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In der vorliegenden Arbeit sollte die Frage beantwortet werden, ob Dithranol nicht nur in einer murinen Keratinozytenzellinie, sondern auch in humanen Keratinozyten über reaktive Sauerstoffspezies zu einer NF-kappa-B-Aktivierung führt und ob diese Aktivierung zur Expression NF-kappa-B-regulierter Proteine in humanen Keratinozyten führt. Weiterhin sollte die Frage geklärt werden, ob die c-rel-Untereinheit von NF-kappa-B, als möglicher Induktor von Apoptose, für den therapeutischen Nutzen von Dithranol mitverantwortlich ist. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Dithranol dosisabhängig zu einer Aktivierung des nukleären Transkriptionsfaktors Kappa in primären humanen Keratinozyten führt. Diese Aktivierung wird über reaktive Sauerstoffspezies vermittelt und kann durch verschiedene, nicht strukturverwandte Antioxidantien inhibiert werden. Weiterhin konnte keine verstärkte c-rel Anwesenheit in den bindenden NF-kappa-B-Komplexen nachgewiesen werden, so dass die Induktion von Apoptose in primären humanen Keratinozyten durch Dithranol nicht wahrscheinlich ist. Außerdem konnte eine gesteigerte Expression des NF-kappa-B-regulierten, proinflammatorischen Zytokins Interleukin-8 sowie eine gesteigerte Expression der NF-kappa-B-regulierten Moleküle ICAM-1 und iNOS sowie deren Inhibition durch Antioxidantien nachgewiesen werden. Zusammenfassend konnten wir in dieser Arbeit einen molekularen Wirkmechanismus eines in der dermatologischen Praxis verwendeten Lokaltherapeutikums dahingehend aufklären, dass es über die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies zur Aktivierung eines nukleären Transkriptionsfaktors führt, der zahlreiche proinflammatorische Gene reguliert. Obwohl damit die, für die Wirksamkeit des Dithranols notwendige Entzündungsreaktion der Haut erklärt wird, könnte die gleichzeitige antiproliferative Wirkung von NF-kappa-B in Keratinozyten den Wrkungsmechanismus bei Psoriasis darstellen.
Borrelia lusitaniae, eine vorwiegend im Mittelmeerraum/ Südwesteuropa vorkommende Borrelienspezies des B. burgdorferi s.l.-Komplexes, wird derzeit als eine potentiell humanpathogene Genospezies diskutiert. Für vergleichende Studien stehen derzeit vorwiegend Zeckenisolate und nur zwei Patientenisolate zur Verfügung. Im Rahmen dieser Arbeit wurden insgesamt 16 Isolate, darunter ein Patientenisolat aus verschiedenen Regionen Portugals und Süddeutschlands im Bezug auf ihre Serumempfindlichkeit/-resistenz gegenüber humanem Serum und der Fähigkeit Komplementregulatoren aus Serum zu binden, untersucht. Anhand der erhaltenen Ergebnisse konnte gezeigt werden, dass B. lusitaniae, mit Ausnahme des Stammes IP-N1, als serumsensible Genospezies klassifiziert werden kann. Alle Isolate aktivierten die Komplementkaskade hauptsächlich über den alternativen Weg wobei massiv Komplementkomponenten auf der Zelloberfläche deponiert wurden. Die effiziente Aktivierung und Ablagerung des terminalen Komplementkomplexes führte zur vermehrten Ausbildung sogenannter Blebs, Ausstülpungen der äußeren Membran, was auf eine effiziente Lyse der Borrelienzellen hinwies. Obwohl serumsensibel, waren alle Isolate in der Lage, den löslichen Komplementregulator des alternativen Weges, Faktor H aus dem Serum zu binden. Allerdings konnte nur bei 4 der 16 untersuchten Isolate eine schwache komplementregulatorische Aktivität von zellgebundenem Faktor H durch den Nachweis spezifischer C3b-Spaltprodukte bestätigt werden. