Hinsichtlich einer effizienten Nachsorge von Melanompatienten existieren entsprechende Empfehlungen, aber auch widersprüchliche Stellungnahmen hinsichtlich Intervalllänge und Umfang der Nachsorge. Das Melanom ist einer der malignen Tumoren mit den am schnellsten steigenden Inzidenzraten, was auch eine Steigerung der Mortalität bedingt. In der vorliegenden Arbeit werden neue diagnostische Strategien geprüft und in ein vorbestehendes Melanomnachsorgeschema aufgenommen, um Patientenbetreuung, die frühe Entdeckung von Metastasen, aber auch die Raten an rezidivfreiem - und Gesamtüberleben zu verbessern. In einer großen prospektiven Studie von 4 Jahren Dauer konnte der Ultraschall von Lymphknoten, Weichteilgewebe und in transit Strecken eher als die rein klinische Untersuchung Metastasen entdecken und führte auf diese Weise zu einer Verbesserung des rezidivfreien- und des Gesamtüberlebens. Die Feinnadelaspirationszytologie (FNAC) wurde in einer weltweit, zahlenmäßig führenden Studie durchgeführt um die verdächtigten Läsionen tatsächlich zu diagnostizieren. Dies geschah hierbei nahezu nicht-invasiv. Hohe Zahlen an Sensitivität und Spezifität dieser Methode konnten erreicht werden und eine Diagnose konnte auch in sehr kleinen Läsionen oder solchen in einer schwierigen Position etabliert werden. Bei letzteren Läsionen erwies sich auch die Hinzunahme einer ultraschallgesteuerten Drahtmarkierung als nützliches Procedere. Auf diese Weise konnte die Exzision dieser Läsionen in komplizierter Lage vereinfacht werden. Eine weitere Studie untersuchte die begleitende Anwendung der Untersuchung einer seriellen reverse Transskriptase Polymerasekettenreaktion (RT-PCR) zum Nachweis von Tyrosinase aus peripherem Blut von Hochrisikomelanompatienten. Patienten, die im Blut mindestens einmal positiv getestet wurden, zeigten ein signifikant höheres Risiko, krankheitsspezifisch am Melanom zu versterben, als Patienten, die stets ein negatives Resultat aufwiesen. Die Tyrosinase RT-PCR Untersuchungen konnten auch an geringen Mengen Material wie Feinnadelaspiraten oder dem Feinnadelpunktaten des Sentinel Node erfolgreich durchgeführt werden. Alle aufgezeigten Methoden erwiesen sich als effektiv und wurden deswegen in das bestehende Nachsorgeprogramm der Melanompatienten an der Charité, Berlin aufgenommen. / There exist recommendations but also controversies about the necessity and effectiveness of a distinctive melanoma follow-up programme. Melanoma is one of the fastest increasing malignant tumours with increasing rates of incidence and mortality. In this work new strategies are implemented in a pre-existing melanoma follow-up schedule in order to ameliorate the care for patients, the detection of metastases and the relapse-free and overall survival rates. In a large prospective study taking four years the ultrasound of lymph nodes, soft tissues and in transit distances was shown to earlier detect recurrences than the clinical examination thus significantly enhancing recurrence-free and overall survival. Fine needle aspiration cytology (FNAC) has been performed in a large, worldwide leading study to verify the suspected lesions in a nearly non-invasive way. High percentages in sensitivity and specificity could be achieved also in small lesions or lesions in an unfavourable localization. The latter lesions have been shown to be better detectable by a marking procedure. An anchor wire has been sonographically placed within such a lesion to improve the successful excision. A further study examined the value of serial RT-PCR testing from peripheral blood in melanoma patients. Patients, who have been tested at least once positive, had a higher risk ratio to die disease-specifically from melanoma. This result has been highly significant. RT-PCR examinations could also be applied in small amounts of material such as fine needle aspirations or material of FNA C of the sentinel node. All modalities could be proven to be effective and therefore are included in the melanoma follow-up programme of the Charité, Humboldt University of Berlin.

