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Kognitive und emotionale Selbstregulation bei Kindern mit Aufmerksamkeitsdefizit-, Hyperaktivitätsstörung (ADHS)
(2011)
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Kathrin Schmitt
- Basierend auf dem im Wissenschaftskontext diskutierten Postulat, dass ADHS-Symptomatiken auf Defizite in der Selbstregulation zurückzuführen sind, befasst sich die vorliegende Arbeit auf theoretischer und empirischer Ebene mit verschiedenen Facetten kognitiver und emotionaler Selbstregulation bei Kindern mit ADHS.
In diesem Zusammenhang wurde unter Verwendung eines computerbasierten Task-Switching-Paradigmas die kognitive Flexibilität von Kindern mit und ohne ADHS in den Blick genommen. Hierbei zeigte sich, dass die Bewältigung des flexiblen Aufgabenwechsels vergleichsweise höhere Anforderungen an die ADHS-betroffenen Kinder stellt. So ließen sich im Task-Switching-Paradigma zwar bezüglich der generellen Wechselkosten keine Gruppenunterschiede auffinden. Jedoch wurden für die ADHS-betroffenen Kinder signifikant höhere spezifische Wechselkosten aufgefunden als für die Kontrollkinder. Dieser Gruppenunterschied war auch dann zu beobachten, wenn Differenzen in der Inhibitionsleistung statistisch kontrolliert wurden.
Im Rahmen einer weiteren Untersuchung, bei welcher der Fragebogen zur Erhebung der Emotionsregulation bei Kindern und Jugendlichen (FEEL-KJ; Grob & Smolenski, 2005) zum Einsatz gebracht wurde, wurde zudem überprüft, ob sich Kinder mit und ohne ADHS im Hinblick auf die von ihnen im Alltag angewandten Strategien der Emotionsregulation unterscheiden. Zusammengenommen deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Kinder mit ADHS zur Regulation ihrer negativen Emotionen vergleichsweise seltener von adaptiven Strategien Gebrauch machen, während sich im berichteten Gebrauch von maladaptiven Strategien keine Gruppenunterschiede zeigten. Des Weiteren wurde deutlich, dass diejenigen ADHS-betroffenen Kinder, die in ihrem Alltag besonders selten adaptive Emotionsregulationsstrategien einsetzen, auch besonders stark unter psychosozialen Beeinträchtigungen leiden.
Schließlich wurde in einer anwendungsorientierten Studie untersucht, welchen Beitrag der kombinierte Einsatz selbstberichtsbezogener und computergestützter Messungen der Selbstregulation zur Absicherung von ADHS-Diagnosen leistet. Hierbei wurden im Rahmen von ROC-Analysen für (1.) eine computerbasierte GoNoGo-Aufgabe, (2.) die Impulsivitätsskala des Inventars zur Erfassung von Impulsivität, Risikoverhalten und Empathie bei 9- bis 14-jährigen Kinder (IVE; Stadler, Janke & Schmeck, 2004) und (3.) den z-transformierten Summenwert aus beiden Verfahren die jeweilige diagnostische Sensitivität und Spezifität bestimmt. Dabei konnte nur für das kombinierte Messverfahren ein klinischer Cut-Off-Wert bestimmt werden, der eine perfekte Sensitivität bei gleichzeitig zufrieden stellender Spezifität gewährleistete. Folglich belegen die Studienergebnisse insgesamt gesehen, dass selbstregulationsbezogene Messverfahren einen Beitrag zur ADHS-Diagnosestellung leisten können, wobei eine Kombination mehrerer Messverfahren zu einer deutlich gesteigerten Diskriminationsfähigkeit führt.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass den Ergebnissen der vorliegenden Dissertationsschrift folgend ADHS als eine Störung der Selbstregulation beschrieben werden kann. Im Speziellen unterstützen die gewonnenen Befundmuster die in der Forschung zunehmend diskutierte Auffassung, dass ADHS auf divergente Selbstregulationsdefizite zurückzuführen ist, die sich sowohl auf die kognitiven als auch auf die emotionalen Facetten der Selbstregulation beziehen. Dieses Wissen kann aus anwendungsbezogener Perspektive einen zentralen Beitrag zur Verbesserung der diagnostischen und therapeutischen Praxis leisten.