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass Faktor H in seiner Eigenschaft als Komplementregulator inhibiert ist. Durch weiterführende Analysen konnte ein Faktor H-bindendes Protein von 16 kD bei B. lusitaniae MT-M8 identifiziert und charakterisiert werden. Dieses als BlCRASP-3 bezeichnete Protein war in der Lage, Faktor H über dessen C-terminale SCR-Domänen 19-20 zu binden. Im Vergleich zu anderen mit Faktor H interagierenden Proteinen war die Bindung sehr schwach und erreichte nur ca. 16% der Bindungsstärke von BbCRASP-3, was eine nicht nachweisbare Kofaktoraktivität von an BlCRASP-3 gebundenem Faktor H erklären könnte. Sequenzanalysen und Untersuchungen mit verschiedenen Proteasen identifizierten BlCRASP-3 als ein auf der Oberfläche von B. lusitaniae lokalisiertes Lipoprotein, welches eindeutig zur heterologen Erp-Proteinfamilie gehört. Interessanterweise ist bei BlCRASP-3 jener Bereich am C-Terminus konserviert, der als Faktor H-Bindungsstelle erachtet wird. Die nicht konservierten Austausche einzelner Aminosäuren innerhalb der vermuteten Bindungsregion und das Fehlen höher geordneter Strukturen, wie z.B. coiled-coils, könnten die stark reduzierte Bindungskapazität von Faktor H an BlCRASP-3 erklären. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die schwache Bindung von Faktor H und die Inhibition der komplementregulatorischen Aktivität von Faktor H, als Ursachen für den fehlenden Schutz vor der durch Komplement vermittelten Lyse angenommen werden kann, wodurch die untersuchten B. lusitaniae-Isolate einen serumsensiblen Phänotyp aufweisen. Des Weiteren konnten bei allen untersuchten B. lusitaniae Isolaten erp-homologe Gensequenzen auf Plasmiden unterschiedlicher Größe nachgewiesen werden. Manche Isolate wiesen multiple erp-Loci auf. Durch PCR konnten erp-homologe Gensequenzen amplifiziert werden, die für ErpL/ErpY-orthologe Proteine kodieren und nicht mit Faktor H interagieren. Welche Funktion diese Proteine für Borrelien besitzen bleibt weiterhin ungeklärt. Es ist denkbar, dass diese Proteine bei der Erregerpersistenz oder dem Immunescape in der Eidechse als natürlichem Wirt eine wichtigen Rolle spielen oder Borrelien ermöglichen, sich an andere Reservoirwirte anzupassen.
Knochendefekte sind ein häufig anzutreffendes Krankheitsbild mit multiplen Ursachen wie zum Beispiel Trauma, Infektion und Tumore. Besondere Aufmerksamkeit bedürfen dabei Knochendefekte kritischer Größe (CSD). Diese sind definiert als ein Knochendefekt, der trotz adäquater Stabilisierung in der Lebzeit des Patienten nicht abheilen wird. Gerade diese sind in der Versorgung sehr zeit- und geldintensiv und stellen eine große Belastung für den Patienten dar. Trotz deren Häufigkeit finden sich nur Behandlungsverfahren, die mit signifikanten Nachteilen einhergehen. Daher ist gerade in der Behandlung von CSD weitere Forschung und die Entwicklung neuer Behandlungsmöglichkeiten nötig. Ein gut belegtes und klinisch erfolgreich angewandtes Verfahren stellt die Masquelet-Technik dar, welche ein zweizeitiges Verfahren ist, bei dem zunächst in einer ersten OP der Defekt ausgiebig durch Debridieren und die Zugabe von Antibiotika vorbereitet wird und anschließend mit einem Spacer aus Knochenzement und einem geeigneten Osteosyntheseverfahren stabilisiert wird. Über mehrere Wochen bildet sich nun eine Biomembran, die Masquelet-Membran, um den Spacer, welche in einer zweiten OP eröffnet wird. Daraufhin wird der Spacer entfernt und zum Beispiel mit autologem Knochen aus dem Beckenkamm gefüllt. Dann wird die Membran wieder verschlossen und der Defekt kann abheilen. Mit diesem Verfahren können auch große Defekte versorgt werden und in der Literatur finden sich Erfolge