Einen Orbitadefekt mit Verlust des Auges und der filigranen Lidstrukturen kann eine implantatverankerte Silikonepithese im Halt sicher und bei geöffnetem Auge ästhetisch mit gutem Ergebnis abdecken. Bei Lidschluß fällt allerdings die Starrheit der Lider in der Epithese auf. Ziel der Entwicklung war es, das künstliche Oberlid in der Orbitaepithese beweglich zu gestalten und so durch die gewonnene Dynamik ein natürlicheres Aussehen beim Patienten zu erreichen. In der Epithese sollten alle Komponenten integriert sein, um das künstliche Oberlid synchron zum gesunden Auge zu bewegen. Als bewegliches Oberlid erwies sich gegossene Latexmilch als Material am geeignetsten. Dieses Material war elastisch, einfärbbar und konnte den Belastungen der ungefähr 30 unwillkürlichen Lidschlagbewegungen pro Minute standhalten. Das künstliche Oberlid wurde analog dem natürlichen Vorbild des Lidöffners nach dem Prinzip der Zuggurtung über die Augenprothese nach oben hinten gezogen. Als Antrieb wurde ein DC-Mikromotor eingesetzt, der das Oberlid mit Hilfe eines kleinen Polyamidfadens, welcher an der inneren verstärkten Lidkante befestigt war, nach kranial bewegte. Der Faden wurde über eine Kanülenführung auf eine Seilrolle gewickelt. Nachdem sich ein aufgebautes Tischmodell im Test bewährt hatte, wurde eine einbaufähige elektronische Schaltung in SMD-(Surface Mounted Device) Technik entwickelt, die einerseits den Antrieb steuerte und andererseits die zur Synchronisation erforderlichen Muskelpotentiale verarbeitete. Diese zwei doppelseitig bestückten Platinen wurden direkt hinter die individuell aus Glas vom Okularisten hergestellte Augenprothese positioniert. Über fünf integrierte einstellbare Potentiometer konnten die abgeleiteten Muskelsignale für eine verzögerungsfreie Lidbewegnung beim Patienten individuell verändert werden. Die Energiebereitstellung für die Elektronik und den Motor konnte aufgrund der zu niedrigen Nennkapazitäten nicht durch Akkumulatoren erfolgen, sondern wurde durch eine kleine leicht auswechselbare Batterie erreicht, die hochgerechnet Strom für 7 bis 14 Tage lieferte. Da die einzelnen Komponenten nicht frei in der Epithese liegen konnten, wurde als Schutz ein Gehäuse in hartem Acrylatkunststoff konzipiert. Da die Anordnung der Batterie unter oder hinter dem Motor möglich war und auch die Elektronik versetzt zu Batterie und Motor angebracht werden konnte, konnte so die Geometrie des Gehäuses in Grenzen dem individuellen Orbitadefekt angepaßt werden. In klinischen Versuchen an gesunden Probanden und Patienten mit implantatverankerten Orbitaepithesen zeigte sich, daß Muskelpotentiale vom M. orbicularis oculi aus dem gesunden Oberlid oder teilweise der exenterierten Orbita mit Restaktivität des Lidschließers mit Nadelelektroden bipolar abgeleitet zur Ansteuerung des Motors geeignet waren. Mit diesen Biopotentialen wurde das reibungslose Funktionieren der synchronen Lidbewegung des Prototypen an einer freiwilligen gesunden Versuchsperson getestet. Nach umfangreichen Labortestungen wurden zwei Patienten mit dieser neuartigen Orbitaepithese rehabilitiert. Bei den Patienten wurde das passende Gehäuse mit den gekapselten Funktionseinheiten individuell hergestellt und dieses in eine Silikonepithese eingearbeitet. Gehalten wurde die Silikonepithese über implantatfixierte Magnetabutments. Die Muskelpotentialableitung zur Triggerung der synchronen Lidbewegung erfolgte durch eine intramuskuläre EMG - Ableitung des M. orbicularis oculi. Beim ersten Patienten gelang dieses über eine sterile Nadelelektrode, die allerdings beim Tragen der neuen Orbitaepithese jedes Mal neu in den Muskel eingestochen werden mußte. Beim zweiten Patienten wurden die Muskelpotentiale über eine subcutan implantierte dünne EMG - Elektrode aufgenommen. Die Myosignale wurden bei beiden Patienten bipolar abgeleitet. Die zweite differente Elektrode kontaktierte einen implantatfixierten Magneten. Die Neutralelektrode war mit einem weiteren implantatverankerten Magneten verbunden. Die abgeleiteten Muskelimpulse beim Lidschlag konnten so bei den Patienten eine zum gesunden Oberlid synchrone künstliche Lidbewegung initiieren. Da die Bauteile zur künstlichen Lidbewegung noch nicht beliebig klein zu gestalten sind, können zur Zeit noch nicht alle Orbitaepithesenträger mit der neuartigen Epithese rehabilitiert werden. Um bei Patienten mit kleineren Orbitadefekten die Epithese eingliedern zu können, muß sich die zukünftige Forschung auf eine noch weitere Größenreduktion der einzelnen Komponenten konzentrieren. Durch die Entwicklung von telemetrischen Verfahren wird es möglich sein, die von einer intramuskuären implantierten, für diese Anwendung optimierten EMG - Elektrode emfangenen Signale ohne infektionsgefährdete Hautdurchleitung zur Epithese zu übertragen. / An orbit defect with loss of the eye and its delicate lid structures can be concealed with an implant anchored silicon facial prosthesis. This method assures secure retention and good esthetic results as long as the eye remains open. However, when the healthy lid closes, the immobility of the prosthesis becomes conspicuous. The aim of this development was to animate the artificial lid in the orbita prosthesis to give the patient a much more natural appearance. All components in the prosthesis were integrated to create an artificial lid that would blink in synchrony with that of the healthy eye. The material which proved to be most suited for the moveable eyelid was cast latex milk. It was elastic, would take dyes and was robust enough to withstand approximately 30 involuntary lid movements per minute. The artificial upper lid was pulled up behind the eye prosthesis by means of a fine thread, analogous to the natural lid opener. This is driven by a DC micromotor which lifts the upper lid in a cranial direction with a polyamid thread attached to the reinforced rim of the lid. The thread was wound onto a minute pulley. After a successful model had been constructed, an electronic circuit was developed in SMD (Surface Mounted Device) technique which drove the motor and processed the muscle potential necessary for the synchronization. These two double-sided circuit boards were positioned directly behind the artificial eye, which had been created specially by an ophthalmologist. By means of five integrated potentiometers, the muscle signals picked up were individually modified and adjusted to eliminate any delays in the lid movement. The low nominal capacity provided by accumulators ruled them out as a possible power supply for the electronics and motor, and instead, a small, light replaceable battery, capable of powering the motor for 7 to 14 days, was chosen. The individual components were then assembled and housed in a case of rigid acrylate plastic. It was possible to position the battery either under or behind the motor and to and stagger the electronics parts to the position of the battery and motor. This enhanced the adaptability of the case's geometric form to the individual orbit defect. Clinical tests with healthy test persons and patients with implant-anchored orbital prostheses demonstrated that muscle potentials from the orbicularis oculi muscle could be picked up from the healthy upper lid with bipolar needle electrodes. This was also possible in some cases when after exenteration the orbicularis oculi muscle remained partially active and continued to emit muscle potentials. With these biopotentials, the synchronic lid movement of the prototype was tested on a voluntary healthy test person. It functioned flawlessly. After extensive laboratory tests, two patients were rehabilitated with the new orbita prosthesis. For each patient a case for the components was designed and fitted into a silicone prosthesis retained with implant-anchored magnet abutments. The muscle potentials were conducted by an intramuscular electromyography (EMG) to trigger synchronous lid movement. With the first patient, a sterile needle electrode was used, but this had to be reinserted into the muscle each time the prosthesis was fitted. In the second patient the muscle potentials were picked up via a thin EMG-electrode implanted subcutaneously. In both cases bipolar conduction was taken. The second different electrode was attached to one implant-anchored magnet; the neutral electrode to another. In both patients, the muscle impulses emitted during lid closure initiated an artificial lid movement in synchrony with the healthy eyelid. Since the component parts cannot be reduced beyond a certain minimum size, not all orbit prosthesis wearers can be rehabilitated with the new prosthesis. In order to fit patients with smaller defects, future research will have to concentrate on a further reduction in component size. With further developments in telemetric procedures it will become possible to transmit signals received from a EMG electrode implanted in the muscle to the prosthesis without the dangers of infection inherent in conducting them through the skin.