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Juvenile Neuronal Ceroid Lipofuscinosis: toponomics approach to identifying new drug targets / von Anna Pupu Ingeborg Krokfors
(2011)
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Anna Krokfors
- Juvenile Neuronal Ceroid Lipofuscinosis (JNCL) is a rare inherited childhood neurodegenerative disease that is caused by a mutation in the gene CLN3. The function of the protein produced by the gene has remained elusive, and therefore the disease mechanism of JNCL is as of yet unknown. The disease is fatal, and no cure is currently available. We believe that simvastatin shows promise as a possible treatment. Simvastatin is well tolerated in children, and as currently no other viable, less invasive treatment for JNCL exists, at least pilot-scale clinical trials for this new off-label use of simvastatin are warranted.
The protein CLN3 has been indicated to have several different subcellular localizations and functions, but conclusive evidence about its role in cellular metabolism is lacking. It is also unclear why the mutation causes the distinct phenotype of the JNCL disease. In order to bring lucidity to the issue, we set out to identify metabolic pathways related to the phenotype of JNCL by using Multi-Epitope Ligand Cartography (MELC) and the related field of toponomics. Toponomic methods are required to process the massive amount of data generated by the MELC runs in order to extract information from them.
Our disease model of choice was the CLN3Δex7/8 knock-in mouse. To separate cause from effect, we compared embryonal wild type and mutant mouse brains to their adult counterparts. The first analyses revealed progressively abnormal Combinatorial Molecular Patterns (CMPs, an unit of toponomic data) related to cholera toxin/ganglioside 1 (Ctx/GM1), which is a membrane microdomain marker.
Cholesterol is an essential part of microdomains, so we utilized filipin staining to see if there were actual changes in cholesterol concentration and localization between healthy and diseased animals. After the disturbance in cholesterol metabolism was verified, we investigated the metabolic pathway that synthesizes cholesterol, the mevalonate pathway. Simvastatin is a drug that specifically down-regulates the mevalonate pathway. Fish oil affects lipid homeostasis and has some effects similar to those of simvastatin, and both of these drugs have previously been studied for their effects on neurodegenerative diseases. After treatment of mice with these drugs, highperformance liquid chromatography (HPLC) measurements on the brain homogenate showed a decrease in levels of farnesyl pyrophosphate (FPP) and geranyl-geranyl pyrophosphate (GGPP), products of the mevalonate pathway, confirming the effect of these drugs on the brains of the animals. Analyses of motor function of the mice further supported the notion that simvastatin had a positive effect on the condition of the diseased animals.
CMP analyses from the simvastatin treated mice showed a rescue of the Ctx/GM1 CMPs, suggesting at least a partial restoration of membrane microdomain homeostasis. Filipin staining revealed reversion of the apparent cholesterol depletion in the adult mutant mouse hippocampus by simvastatin. Interestingly, an additional effect of the treatment was found: simvastatin also affected glutamate receptor homeostasis, especially as regarding to N-methyl-D-aspartate (NMDA) and alphaamino-3-hydroxyl-5-methyl-4-isoxazole-propionate (AMPA) receptors. This finding suggested that excitotoxicity could be a part of the disease process, and pointed towards glutamate receptors as possible therapy targets. This is in line with previous studies that have shown that attenuation of AMPA receptors and L voltage-dependent channels improve the phenotype of a JNCL mouse and cell model, respectively.
Simvastatin mediates many of its effects via downregulation of the mevalonate pathway products, such as isoprenoids and cholesterol. However, simvastatin also has multiple pleiotropic effects that include suppression of excitotoxicity and granting neuroprotection. It is apparent that simvastatin treatment has a positive effect on JNCL mice, but if its effects are mediated via cholesterol (and membrane microdomains), isoprenoids (and isoprenylated proteins) or via a fully cholesterol independent mechanism remains to be solved.
In this study we have shown that with the MELC method and toponomics it is possible to approach rare diseases with confounded disease mechanisms with a hypothesis-free approach, to identify possible drug targets, and to monitor the effects of the drugs on treated individuals. This should open up a new avenue in the research of the many diseases that so far have avoided all attempts at discerning their nature.
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Unternehmenskommunikation in Ostafrika : gesprächsorganisatorische Mechanismen in Produktionsgesprächen
(2011)
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Clarissa Eck
- Die vorliegende Arbeit hat Gespräche in einem kenianischen Unternehmen zum Gegenstand, die in der Produktionshalle im Zusammenhang mit der Herstellung des Unternehmensproduktes -verschiedene Auto- und Lastwagenreifen- geführt werden. Die Analyse hat zum Ziel, die Mechanismen und Prinzipien der Gesprächsorganisation zu rekonstruieren sowie den Einfluss des institutionellen Kontextes darauf herauszuarbeiten.