bei bis zu 25cm langen Defekten. Limitierungen finden sich hier in der Verfügbarkeit von autologem Knochenmaterial. Hier kann mit synthetischen Knochenersatzstoffen, wie zum Beispiel β-TCP, oder xenogenen Materialen zum Beispiel vom Rind gearbeitet werden. Einen weiteren großen Nachteil sahen wir jedoch in der Notwendigkeit einer zweiten OP. Dies setzt den Patienten erneut dem Operations- und Narkoserisiko aus, ist mit erneuten Schmerzen verbunden und führt zu verlängerten Krankenhausaufenthalten mit gesteigerten Kosten. Um dies zu umgehen, wurde in dieser Arbeit die Masquelet-Membran durch eine Membran aus dezellularisierter humaner Dermis (Epiflex) ersetzt, welche bereits erfolgreich bei der Behandlung größerer Bauchwanddefekte eingesetzt wird. So könnte man in einer einzigen OP den Defekt mit der Dermis umhüllen und direkt mit dem gewünschten Knochenersatzmaterial füllen. Hypothese war, dass eine Defektumhüllung mit Epiflex die Defektheilung vergleichbar zur induzierten Membran unterstützt. Eine weitere Fragestellung dieser Arbeit war, ob durch den Einsatz von mononukleären Zellen des Knochenmarks (BMC) die Knochenheilung zusätzlich verbessert werden kann. Zu diesem Zweck wurden sechs Gruppen aus männlichen Sprague-Dawley-Ratten gebildet, welche einen 1 cm starken Defekt im Femur gesetzt bekamen. Die Gruppen 1 und 2 wurden mit dem Masquelet-Verfahren, Gruppe 1 ohne und Gruppe 2 mit Zugabe von BMC, behandelt. Die Gruppen 3 bis 6 wurden mit dem einzeitigen Verfahren unter Verwendung der Dermis als Defektumhüllung und verschiedenen Kombinationen von BMC in einer einzigen OP behandelt. Nach 8 Wochen wurden die operierten Femora, inklusive jeweils eines nicht operierten Referenzfemur pro Gruppe explantiert und histologisch aufgearbeitet. Mittels der MOVAT Färbung wurde die Knochenneubildung im Defekt und die histologische Transformation der Membran in knöchernes Gewebe beurteilt. Es konnte ein signifikanter knöcherner Umbau der Epiflex-Membran beobachtet werden. Da mit der Epiflex-Membran ein Fremdkörper in den Organismus eingebracht wurde, wurde auch das Inflammationsgeschehen anhand histologischer Färbungen für Monozyten/Makrophagen (CD68) sowie für Granulozyten (CAE) beurteilt. Dabei zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Verfahren. Allerdings konnte eine unterschiedliche Verteilung der Immunzellen nachgewiesen werden. Abschließend wurde anhand von immunhistologischen α-SMA und vWF-Färbungen die Vaskularisierung im Defekt beurteilt. Die Epiflex-Membran wurde in gleichem Maße wie die induzierte Membran von Gefäßen durchdrungen. Dabei wuchsen häufig Gefäße aus dem umliegenden Muskelgewebe in den Defekt ein. Die zusätzliche Transplantation von BMC, welche eine zusätzliche Variable in dieser Arbeit darstellten, beeinflusste die Knochenheilung positiv. In Gruppen mit zusätzlichen BMC wurde geringere Inflammation und eine verbesserte Verknöcherung im Defektbereich beobachtet. Die Gefäßdichte wurde durch zusätzliche BMC jedoch nicht erhöht. Abschließend lässt sich aus den Ergebnissen schließen, dass der Ersatz der Masquelet-Membran durch die einzeitige Versorgung mit einer humanen dezellularisierten Dermis zu mindestens gleichwertigen Ergebnissen im Vergleich zur zweizeitigen induzierten Membrantechnik nach Masquelet führt.
Einfluss der natürlichen Verbindung Curcumin auf die Invasion von Harnblasenkarzinomzellen in vitro
(2017)
Das Harnblasenkarzinom macht 3,4 % aller bösartigen Tumore aus. In Deutschland erkranken jedes Jahr 16.000 Menschen mit stetig steigenden Inzidenzraten. Betroffen sind vor allem äl-tere Menschen.