Primär kutane Lymphome sind typische Krankheitsbilder in der Dermatologie. Obwohl diese Erkrankungen zu den seltenen Krankheiten zählen, sind sie jedoch von therapeutischem und wissenschaftlichen Interesse. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Klassifikation und Therapie primär kutaner Lymphome. Die 1997 veröffentlichte EORTC-Klassifikation wird mit ihren wichtigsten Entitäten erläutert. Die EORTC-Klassifikation geht auf spezifische Besonderheiten der primär kutanen Lymphome ein und orientiert sich an der guten Prognose dieser Erkrankungen. Therapeutische Strategien wie der Einsatz von für kutane Lymphome typische Behandlungsmethoden (PUVA, Exzision, Radiatio) als auch gentechnisch hergestellte Medikamente wie therapeutische Antikörper und Vakzinen werden erklärt. Der zweiten Teil der Habilitationsschrift konzentriert sich auf experimentelle Arbeiten zur molekularbiologischen Untersuchung von primär kutanen Lymphomen. Im Mittelpunkt steht die Methode der Mikromanipulation und Einzelzell-PCR. Für die Mykosis fungoides konnte gezeigt werden, daß im initialen Ekzemstadium nur wenige klonale maligne T-Zellen in der Probe nachzuweisen sind. Mit Zunahme des Infiltrates (Plaque) sind die malignen Zellen in der Epidermis oder gruppiert in der Dermis lokalisiert. Im Tumorstadium dominieren die malignen Zellen das dermale Infiltrat (Gellrich S, J Invest Dermatol, 2000). Die Tumorzellen primär kutaner B-Zell-Lymphome weisen einen dem Keimzentrum ähnlichen Mutationsstatus, nämlich somatische Mutationen und intraklonale Diversifikation, auf (Gellrich S, J Invest Dermatol, 1997; Gellrich S, J Invest Dermatol, 2001). Die Daten sprechen für einen noch aktiven Mutationsmechanismus, sogenannte ongoing mutations (Golembowski S, Immunobiology, 2000). Eine Unterform der kutanen Lymphome stellen die primär kutanen CD30+ T-Zell Lymphome dar. In Untersuchungen mittels Mikromanipulation und Einzelzell-PCR wurden CD30+ Zellen aus primär kutanen CD30+ großzelligen Lymphomen hinsichtlich ihrer T-Zell-Klonalität untersucht. Dabei stellte sich heraus, daß nicht alle atypischen Zellen zur Tumorpopulation gehören. Es wird vermutet, daß ein unbekannter Stimulus zur Ausprägung der Zellmorphe und zur Expression des CD30-Moleküls führt (Gellrich S, J Invest Dermatol, 2003). Eine weitere Entität, bei welcher CD30+ Zellen eine Rolle spielen, ist die lymphomatoide Papulose. In den hier dargestellten Untersuchungen wurden CD30+ große atypische Zellen einzeln isoliert und anschließend mittels PCR für die Gene des T-Zell-Rezeptor-Gamma und des Immunglobulinrezeptors amplifiziert bei einem Patienten mit lymphomatoider Papulose und assoziierter Morbus Hodgkin-Erkankung. In zwei von drei Fällen waren diese CD30+ Zellen polyklonal. Die aus der Fragmentanalyse bekannte klonale T-Zell-Population konnte dagegen in CD3+CD30- kleinen Zellen gefunden werden. In einem dritten Fall enthielten die CD30+ Zellen klonale B-Zellen, welche die gleichen Immunglobulingene rearrangiert hatten wie Zellen aus einem zuvor bestehenden Hodgkin-Lymphom desselben Patienten. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass es für das Aufschießen und die Regredienz der Läsionen der lymphomatoiden Papulose einen Stimulus gibt und die klonalen T- und B-Zellen als Begleitinfiltrat ohne pathologische Bedeutung anzusehen sind. Insgesamt bilden die Daten dieser Arbeit eine Grundlage für eine Fortsetzung der Untersuchung zur Ätiopathogenese von primär kutanen Lymphomen und deren Therapie und bieten die Möglichkeiten vielfältiger wissenschaftlicher Kooperationen. / Primary cutaneous lymphomas present with typical clinical features in dermatology. Although these diseases are rare, they particularly are of scientific and therapeutic interest. The first part of this work deals with the classification and treatment of primary cutaneous lymphomas (PCBCL). The 1997 published EORTC classification will be explained according to the good prognosis of PCBCL. Therapeutic strategies as well as typical procedures (PUVA, excision, irradiation) and gene-technically produced drugs (therapeutic antibodies, vaccination) are illustrated in detail. The second part of this publication focuses on the experimental molecular biological work-out, done in primary cutaneous lymphomas by means of micromanipulation and single cell PCR. For the mycosis fungoides could be shown that in the patch stage only a few malignant T cells can be detected. Increasing infiltrates (plaque-stage) are characterized by epidermotrop or dermally grouped atypical cells. In tumor stage dermal atypical T cells are predominating (Gellrich S, J Invest Dermatol, 2003). The tumor cells of primary cutaneous B cell lymphomas are comparable with the stage of mutation of follicle centre cells: somatic mutations and intraclonal diversity (Gellrich S, J Invest