Die Arbeit ist folgendermaßen untergliedert: Nach den einleitenden Kapiteln, in denen die Fragestellung und die methodischen Hintergründe erläutert und die Datenlage dargestellt wird, folgt das Kernstück mit der Analyse der Gesprächspraktiken auf Mikro- Meso- und Makroebene. Die Arbeit endet mit einem zusammenfassenden Schlusskapitel.
Es handelt sich hierbei um eine sehr innovative Arbeit im Bereich der Afrikanischen Sprachwissenschaften.
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Allergenes Potenzial und Epitopstruktur von beta-Conglycinin aus der Sojabohne
(2011)
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Yvonne Kühne
- Sojabohnen sind aufgrund ihres hohen Proteingehaltes ein wichtiges Nahrungsmittel und
insbesondere bei Kindern ein häufig austretendes allergenes Lebensmittel. Der einizige zur
Zeit mögliche Schutz vor einer allergischen Reaktion auf Soja ist die strikte Vermeidung
der Aufnahme. Die allergenen Substanzen sind Proteine und Glykoproteine. Es gibt eine
Reihe von Produkten aus Soja, die kein oder nur geringe Mengen Protein enthalten, aber in
zahlreichen Lebensmitteln enthalten sind. Die Prüfung der potenziellen Allergenität von
solchen Produkten, wie z.B. Vitamin E aus Soja, ist von grundlegendem Interesse für
allergische Personen. Vitamin E aus Soja wird vielen Produkten z.B. als Antioxidanz
zugesetzt und müsste nach den rechtlichen Kennzeichnungsvorschriften als Allergen auf
der Verpackung angegeben werden. Ein Ziel dieser Promotionsarbeit war daher die
Entwicklung von sensitiven und spezifischen Detektionmethoden für den Nachweis von
Sojaprotein in Tocopherol (VitaminE) aus der Sojabohne. Aber auch die Charakterisierung
von Sojaallergenen für die Entwicklung von diagnostischen und therapeutischen Methoden
ist wichtig. Das zweite Ziel der Arbeit war somit die genauere Charakterisierung von β-
Conglycinin (Gly m 5) als Sojaallergen sowie die Identifizierung der IgE-bindenden
Bereiche des untersuchten Proteins.
Zum Nachweis, dass in dem hoch prozessierten Sojaprodukt Tocopherol kein Sojaprotein
mehr vorhanden war, wurden mehrere proteinbiochemische und immunologische
Methoden entwickelt und validiert. Der sojaspezifische ELISA zur Detektion von
hydrophilen Sojaproteinen aus der Tocopherolmatrix mit einer realen Nachweisgrenze von
10 ppm zeigte eine gute Reproduzierbarkeit. Die Detektion von lipophilen, denaturierten
und hydrophilen Sojaproteinen aus Tocopherol im Immunoblot mit einer Nachweisgrenze
von 20 ppm war ebenfalls gut reproduzierbar. Der etablierte IgE Immunoblot mit
Sojaallergikerseren wies eine vergleichbare Sensitivität auf. In keiner der 10 untersuchten
Tocopherolproben wurde mit den etablierten sensitiven sojaspezifischen Methoden
Sojaprotein detektiert. Bei in vivo Studien von klinischen Partnern wurde bei Sojaallergikern weder eine Reaktion auf Tocopherol im Hauttest noch in der oralen
Provokation von 500 mg Tocopherol beobachtet.
Dass Gly m 5 ein wichtiges Sojaallergen ist und als diagnostischer Marker für schwere
allergische Reaktionen genutzt werden kann, wurde in einer früheren Publikation unserer
Arbeitsgruppe beschrieben. Die genauere Charakterisierung von Gly m 5 in dieser Arbeit
zeigte, dass es ein Hauptallergen bei sojaallergischen Kindern und bei Sojaallergikern mit
anaphylaktischen Reaktionen darstellt. Dabei zeigten alle Gly m 5 sensibilisierten
Sojaallergiker spezifisches IgE gegen eine der drei Gly m 5 Untereinheiten, das
Gly m 5.03. Diese Untereinheit kann somit als diagnostischer Marker für eine Gly m 5
Sensibilisierung eingesetzt werden. Es konnte ebenfalls in dieser Arbeit bestätigt werden,
dass die meisten Gly m 5 sensibilisierten Sojaallergiker moderate bis schwere allergische
Reaktionen zeigten und Gly m 5 somit einen potenziellen Marker für die Schwere einer
Sojaallergie darstellt.