Die Therapie erfolgt in Abhängigkeit vom Tumorstadium. Im fortgeschrittenen Stadium wird der Patient i. d. R. mit zwei bis drei Zyklen MVAC (Methotrexat, Vinblastin, Doxrubicin und Cisplatin) behandelt. Unter Chemotherapie lässt sich die Überlebenszeit des Patienten verlän-gern, dennoch schränken rasch aufkommende Resistenzen den Wirkungsgrad erheblich ein. Curcumin kann den Bedarf von Patienten, die Krankheit zusätzlich aktiv bekämpfen zu können, decken. Die natürliche Substanz hat das Potenzial, sich als eine zusätzliche Therapieoption beim fortgeschrittenen Harnblasenkarzinom zu etablieren. Ziel der Studie war es, die Wirk-samkeit von Curcumin durch Lichtexposition zu erhöhen und die Bedeutung dieses Ansatzes für die Hemmung der Tumorinvasion anhand von Harnblasenkarzinomzellen zu evaluieren.
Zellkulturen der Harnblasenkarzinomzelllinien UMUC3, RT112 und TCCSUP wurden angelegt. Die Tumorzellen wurden vor den Versuchen mit Curcumin in verschiedenen Konzentrationen (0,05 μg/ml, 0,1 μg/ml und 0,2 μg/ml) und/oder mit Tageslicht behandelt und in entspre-chende Proben eingeteilt. Mittels Adhäsionsversuchen wurde das Bindungsverhalten der Krebszellen an extrazelluläre Matrixproteine (Kollagen, Fibronektin) und humane Endothelzel-len (HUVEC) untersucht. Die Migrationstendenz wurde mithilfe eines Chemotaxisexperiments ermittelt. Um die Wirkung von Curcumin auf die für den Metastasierungsprozess relevanten α- und β-Integrin-Subtypen zu untersuchen, wurde eine FACScan-Analyse durchgeführt. Der Western Blot diente zur Quantifizierung der Integrinproteine vor und nach Behandlung. Zu-sätzlich wurde durch Blockadeanalysen dargestellt, in welchem Rahmen die Tumorzellen in ihrem Bindungs- und Migrationsverhalten von selektiven Integrinen abhängig sind.
Eine Bestrahlung von Curcumin mit Tageslicht (CurcuminLicht) hatte eine signifikante Wirkungs-steigerung der Substanz gegenüber unbestrahltem Curcumin zur Folge. Einheitlich verringerte CurcuminLicht die Adhäsion sämtlicher Tumorzelllinien an immobilisiertes Kollagen und Fibronektin. Die Interaktion von UMUC3 und RT112 mit HUVEC wurde gehemmt, hingegen er-höhte sich die Bindungsrate von TCCSUP signifikant gegenüber der unbehandelten Kontrolle. Die Tumorzellmotilität (Chemotaxis) wurde in Gegenwart von CurcuminLicht deutlich geblockt. Die FACScan-Analyse und Western Blotting verwiesen auf distinkte Modulationen der α- und β-Integrin-Subtypen. Diese waren in Abhängigkeit vom Tumorzelltyp unterschiedlich ausge-prägt. Mittels Blockadestudien konnte demonstriert werden, dass die Integrin-Subtypen α3, α5 und β1 wesentlich in Adhäsions- und Migrationsereignisse eingebunden sind.
Die Ergebnisse verweisen auf die Bedeutung der Lichtexposition für die Wirkeffektivität der Natursubstanz Curcumin. CurcuminLicht vermag, invasive Prozesse im Rahmen der Tumordis-semination zu unterbinden, und könnte sich somit als wertvolles Additivum im Rahmen der konventionellen Tumorbehandlung erweisen. In nachfolgenden Studien sollten die erarbeite-ten Daten am Tiermodell verifiziert werden.
Ziel der Arbeit ist es die Eigenschaften und die Häufigkeit von Rezidiven der primär und sekundär therapierten Basalzellkarzinome der MKPG, insbesondere in Abhängigkeit der Lokalisation und des Resektionsstatus zu evaluieren und mit den Ergebnissen der Literatur zu vergleichen, um ein optimiertes chirurgisches Vorgehen zu sichern.