Dermatol, 1997; Gellrich S, J Invest Dermatol, 2001). The data indicate, that there may be an active mutation mechanism, the so-called ongoing mutations (Golembowski S, Immunobiology, 2000). One subgroup of PCBCL, are presented by the CD30positve entities. By means of micromanipulation and PCR, single cells were investigated due to T cell clonality. Not all atypical cells belong to the malignant population. It is supposed that an unknown stimulus leads to morphological features and CD30 expression (Gellrich S, J Invest Dermatol, 2003). Another CD30positive entity is reflected by the lymphomatoid papulosis. In these experiments large atypical CD30positve cells were isolated and have been investigated via PCR for T cell receptor g or immunoglobuline heavy and light chain gene rearrangement. The majority of the large CD30postive cells (two cases) belong to a polyclonal T cell population. In the opposite, the small CD3positive cells are the cells persisting within the T cell clone. In another case B cells with the same immunoglobulin gene rearrangement like in a preceding Hodgkin disease of the same patient could be detected. The data seem to underline the fact that reactive polyclonal CD30positive cells are triggered by an unkown stimulus with clonal bystander cells without any pathological significance. In summary, this work could be the basis for further investigations about the etiopathogenesis of PCBCL.

Das Ziel dieser Studie war die Evaluierung zweier radiologischer Methoden zur Belastbarkeitsvorhersage des Regenerates bei einem Verfahren zur Kallusdistration. Im Rahmen einer tierexperimentellen Großtierstudie (Tiermodell Yucatan-Schweine) wurden die DLR und die DFR als Röntgenverfahren zur Dokumentation des zeitlichen Verlaufs der Regeneratkonsolidierung verwendet. Nach Tötung der Tiere erfolgte der Vergleich zwischen den radiologischen Daten und den biomechanisch gemessenen Werten der untersuchten Tibiae (Festigkeit, Steifigkeit). Das Knochengewicht wurde mittels einer Eichkurve in Aluminiumäquivalent EAT umgerechnet. Anhand der EAT-Werte der einzelnen Versuchstage konnte ein Zuwachs an Knochenfestigkeit festgestellt werden. Die Festigkeit des Knochenregenerates wurde nach der Tötung der Tiere biomechanisch bestimmt und daraufhin mit den EAT-Werten des letzten Versuchtages korreliert. Die digitalisierte Filmradiographie zeigte eine Korrelation des EAT-Wertes am letzten Versuchstag mit der torsionalen Steifigkeitsmessung von r=0,71 und mit dem maximalen Drehmoment von r=0,69. Die DLR konnte demgegenüber eine Korrelation des EAT-Wertes der Distraktionszone mit der torsionalen Steifigkeit von r=0,89 ebenso wie mit dem maximalen Drehmoment von r=0,8 nachweisen. Demzufolge ist eine zuverlässige Verlaufsbeurteilung des Knochenregenerates mit der hier eingeführten Dichtemessung möglich. Beide Verfahren sind geeignet, quantitative Aussagen über die Belastbarkeit des Kallusgewebes bei der Distraktionsosteogenese im Tiermodell zu machen. Die Meßungenauigkeit der Methode war vernachlässigbar, die Meßergebnisse waren unabhängig vom Untersucher. Trotz der hohen Genauigkeit dieser Methode im Tiermodell kann noch keine Aussage über die Anwendung der Verfahrens beim Menschen gemacht werden. Daher werden weitere Studien notwendig sein, um hierüber Klarheit zu schaffen. / The aim of the study was an evaluation of two radiologic methods to predict the strength of bone regeneration in distraction osteogenesis. In this animal study the digitized radiography and the digital luminescence radiography were used for the documentation of bone regeneration. After the death of the animals a comparision between radiologic data and biomechanical data of the tibia was performed. The bone mass was determined by a calibration curve in equivalent aluminium thickness (EAT). On the basis of the EAT data of each examination day an increase of the bone strength could be determined. The bone strength was assessed after the sacrification by biomechanical testing and correlated with the radiologic data of the last examination day. The digitized radiography showed a correlation with the torsional stiffness of r=0,71 and with the maximal torsional moment of r=0,69. The digital luminescence radiography showed a correlation with the torsional stiffness of r=0,89 and with the maximal torsional moment of r=0,8. Therefore a reliable bone mass measurement is available by this method. Both radiographic procedures are suitable to predict the strength of bone regeneration in distraction osteogenesis in this experimental animal study. The inaccuracy of the method was negligible and independent to the investigator. But for all that high accuracy of the method a statement concerning the applicability of this method in humans in not possible. Therefore further investigation are neccessary.