Zur Identifizierung von IgE-bindenden Bereichen des Gly m 5 und des homologen
Erdnussallergens Ara h 1 wurde die hoch sensitive und spezifische CelluSpot Technik
etabliert, welche im Vergleich zur häufig angewendeten SPOT Membran-Technik nicht nur
Zeit und Serumvolumen spart, sondern auch die individuelle Testung der Seren unter
ständiger Mitführung von Positiv-und Negativkontrollen ermöglichte. Diese Methode stellt
damit eine geeignete Technik zur Untersuchung von IgE reaktiven linearen Bereichen der
Gly m 5 Untereinheiten und des Ara h 1 dar.
Die Mehrheit der Gly m 5 sensibilisierten Sojaallergiker besaß spezifisches IgE gegen
sequenzielle synthetische Peptide der Gly m 5 Untereinheiten, wobei jedes Allergikerserum
ein individuelles IgE Bindungsmuster zeigte. Zusammengefasst wurden fünf sequenzielle
Regionen auf allen drei Gly m 5 Untereinheiten identifiziert, welche die größte IgE
Bindungshäufigkeit aufwiesen. Alle fünf Bereiche waren zwischen 12-17 Aminosäuren
groß und auf der Moleküloberfläche lokalisiert. Sie bildeten gemeinsam zwei
zusammenhängende Bereiche in der Kernregion der Gly m 5 Moleküle und lassen
vermuten, dass sie Teile von Konformationsepitopen darstellen. Zur Untersuchung einer möglicherweise vorhandenen serologischen Kreuzreaktivität
zwischen den zwei Leguminosen Soja und Erdnuss, wurden sowohl Sojaallergiker mit
Erdnussallergie als auch Erdnussallergiker ohne Sojaallergie auf Reaktivitäten gegen
Peptide des Erdnussallergens Ara h 1 untersucht. Dabei wurden drei sequenzielle Bereiche
identifiziert, die von der Mehrheit der Sojaallergiker, jedoch nur selten von den
Erdnussallergikern erkannt wurden. Diese drei Bereiche wiesen eine Sequenzähnlichkeit
zu den reaktivsten Bereichen der Gly m 5 Untereinheiten auf. Die Untersuchung von
Allergikerseren auf Aminosäuresequenzebene könnte als diagnostische Methode zur
Unterscheidung der klinischen Ausprägung einer Sojaallergie im Vergleich zur
Erdnussallergie dienen und somit die Anzahl der risikobehafteten
Nahrungsmittelprovokationen zur Bestätigung einer Sojaallergie senken.
Die Identifizierung von B-Zell Epitopen ist eine wichtige Grundlage für die Herstellung
von Hypoallergenen mit verringerter B-Zell Aktivität, bei gleichbleibender T-Zell-
Aktivierung. Solche hypoallergenen Mutanten sind eine hoffnungsvolle Perspektive für
eine Immuntherapie von Sojaallergikern, da sie womöglich das Risiko einer allergischen
Reaktion während der Behandlung verringern können.
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Epigenetic regulation of innate immune responses
(2011)
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Uwe Schaefer
- We found that the HMTase G9a, that catalyzes H3K9me2 in euchromatin, plays
a key modulatory role in type I IFN expression. This finding raises the possibility
of targeted intervention with type I IFN expression by using small synthetic
inhibitors of G9a. Given the overall minimal negative effect of G9a-deficiency on
differentiated cells, the short-term suppression of G9a could be used to
potentiate type I IFN expression during chronic viral diseases such as
hepatitis C.
Accordingly, pharmacological enhancement of methylation, for example by
inhibition of the H3K9me2 specific demethylases, could be potentially used to
attenuate type I IFN expression and help to control chronic inflammatory and
autoimmune conditions. The mechanism responsible for canvassing the
epigenetic profile of type I IFN expressing cells are not known. It is plausible, that
similar to neurons, where G9a is targeted to specific loci with the help of noncoding
RNAs, IFN expressing cells possess similar mechanisms to target
H3K9me2 demethylating enzymes to type I IFN loci, thus keeping these loci
accessible for IFN-inducing transcription factors. Identification of non-coding
RNAs that may contribute to the establishment of the epigenetic state of IFN
producing cells will provide a further opportunity for targeted manipulation of IFN
expression.
