiv wahrgenommene ADHS-Symptomschwere feststellen als bei den Patienten ohne ADHS-Medikation (p=0,020). Im Gegensatz zu den untersuchten ADHS-Hauptsymptomen „Aufmerksamkeit“ und „Impulsivität“ wies das Merkmal „Überaktivität“ jedoch keine signifikante Veränderung durch eine erkrankungsspezifische Pharmakotherapie auf (p=0,267). Trotz medikamentöser ADHS-Therapie konnte keine vollständige Angleichung der subjektiv wahrgenommenen Krankheitssymptome an die Test-Scores der gesunden Kontrollprobanden erreicht werden (p

ZUSAMMENFASSUNG Hintergrund: Craniomandibuläre Dysfunktionen sind ein Sammelbegriff für eine heterogene Gruppe an Erkrankungen, welche das Kiefergelenk, die Kaumuskulatur und/oder andere angrenzenden Strukturen im Kopf-Hals-Bereich betreffen und meist Schmerzen als Leitsymptom aufweisen. Craniomandibuläre Dysfunktionen stehen in engem Zusammenhang mit dem Begriff der orofazialen Schmerzen. Dieser beschreibt Schmerzzustände, die weit über das Kiefergelenk hinausreichen und mit Strukturen des Kopfes, des Gesichtes, des Nackens, sowohl Hart- als auch Weichgewebe, sowie allen intraoralen Strukturen, Kopfschmerzen, muskuloskelettalen, neurologischen und psychischen Schmerzen assoziiert sind. Sie beschreiben komplexe Erkrankungen mit einer multifaktoriellen Ätiologie, bei der körperliche, emotionale und Verhaltensfaktoren sich überschneiden und gegenseitig beeinflussen. All diese Ursachen können einzeln oder in Kombination auftreten und eine craniomandibuläre Dysfunktion auslösen, allerdings können manifestierte craniomandibuläre Dysfunktionen auch Einfluss sowohl auf körperliche, als auch psychologische Gegebenheiten haben. Damit stehen craniomandibuläre Dysfunktionen in einer engen Beziehung zu Faktoren wie Stress, Alter, Geschlecht, intraoralen Zuständen und anderen systemischen Faktoren. Material und Methode: Das Patientenkollektiv wurde prospektiv im Rahmen der wöchentlichen Kiefergelenkssprechstunde der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgischen Klinik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg im Zeitraum vom 20.01.2015 bis 04.04.2017 akquiriert. Die Patienten wurden klinisch untersucht und wurden im Anschluss gebeten, einen Fragebogen auszufüllen. Dies erfolgte in Anlehnung an den klinischen Funktionsstatus der Deutschen Gesellschaft für Funktionsdiagnostik und –therapie und wurde an unsere Kiefergelenkssprechstunde angepasst. Die statistische Auswertung erfolgte mittels SPSS (Version 21.0 für Windows). Die Ergebnisse sollen einen Überblick über unser Patientengut geben und mit der aktuellen Literatur verglichen werden. Ergebnisse: An der Studie nahmen 148 Patienten mit einem mittleren Alter von 42 Jahren und einer Geschlechterverteilung von 4:1 (Frauen: Männer) teil. Bei den für unsere Studie relevanten Medikamentenangaben wurden vor allem Antidepressiva (14,1%) und Schmerzmittel (13,5%) angegeben. Die Auswertung der numerischen Skala ergab für die Einschränkung der Lebensqualität durch craniomandibuläre Dysfunktionen einen Mittelwert von 6,08, für die Schmerzintensität (5,25) und das Stresslevel (4,77) niedrigere Werte. Es zeigte sich bei 83,10% keine Verbesserung der Beschwerden im Urlaub. Bei der klinischen Untersuchung der Parafunktionen zeigten sich bei 65,50% Abrasionen an den Zähnen und zusätzlich wurden auch Zungen- und Wangenimpressionen (36,50% und 44,60%) analysiert. Schmerzen, die über den ganzen Tag verteilt sind, kamen bei 75,70%, sowie tägliche Schmerzen bei 70,90% der Patienten vor. Des Weiteren lag der Mittelwert von erstmalig aufgetretenen Schmerzen bei 5,25 Jahren. 75% der Untersuchten gaben Schmerzen beim Öffnen des Kiefers und 70,9% beim Kauen an. Bezüglich der Schmerzlokalisation gaben die Patienten am häufigsten Schmerzen im Kiefergelenk selbst (87,2%), sowie in der Nackenregion (75%) an. Bei der Palpation ergaben sich überwiegend keine Druckdolenzen und wenn vorhanden, in absteigender Reihenfolge: im Kiefergelenk lateral (56,8%), im Kiefergelenk dorsal (48,7%) und im Musculus masseter (41,9%). Bei der Frage nach Kiefergelenksgeräuschen gaben 80,4% der Studienteilnehmer an, Geräusche wahrzunehmen. Bei der klinischen Untersuchung ergaben sich sowohl auf der linken (39,2%), als auch auf der rechten Seite (38,5%) mehr Knack- als Reibegeräusche. Des Weiteren wurde festgestellt, dass bei über der Hälfte (58,8%) der untersuchten Patienten trotz mehrerer verschiedener Befunde, keine