Bei der klinischen Beschreibung einer Sepsis sind Symptome vorhanden, die allesamt auf eine endotheliale Beteiligung schließen lassen. Hierzu zählt die Infektion an sich, die Regulation der Gefäßpermeabilität, der Gerinnung, der Interaktion mit zirkulierenden Zellen, des Gefäßtonus und des Sauerstoffverbrauchs. In systematischer Weise werden die Einflüße reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffderivate für diese endothelialen Funktionen beschrieben. Beide Molekülgruppen können toxische Wirkungen als unspezifisch im Sinne der Onkose induzieren, die komplex von den jeweiligen Produktionsraten und Umgebungsbedingungen abhängig sind. Es scheint bei einer NO. induzierten Toxizität eine kooperative Wirkung mit reaktiven Sauerstoffderivaten zu geben, wohingegen eine primär durch reaktive Sauerstoffderivate induzierte Toxizität von niedrig dosiertem NO. inhibiert werden kann. Daneben kann der Tod einer Zelle auch als eine teleologisch sinnvolle Form geregelt eintreten. Dieser sogenannte programmierte Zelltod, die Apoptose, scheint durch exogene Zufuhr reaktiver Sauerstoff- oder Stickstoffderivate eher wenig wahrscheinlich. Dagegen scheint die endogene Produktion reaktiver Sauerstoffderivate enger mit proapoptotischen Veränderungen assoziiert zu sein. Die endogene endotheliale Produktion von NO. hat in bisherigen Untersuchungen widersprüchliche Bedeutung für die Apoptose und muß weiteren Untersuchungen vorbehalten bleiben. Ob eine durch Sepsis induzierte endotheliale Apoptose oder Onkose bei Menschen vorliegt wird diskutiert. Unabhängig von der Induktion zum Sterbeprozeß haben reaktive Sauerstoff- und Stickstoffderivate eine signalgebende Funktion in Endothelzellen, die nach exogener Zugabe aber auch durch eine endogene Produktion systematisch zusammengefaßt werden. Zahlreiche Sepsiserreger, oder deren Sekretions-, bzw. Abbauprodukte können primär mit Endothelzellen interagieren. Bereits diese frühen Interaktion gehen mit einer Dysregulation reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffderivate einher. Vor allem im Rahmen eines früh auftretenden septischen Schocks wird eine enorm erhöhte Gefäßpermeabilität deutlich. Untersuchungen zur endothelialen Permeabilität legen zumindest in vitro eine Dysregulation reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffderivate nahe. Die Regulation des Gefäßtonus ist ganz offensichtlich bei septischen Patienten gestört. Welcher Beitrag hierfür auf eine gestörte Endothelfunktion zurückzuführen ist wurde in zahlreichen tierexperimentellen Modellen untersucht. Endothelzellen sind in der Lage, den Sauerstoffverbrauch ganzer Organe zu regeln und Implikationen für die Pathophysiologie der Sepsis werden diskutiert. Endotheliale Dysfunktionen bei septischen Patienten scheinen aufgrund tierexperimenteller Modellvorstellungen naheliegend, sind aber nur ansatzweise bei Menschen belegt. Es ist unklar, welche endothelialen Funktionsdefizite bei septischen gut definierten Patienten überhaupt sicher zu quantifizieren sind, oder wie lange sie anhalten und sich über die Zeit ändern. Auch ist nicht belegt, ob lösliche Marker ein Funktionsdefizit anzeigen, oder lediglich Ausdruck einer allgemeinen Schädigung eines Organismus sind. Eine Dysbalance der endothelialen Produktion reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffderivate liegt allerdings sehr wahrscheinlich vor. / The definition of sepsis includes clinical signs which all are related to endothelial dysfunctions. Infections agents can primarily target endothelial cells. The regulation of vascular permeability and coagulation, the interaction with circulating cells, vasoregulation and oxygen consumption are endothelial dependent. Systematically it is described how reactive oxygen species and reactive nitrogen species act as mediators for these diverse functions. Both reactive oxygen and nitrogen species are well known for their toxic potencies leading to oncosis. Their interaction is very complex. Nitric oxide induced toxic reactions increase in the presence of reactive oxygen species, whereas reactive oxygen species induced toxicity is decreased by low doses of nitric oxide. Apoptosis as opposed to oncosis hardly is induced by exogeneous reactive oxygen or nitrogen species in endothelial cells. However, endogeneous production of reactive oxygen species is more likely to serve proapoptotic functions. Whether patients suffering from sepsis show increased signs of apoptotic endothelium is discussed. Signalling events by low doses of exogeneous reactive oxygen and nitrogen species as well as by endogeneous production in endothelial cells unrelated to death signals are summarized. The known signalling pathways are integrated into specific dysregulated endothelial functions of septic patients. Early interactions of endothelium with infectious agents involve reactive oxygen and nitrogen species. Clinically apparent early signs of septic shock include increased vascular permeability and vasoregulatory disturbance. The involvement of endothelium and reactive oxygen and nitrogen species in these functions is summarized. New data have become available showing that endothelium is able to regulate whole organ oxygen consumption in which reactive oxygen and nitrogen species are involved. These data are discussed. From these in vitro and animal studies it seems evident that endothelial dysfunctions are central features of sepsis. However it remains to be clearly shown that definite endothelial dysfunctions are present and measurable in well defined patient groups, how long these suggested dysfunctions are present or change along the course of septic episodes. The involvement of dysregulated production of reactive oxygen and nitrogen species is most likely.