In my thesis, I describe the collaborative experiments that show the ability of
synthetic compounds that interfere with the histone readers to suppress
inflammation. Our results present a novel concept for the regulation of
inflammatory gene expression. The diversity of histone readers and the
combinatorial nature of regulation of gene transcription may provide an
opportunity for highly selective interference with disease associated
transcriptional programs by interfering with specific readers. In the future we plan
to address the therapeutic potential of BET antagonists in autoimmune and
chronic inflammatory conditions.In summary, the experiments described in my thesis provide an example of how
the understanding of the basic mechanisms of chromatin control of gene
expression can facilitate novel therapeutic approaches that target chromatin.
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Long-term behaviour of implant borne overdentures in the lower jaw retained by rigid conical crown attachments
(2011)
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Maged Eissa
- Purpose: The aim of this retrospective study is to evaluate the long term implant survival at 5 years, periimplantary conditions and prosthetic maintenance requirements for implant supported mandibular removable dentures retained on only 2 Ankylos® implants placed interforaminally in the mandible and using only conical double crown attachments. Materials and methods: Using the database at the Faculty of Dentistry, University of Frankfurt a selection process was performed to choose patients receiving only 2 Ankylos® implants placed interforaminally in the mandible and using only conical double crown attachments. Implant survival, periimplant condition (periodontal bleeding, plaque index and probing depth), bone loss (from panoramic radiographs) and mobility (using Periotest®) were monitored annually following implant loading. In addition a detailed prosthetic maintenance list was created for each patient based on their yearly checkups and emergency appointments. 37 patients with edentulous mandibles (34 with complete dentures in the upper jaw and 3 with tissue-tooth borne coverdentures) received 2 interforaminal Ankylos® implants (67 in the canine region, 7 in 2nd incisor region). Results: Mean Periotest® values at 5 years (-1.97 ±2.24) were lower than at loading (-1.47 ±2.33). A drop was seen in the Periotest® readings after the first year of loading. The decrease in mean Periotest® values between PTV5 and PTV 1 were not statistically significant (Tukey-Kramer test: p>0.05)
14 patients (37.8%) displayed no resorption at all with an average of 0.801 mm mesially and 0.807mm distally after 5 years. The most increase in bone loss was seen after the first year of loading. There was a gradual increase in bone resorption after the first year of loading. The differences between both distal and mesial bone resorption level at five years and at one year after loading are not significant (Tukey-Kramer test: p<0.05) Plaque and bleeding index values were low at a mean of 0.97 ±0.86 and 0.59 ±0.77 respectively after 5 years of loading. The increase from the first year of loading till the 5th year of loading was significantly higher for plaque measurements but not for bleeding measurements (Tukey-Kramer Test: p<0.05 and p>0.05 respectively). Mean probing depth values were higher after 5 years (2.61 ±0.92 mm) in comparison to the values at loading (2.15 ±0.75 mm). The difference between average values at year 5 and year 1 was statistically significant (Tukey-Kramer test: p<0.05). The most occurring form of maintenance was minor adjustments such as pressure point (15 patient or 40,5%) and relining 11 patients or 29.7%). Teeth breaking off the denture were less common (4 patients or 10.8%). 5 decementations of primary crowns occurred in 4 patients (10.8%) within the 5 year observation time. Other major complications were 4 loose abutments in 3 patients (8.1%), 3 decementations of secondary copings in 3 patients (8.1%) and 1 case (2.7%) in which the prosthetic metal framework fractured. No fracture of abutments or primary crowns occurred during the investigation. Implant survival was 100% percent after 5 years ,1 implants did not fulfil Albrektsson’s success criteria and showed more than 0.2 mm of bone loss per year after the first year of loading with the first year giving a success rate of 98.8%. Conclusion: In conclusion this study has demonstrated that patients have a wider variety of options when it comes to choosing a reliable prosthesis in the lower jaw. Patients with financial limitations can be provided with a reliable prosthetic option using removable dentures retained by conical double crown attachments on 2 implants. The requirements for such a construction are a mechanically stable implant system and a mechanically stable framework. When these prerequirments are fulfilled, the patient can be satisfied with a prosthesis of superior quality to other attachment types and the dentist can rely on the fact that frequent maintenance which costs time and money can be eliminated or at least reduced. Through further innovation this type of construction can also reach patients who are lower down on the economic scale such as elderly patients and retirees.