Mundöffnungseinschränkung (Schneidekantendistanz unter 40 mm) nachzuweisen war. Schlussfolgerungen: Insgesamt entsprechen die in unserer Kiefergelenkssprechstunde erhobenen Daten größtenteils der aktuellen Literatur mit nur geringen Abweichungen. Weiterführende Studien bezüglich verschiedener Faktoren wie Ätiologie oder Diagnostik und Therapie, aber auch umfangreichere Studien mit größeren Patientenzahlen sowie Follow-up Studien sind allerdings nötig, um gezieltere Aussagen treffen zu können. SUMMARY Introduction: Temporomandibular disorders (TMD) is a generic term for a heterogeneous group of conditions that involve the temporomandibular joints, the masticatory muscles and/or associated tissues and structures in the head neck region and which are mostly accompanied by pain as a main symptom. TMD are closely related to the term orofacial pain. It describes pain conditions that extend far beyond the temporomandibular joint and are associated with structures of the head, face, neck, both hard and soft tissues, as well as all intraoral structures, headaches, musculoskeletal, neurological and psychological pain. They describe complex diseases with multifactorial etiology in which physical, emotional and behavioral factors overlap and influence each other. All these causes can both occur individually or in combination and may trigger TMD, but manifested TMD can also affect both physical and psychological conditions. Therefore, TMD are correlated with factors such as stress, age, gender, intraoral states and other systemic factors. Materials and Methods: The patient sample was acquired prospectively within the weekly office hours for the temporomandibular joint at the Department of Oral and Maxillofacial Surgery of the Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuremberg in the time period from 20.01.2015 to 04.04.2017. The patient was clinically examined and subsequently asked to complete a questionnaire. It was based on the clinical functional status of the German Society for Functional Diagnostics and Therapy and has been adjusted to our office hours for the temporomandibular joint. The statistical evaluation was accomplished by SPSS (version 21.0 for Windows). The results are supposed to give an overview about our patients and be compared with current literature. Results: The study comprised 148 patients with an average age of 42 years and a gender distribution of 4:1 (women: men). The relevant drug data for our study mainly included antidepressants (14,1%) and pain killers (13,5%). The evaluation of the numerical scale revealed a mean value of 6.08 for the impairment of quality of life by TMD, but lower values for pain intensity (5.25) and stress level (4.77). However, 83.10% showed no improvement in their complaints on holiday. The clinical examinations of the parafunctions showed 65.50% abrasion of the teeth and additionally tongue and cheek impressions (36.50% and 44.60%) were analyzed. Pain throughout the whole day is particularly noticeable in 75.70% and daily pain in 70.90% of patients. Furthermore, the mean value of the first onset of pain was 5.25 years. 75% of the subjects reported pain when opening the jaw and 70.90% when chewing. Regarding pain localization, patients most commonly reported pain in the temporomandibular joint itself (87.20%) and in the neck region (75%). There was predominantly no tenderness on palpation and, if present, in descending order, in the lateral temporomandibular joint (56.8%), in the dorsal temporomandibular joint (48.7%) and in the masseteric muscle (41.9%). With regard to the question of temporomandibular joint sounds, 80.40% of study participants stated that they observed such sounds. The clinical examination yielded more clicking than grinding sounds on both the left (39,20%) and the right side (38.50%). It was also remarkable that in more than half (58.80%) of the examined patients, despite many different diagnostic findings, no mouth opening limitation (incisal edge distance less than 40 mm) was found. Conclusion: Overall, the data collected in our temporomandibular joint consulting-hour largely correspond to the current literature with only minor deviations. Further studies regarding various factors such as etiology or diagnostics and therapy, but also more extensive studies with larger sample sizes as well as follow-up studies are necessary in order to be able to make more targeted assessments.