Mit der vorliegenden Habilitationsschrift habe ich den Versuch unternommen, die beiden Themenkomplexe meiner bisherigen wissenschaftlichen Tätigkeit als Beispiele für die Rolle von Modellen in der klinischen Forschung zu verwenden. Den Ansto§ dazu gaben Diskrepanzen, die mir in der Auseinandersetzung mit eigenen Ergebnissen und Beobachtungen im Umfeld dieser Themenkomplexe aufgefallen sind: der Rolle kontaminierender Tumorzellen in der Hochdosistherapie maligner Tumoren einerseits und dem Enzym Dipeptidylpeptidase IV (DPP IV) andererseits. Die beobachteten Diskrepanzen sind Ausdruck konkurrierender pathophysiologischer oder therapeutischer Modelle, und die Präferenz eines bestimmten Modells scheint nicht rein rational erklärbar. Welche Faktoren tragen jedoch zur Entscheidung für oder gegen ein bestimmtes Modell bei? Ich möchte den Umgang mit wissenschaftlichen Modellen anhand der genannten Themenkomplexe aus meiner Sicht erörtern. Anschlie§end soll ein Entwurf skizziert werden, in dem die der Entscheidung für oder gegen ein therapeutisches Modell zugrundeliegende Motivationslage besser verständlich wird und die Intentionalität klinischer Forschung auf den Patienten hin berücksichtigt. / In the thesis presented here, I have taken the challenge to use the topics of my scientific work to discuss the role that models appear to exert in clinical science. This decision arose from discrepancies that became evident in the comparative assessment of my own studies in relation with the surrounding scientific context: the role of tumor cells contaminating peripheral blood or progenitor cell harvests as part of a high-dose chemotherapy regimen on the one hand, and the enzyme dipeptidyl peptidase IV (DPP IV) on the other. The observed discrepancies appear to result from competing pathophysiological or therapeutic models, and the preference or rejection of one model apparently cannot be explained solely by rational factors. I will discuss the application of models in the context of the topics which my scientific work has been focusing on, and I will develop a draft proposal which will render the individual motivational status underlying the decision in favor of or against a distinct model easier to understand, with attention to the intentionality of clinical research towards the patient.

Der "klassische" Importweg von Proteinen wie Transkriptionsfaktoren, Kernrezeptoren oder viralen Proteinen in den Zellkern erfolgt in Abhängigkeit der Importine alpha und beta. Während nur ein Importin beta existiert, waren zu Beginn der Arbeiten zwei humane alpha-Importine bekannt. In der vorliegenden Arbeit wird die Identifikation, Klonierung und funktionelle Charakterisierung von vier neuen humanen alpha-Importinen beschrieben. Anhand ihrer Primärstruktur wurden die sechs alpha-Importine in drei Subfamilien unterteilt. Um die Hypothese zu testen, dass die verschiedenen Importin alpha Isoformen spezifische Funktionen ausüben und sich nicht vollständig gegenseitig ersetzen können, wurde zunächst ihre Expression auf RNA- und Proteinebene analysiert. Hier ließen sich differentielle Expressionsmuster in verschiedenen humanen Zellen und Geweben nachweisen. In vitro Analysen mit rekombinant exprimierten und aufgereinigten Proteinen deuteten daraufhin, dass die neu identifizierten Isoformen tatsächliche Importfunktion besitzen, dass sich jedoch die verschiedenen alpha-Importine in ihren Substratspezifitäten unterscheiden. Verschiedene neue Substrate der alpha-Importine wurden identifiziert und deren Importwege im Detail analysiert. Unterschiede in der Regulation der Expression der alpha-Importine in Abhängigkeit von Zellproliferation, Zelldifferenzierung bzw. in unterschiedlichen Diabetesmodellen der Ratte deuteten ebenfalls auf spezifische Funktionen der verschiedenen Isoformen hin. Die spezifische Inhibition der Importin alpha Expression in kultivierten HeLa-Zellen mittels RNA-Interferenz führte bei den meisten Isoformen zu einer ausgeprägten Inhibition der Zellproliferation, wodurch erstmals der Nachweis essentieller Funktionen verschiedener alpha-Importine in lebenden humanen Zellen erbracht wurde. In weiterführenden Experimenten sollen die Ursachen für die Inhibition der Zellproliferation bei Importin alpha-Mangel geklärt und die Bedeutung der unterschiedlichen alpha-Importine in vivo weiter analysiert werden. / The "classical" import of proteins like transcription factors, nuclear receptors or viral proteins into the nucleus depends on importins alpha and beta. While only one importin beta is known, two human alpha-importins had been described. In this study the identification, cloning and functional characterisation of four novel human alpha-importins is reported. Based on their primary structures the human alpha-importins can be grouped into three distinct subfamilies. To test the hypothesis that the various alpha-Importins differ in their specific functions and cannot substitute for each other first their expression at the RNA- and protein levels were analyzed. Differential expression patterns in various human cells and tissues could be demonstrated. In vitro analyses using recombinantly expressed and purified proteins indicated, that the newly identified isoforms posses import functions in deed. However, there was evidence for differences in their substrate specific import efficacies. New substrates of the alpha-importins were identified and their import pathways analyzed in detail. Differences in the expression regulation of the alpha-importins depending on cellular proliferation and differentiation as well as in different rat models of diabetes further pointed towards specific functions of the various alpha-importins. Specific expression inhibition of several isoforms of the importin alpha protein family in cultured HeLa-cells using RNA-interference technology caused a strong inhibition of cellular proliferation. This is the first proof for essential functions of different alpha-importins in living human cells. Future experiments shall identify the mechanisms involved in the cellular proliferation inhibition due to importin a deficiency and further analyze the role of the different alpha-importins in vivo.