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Kurz- und mittelfristige, allgemeine und geschlechtsspezifische Effekte auf das Wissen über Herz-/Kreislauferkrankungen und auf den Lebensstil von Schülern 7. Klassen, sowie deren Lehrern und Eltern nach einem eintägigen Präventionstag in einer Reha-Klinik
(2011)
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Manuela Kerger
- Mit dem Ziel der kardiovaskulären Primärprävention wurden insgesamt 185
Schülerinnen und Schüler 7. Klassen einer Gesamtschule mit Gymnasial-,
Real- und Hauptschulzweig für einen Tag in eine kardiologische Reha-Klinik
eingeladen. Dabei wurde ihnen Wissenswertes über Herz-
/Kreislauferkrankungen in Theorie und Praxis vorgestellt.
Dadurch konnte bei rund einem Drittel der Schüler anhaltende
Lebensstiländerungen bezüglich Ernährung, Aktivität und Tabakkonsum erzielt
werden.
Der Ansatz einer umfassenden Intervention bei 11- bis 13-jährigen Schülern
außerhalb der Schule erwies sich als praktikabel und mit 10€ pro Schüler als
erschwinglich.
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Regulierung des Ceramid - Sphingosin-1-Phosphat - Rheostats durch die neutrale Ceramidase und die Sphingosinkinase-1 in der Niere
(2011)
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Ankathrin Thekla Förster
- Das Gleichgewicht zwischen den Sphingolipiden Ceramid und Sphingosin-1-Phosphat (S1P) spielt eine entscheidende Rolle für das Schicksal einer Zelle. Es ist bekannt, dass Ceramid proapoptotisch wirkt, wohingegen S1P antiapoptotische und entzündungshemmende Signalwege induziert [6]. Eine Beeinflussung der Sphingolipid-metabolisierenden Enzyme sowie eine daraus resultierende gestörte Balance zwischen Ceramid und S1P ist somit ein Merkmal diverser entzündlicher Krankheiten wie der Asthma bronchiale, der Colitis ulcerosa [148] oder auch verschiedenen Arten von Tumoren [199]. Das Hauptziel dieser Arbeit lag in der Untersuchung der Ceramid-abbauenden neutralen Ceramidase (NCDase) und der S1P-synthetisierenden Sphingosinkinase 1 (SK1) in verschiedenen Nierenzellen. Ein Fokus wurde dabei auf die Regulierung dieser Enzyme durch entzündungshemmende Corticosteroide in Ratten Mesangiumzellen gelegt, wobei diese Zellen entscheidend in der Entstehung entzündlicher Nierenerkrankungen wie einer Glomerulonephritis sind. Weiterhin wurde der Einfluss der Mutation putativer Phosphorylierungsstellen der NCDase auf die Regulierung dieses Enzyms in HEK293 Zellen untersucht und in einem dritten Teil der Arbeit schließlich die Expression und die Funktion der SK1 in der humanen Niere im Vergleich zum Nierenzellkarzinom analysiert.
Es konnte gezeigt werden, dass Glucocorticoide (GCs) Mesangiumzellen durch eine Steigerung der intrazellulären S1P-Konzentrationen vor durch Stress induzierter Apoptose schützen. Diese Beeinflussung des Sphingolipid-Rheostats beruhte auf einer gesteigerten mRNA- und Proteinexpression der Sphingosinkinase 1 (SK1) und der neutralen Ceramidase (NCDase). Außerdem wurde nachgewiesen, dass der Promotor der NCDase durch GCs aktivierbar ist und dass zwei Glucocorticoid-responsive-Elemente (GREs) innerhalb der Promotorsequenz durch die Bindung von Glucocorticoidrezeptoren (GRs) diese Aktivierung bewirken. In vivo Experimente mit isolierten Glomeruli, die aus mit Dexamethason behandelten Mäusen gewonnen wurden, zeigten ebenfalls eine Erhöhung der mRNA-Expression und Aktivität der SK1 sowie eine gesteigerte Proteinexpression der NCDase. Somit wurde erstmals ein direkter Einfluss von GCs auf den Sphingolipidmetabolismus in Mesangiumzellen beschrieben.
In einem zweiten Teil dieser Arbeit wurde gezeigt, dass eine Mutation zweier putativer Proteinkinase C (PKC)-Phosphorylierungsstellen (T253A und T420/23A) in der Sequenz der murinen NCDase zu einem verlangsamten Reifungsprozess dieses Enzyms führt. Western Blot-Analysen ergaben, dass der überexprimierte NCDase-WT zwei unterschiedlich glykosylierte Isoformen mit einem Molekulargewicht von 120 und 130 kDa exprimiert, welche stetig durch einen aktiven Prozess sezerniert werden. Im Gegensatz dazu war in den Mutanten ausschließlich die 130 kDa-Form im Zellkulturüberstand und die 120 kDa-Form im Lysat zu finden. Im
Zusammenfassung
129
Gegensatz zum WT lokalisierten die Mutanten lediglich an intrazellulären Membranen und nicht zusätzlich an der Plasmamembran. In Lysaten von Zellen die die Mutanten exprimierten, konnte eine verringerte relative Aktivität gemessen werden, die der sezernierten mutierten Formen hingegen war erhöht. Daher wurde vermutet, dass die 130 kDa-Form die reife Plasmamembran-gebundene und anschließend sezernierte, aktivere Isoform der NCDase darstellt. Die Inkubation von Mesangiumzellen mit Zellkulturüberständen, die den sezernierten NCDase-WT enthielten, führte zum Schutz vor durch Stress induzierter Apoptose. Somit kann eine auto- bzw. parakrine Funktion der sezernierten NCDase angenommen werden.
Dem dritten Teil der Arbeit lag die erstmalige Beschreibung der SK1-Expression in der gesunden humanen Niere zugrunde. Es konnte gezeigt werden, dass diese im Zytoplasma sowie an Membranen von Zellen des proximalen Tubulus sowie in geringerem Maße in Podozyten und Mesangiumzellen des Glomerulus exprimiert wird. Im Gegensatz dazu wurde die SK1 in Biopsien von Patienten mit Nierentumor im Nukleus gefunden. Die Untersuchung der SK1-Expression in 5 verschiedenen Nierentumorzelllinien im Vergleich zu Epithelzellen des proximalen Tubulus (Human Kidney 2 - HK2-Zellen) ergaben, dass sowohl die Protein- als auch die mRNA-Expression der SK1 in Föhn-Zellen stark erhöht, in ACHN3-Zellen hingegen signifikant niedriger war. Zudem konnte auch in den Föhn-Zellen eine nukleäre Expression der SK1 nachgewiesen werden. Die Behandlung von HK2-, ACHN3- und Föhn-Zellen mit dem Transforming Growth Factor-ß2 (TGF-ß2) resultierte in einer transkriptionellen Steigerung der SK1-Expression. Die Herunterregulierung der SK1 in diesen Zellen führte zu einem Arrest der Zellen in der S Phase, wohingegen die Überexpression der SK1 in den ACHN3-Zellen zu einem signifikanten Schutz vor Apoptose führte.
Zusammenfassend sind die Sphingolipid-metabolisierenden Enzyme NCDase und SK-1 ein interessanter therapeutischer Ansatzpunkt zur Behandlung von Krankheiten, die mit pathologischen Prozessen wie Entzündung, Apoptose und Proliferation einhergehen, wie es bei Glomerulonephritiden und bei Nierentumoren der Fall ist.
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Antinociceptive effects of reactive oxygen species scavengers in animal models of inflammatory and neuropathic pain
(2011)
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Ruirui Lu
- Recent data indicate that reactive oxygen species (ROS) are produced in the nociceptive system during persistent pain and contribute to pain sensitization. Aim of this study was to investigate potential antinociceptive effects of ROS scavengers in different animal models of pain. Intrathecal injection of ROS scavengers 1-Oxyl-2,2,6,6-tetramethyl -4-hydroxypiperidine (TEMPOL) or Phenyl-N-tert-butylnitrone (PBN) significantly inhibited formalin-induced nociceptive behavior in mice, suggesting that ROS released in the spinal cord are involved in nociceptive processing. Formalin-induced nociceptive behavior was also inhibited by intraperitoneal injection of a combination of vitamin C and vitamin E, but not of vitamin C or vitamin E alone. Moreover, the combination of vitamin C and E dose-dependently attenuated mechanical allodynia in the spared nerve injury (SNI) model of neuropathic pain. The SNI-induced mechanical allodynia was also reduced after intrathecal injection of the combination of vitamin C and E, and western blot analyses revealed that vitamin C and E treatment can ameliorate the activation of p38 MAPK in the spinal cord and in DRGs. These data suggest that a combination of vitamin C and E can inhibit the nociceptive behavior in animal models of pain, and points to a role of the spinal cord as an important area of ROS production during nociceptive processing.