Zur langfristigen Markierung von hämatogenen Zellen wurde Knochenmark mit dem Gen für das grüne fluoreszierende Protein (GFP) transduziert und in bestrahlte Empfängermäuse transplantiert. Die GFP-Expression im peripheren Blut dieser Tiere war über den untersuchten Zeitraum von vier Monaten stabil. Die Hirne der Empfängertiere wurden zu den Zeitpunkten zwei, vier, acht und fünfzehn Wochen nach Knochenmarktransplantation auf die Präsenz von GFP-exprimierenden Zellen untersucht. Es fand sich eine im Zeitverlauf zunehmende Einwanderung und Differenzierung von GFP-exprimierenden hämatogenen Zellen zu ramifizierten Mikrogliazellen in der grauen und weißen Substanz. Nach vier Monaten stammten bis zu ein Viertel aller regionalen Mikrogliazellen aus dem transplantierten Knochenmark. Nach fokaler cerebraler Ischämie wanderten deutlich mehr GFP-positive Zellen aus dem Blut in das ischämische Areal ein und differenzierten zu ramifizierten Mikrogliazellen. Diese Ergebnisse implizieren einen Weg für den Transfer des humanen Immunodefizienzvirus in das Zentralnervensystem und offerieren einen nichtinvasiven Weg, genetisch manipulierte Zellen in das adulte Hirnparenchym einzuschleusen. / In order to stably label hematogenous cells, bone marrow was transduced with the gene for the green fluorescent protein (GFP) and transplanted into irradiated recipient mice. The GFP- expression in peripheral blood cells of these animals was stable within the examined time frame of four months. Brains of recipient animals were examined for the presence of GFP- expressing cells at two, four, eight and fifteen weeks after bone marrow transplantation. An increasing migration and differentiation of hematogenous GFP-expressing cells into ramified parenchymal microglia within the white and grey matter was found. After four months, up to quarter of regional microglia were bone-marrow derived. Following focal cerebral ischemia, an increased influx of GFP-positive blood-borne cells differentiating into ramified microglia was observed. These results imply a route for the human immunodeficiency virus into the central nervous system, and they offer a noninvasive approach for the transfer of genetically manipulated cells into the adult brain parenchyma.

Ziel: Die bildgebende Diagnostik des Temporomandibulargelenkes (TMJ) mit der MRT ist bereits seit einigen Jahren eine etablierte Methode zur Diagnostik von Funktionsstörungen und degenerativen Veränderungen des Kiefergelenkes. Ziel der Untersuchung war es, an einem großen Kollektiv von Patienten mit „internal derangement“ (ID) anhand der MRT die verschiedenen in der Literatur beschriebenen morphometrischen Parameter mit dem Funktionszustand des Diskus zu vergleichen. Methodik: In einer retrospektiven Analyse wurden die MRT-Untersuchungen von 184 Patienten mit 320 auswertbaren Kiefergelenken analysiert, die wegen des Verdachtes auf ein „internal derangement“ eine hochauflösende MRT des Kiefergelenkes bei 1,5 T erhalten hatten. Die Bildanalyse umfasste neben der Beurteilung anatomischer Strukturen eine Vielzahl in der Literatur verwendeter morphometrischer Parameter. Diese Parameter wurden mit der Diskuslage verglichen. Ergebnisse: Anhand der vereinfachten Klassifikation nach Drace wurde die Diskuslage in „normal“ (NDP, 21,9%, n = 70), „anterior verlagert mit Reposition nach Mundöffnung“ (DVMR, 51,6%, n = 165) und „anterior verlagert ohne Reposition nach Mundöffnung“ (DVOR, 26,6%, n = 85) unterteilt. Mit zunehmender Diskusverlagerung fand sich eine signifikante Abnahme der Diskuslänge sowie der Dicke des anterioren und posterioren Bandes bei gleichzeitiger Zunahme der Breite der intermediären Zone des Diskus. Mit einer Diskusverlagerung waren Veränderungen des Condylus assoziiert, welcher eine zunehmende Entrundung sowie weitere degenerative Veränderungen aufwies. Als prädisponierender Faktor bei der Entstehung eines ID ist ein großes Tuberkulum und ein großer Tuberneigungswinkel anzusehen. Die Lage des Condylus änderte sich mit zunehmendem Grad des ID von einer konzentrischen Lage des Condylus-Mittelpunktes zu einer exzentrischen Position (dorsal und kranial). Bezüglich der Form der Fossa articularis fand sich kein statistischer Zusammenhang mit der Diskuslage. Schlussfolgerung: Mit der MRT ist möglich, sowohl Veränderungen der Weichgewebe als auch der knöchernen Strukturen bei Patienten mit internal derangement des Kiefergelenkes zu diagnostizieren und morphometrische Daten zu erheben. / Purpose: To compare several morphometric parameters in MRI with the functional status of the articular disc in a large patient group suffering from internal derangement (ID) on the temporomandibular joint (TMJ). Materials and Methods: In a retrospective study, 320 analyzable high resolution MRI examinations of the TMJs obtained in a 1,5 T unit were evaluated in 184 patients with clinically suspected ID. The analysis included the anatomical structures and a number of morphometric parameters previously described in the literature. The parameters were compared with the position of the articular disc. Results: The disc position was categorized as „normal“ (NDP, 21,9%, n = 70), „anterior displacement with reduction on opening“ (DVMR, 51,6%, n = 165) and „anterior displacement without reduction on opening“ (DVOR, 26,6%, n = 85). With increasing disc displacement, significant configurational changes of the disc were observed. Disc displacement was associated with changes of the condyle consisting of increasing deformity and other degenerative changes. A large tuberculum and marked inclination of the eminence can be seen as predisposition for the development of ID. With increasing severity of the ID, the position of the condyle moved from a central position of the condylar center to an excentric (dorsal and cranial) position. Conclusion: MRI demonstrated that increasing disc displacement is associated with changes of disc, condyles and the condylar position in the fossa.