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Nanopartikel als Trägersysteme für Doxorubicin zur Therapie von Gehirntumoren
(2011)
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Stefanie Wohlfahrt
- Einleitung: Glioblastome, die aggressivsten malignen Gehirntumore, gehören zu den menschlichen Karzinomen mit der schlechtesten Prognose. Ihre Therapie stellt eine große Herausforderung dar. Eine komplette chirurgische Entfernung des Tumors ist auf Grund des infiltrativen Wachstums in gesundes Hirngewebe meist nicht möglich, und trotz der Standardtherapie, die Operation, Chemo- und Radiotherapie umfasst, sind die Behandlungserfolge nicht zufriedenstellend. Erschwerend kommt hinzu, dass das Gehirn vom übrigen Organismus durch die hochselektive Blut-Hirn-Schranke abgegrenzt ist, welche für viele potentiell wirksame therapeutische Substanzen eine Permeabilitätsbarriere darstellt. Somit stehen viele Zytostatika für die systemische Glioblastomtherapie nicht zur Verfügung und eine relative Therapieresistenz ist zu verzeichnen.
Nicht nur die Neuentwicklung von Arzneistoffen für die Pharmakotherapie von Erkrankungen des zentralen Nervensystems, wie den Gehirntumoren, sondern auch die Etablierung neuer Arzneiformen zur kontrollierten, gewebsspezifischen Arzneistoffapplikation gewinnt immer mehr an Bedeutung.
Ein Ansatz, der in der Vergangenheit vielversprechende Erfolge erzielte, ist die Einbettung von Arzneistoffen in kolloidale Trägersysteme wie polymere Nanopartikel oder Liposome. Diese Carrier sind in der Lage verschiedene Arzneistoffe über die Blut-Hirn-Schranke zu transportieren, damit diese im zentralen Nervensystem ihre Wirkung ausüben können. Der Grund für diesen Erfolg ist offensichtlich begründet in der nanopartikulären Größe und der besonderen Oberflächenstruktur dieser Träger. Zusätzlich geht mit der vermehrten Anreicherung der Wirkstoffe im Zentralnervensystem eine Verminderung der unerwünschten Arzneimittelwirkungen in peripheren Organen einher, was die Therapie positiv beeinflusst.
In der vorliegenden Arbeit wird die antitumorale Effizienz nanopartikulärer Formulierungen, die den Wirkstoff Doxorubicin enthalten, eingehend untersucht. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf der histologischen und immunhistochemischen Analyse der Gehirntumore, die eine genaue
Differenzierung zwischen den Zubereitungen und eine aussagekräftige Effizienzbeurteilung erlaubt. Weiterhin wird der Fokus dieser Arbeit auf die Quantifizierung der Doxorubicinmenge gerichtet, die nach Applikation der nanopartikulären Formulierungen im Gehirn vorliegt.
Enthält u.a. die Publikationen:
Publikation 1:
Transport of drugs across the blood-brain barrier by nanoparticles – A review
Journal of Controlled Release – Special Issue: Drug delivery research in Europe
Status: accepted, geplantes Erscheinungsdatum: 01.2012
Publikation 2:
Increased numbers of injections of doxorubicin bound to nanoparticles lead to enhanced efficacy against rat glioblastoma 101/8
Wohlfart et al. 2009, Journal of Nanoneuroscience, Volume 1, Number 2, December 2009, pp. 144-151 (8)
Publikation 3:
Treatment of glioblastoma with poly (isohexyl cyanoacrylate) nanoparticles
Wohlfart et al. 2011, International Journal of Pharmaceutics 415 (2011) 244-251
Publikation 4:
Drug delivery to the brain using surfactant-coated poly (lactide-co-glycolide)
nanoparticles: Influence of the formulation parameters
Gelperina et al. 2010, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 74 (2010) 157–163
Publikation 5:
Efficient chemotherapy of rat glioblastoma using doxorubicin-loaded PLGA nanoparticles with different stabilizers
Wohlfart et al. 2011, PloS One May 2011, Volume 6, Issue 5, e 19121
Publikation 6:
Kinetics of transport of doxorubicin bound to nanoaprticles across the blood-brain barrier
Wohlfart et al. 2011, Journal of Controlled Release (2011),
doi:10.1016/j.jconrel.2011.05.010, in press