"Diagnostik vergrößerter Halslymphknoten mit der farbkodierten Dopplersonographie und dem Power-Doppler nativ sowie nach Applikation eines neuen Ultraschallkontrastmittels" Halslymphknotenvergrößerungen kommen bei Patienten mit Malignomen im MKG- und HNO-Bereich einerseits als reaktive Lymphknotenveränderungen im Abflußgebiet des Primärtumors vor, andererseits können sie metastatisch befallen sein und damit die weitere Therapie und die Prognose der Patienten entscheidend beeinflussen. Mit der B-Bild-Sonographie allein wurden bislang keine eindeutigen Malignitätszeichen etabliert; mit der FKDS blieb die Darstellung der intranodalen Gefäßsituation im Verlauf der Lymphknotenmetastasierung unbefriedigend. Wir untersuchten in unserer Studie die Möglichkeiten, die sich mit der FKDS und dem Power-Doppler nativ und nach Applikation eines stabileren und lungengängigen Echosignalverstärkers für die Diagnostik malignitätsverdächtiger Halslymphknoten ergeben. 40 Patienten mit malignitätsverdächtigen Halslymphknoten (34 Patienten mit gesichertem Plattenepithelkarzinom im MKG- oder HNO-Bereich) wurden im B-Bild sowie in der FKDS und im PD vor und nach Applikation von LevovistR (Schering AG, Berlin) untersucht. Metastasen waren signifikant größer und häufiger rundlich als ovalär als reaktiv vergrößerte Lymphknoten. Korrelationen von Echogenität und Binnenstruktur mit der Lymphknotendignität ergaben sich nicht. Der Vaskularisationsgrad kann nicht zur Dignitätsfeststellung genutzt werden. Signifikante Korrelationen zeigten sich für die Vaskularisationsmorphologie und die Lymphknotendignität. FKDS und PD unterschieden sich nach KM signifikant bezüglich der Beurteilung der Vaskularisationsmorphologie. Nach KM konnten im Power-Doppler alle Lymphknoten bezüglich ihres Perfusionsmusters beurteilt werden. Die FKDS zeigte nach Kontrastmittelapplikation weniger gute Ergebnisse. Innerhalb der Diagnostik metastasenverdächtiger Lymphknoten empfehlen wir die Betrachtung von Größe und Form der Lymphknoten im B-Bild und die Beurteilung der Vaskularisationsmorphologie in der FKDS und im PD. Im Fall einer nicht detektierbaren Perfusion oder eines bei Hypovaskularisation nicht beurteilbaren Perfusionsmusters sollte die Applikation eines Echosignalverstärkers und die Darstellung mit dem PD erfolgen. / "Diagnosis of enlarged cervical lymph nodes with color Doppler sonography and power Doppler before and after application of a new ultrasonic contrast agent" Enlargement of cervical lymph nodes of patients with cancer of the head and neck region can be either caused by reactive changings in the region of the primary tumor or by metastasis. It is one of the most important factors for therapy and prognosis of those patients. Up to now definite criteria of malignancy couldn`t be established by B-mode sonography. Description of the intranodal vascular changes during the course of metastatic invasion keeps on being unsatisfactory by color Doppler ultrasound (US). In our study we examined the new perspectives in the diagnosis of suspected metastatic disease by color-coded US and power Doppler US before and after the injection of a stable echo enhancing agent capable of traversing the cardiopulmonary circulation. 40 patients with suspected cervical lymph node metastasis were examined (34 with squamous cell carcinoma) with B-mode US, color Doppler US and power Doppler US before and after the i.v. application of Levovist registered (Schering, Berlin, Germany). Lymph node metastases were significantly larger and more often roundly shaped than reactively enlarged lymph nodes. Significant correlations of echogenicity and morphologic structure could not be demonstrated. The degree of perfusion cannot be used for the differential diagnosis of lymph node enlargement. There was significant correlation between pattern of vascularization and lymph node dignity. Concerning the architecture of vascularization a significant differentiation of color Doppler US and power Doppler US could be observed. In contrast to color Doppler US, by power Doppler US it was possible to assess the perfusion of all lymph nodes after the application of Levovist registered. For the differential diagnosis of suspected cervical lymph node metastases we therefore recommend a sonographic examination of volume and shape by B-mode US and of pattern of vascularization by color Doppler US and power Doppler US. In case of no detectable perfusion or unclear pattern in hypoperfusion we propose echo-enhanced examination with power Doppler US.