In einer Studie wurde der Zusammenhang pathologischer Werte von C-Reaktivem Protein (295 Fälle)- - sowie Leukozyten-Anzahlen (292 Fälle) einerseits und dosiskorrigierter Serumkonzentration der Antipsychotika Haloperidol, Risperidon, Olanzapin, Quetiapin und Aripiprazol andererseits mittels therapeutischem Drug Monitoring bestimmter Serumkonzentrationen sowie pathologische CRP (295 Fälle)- und Leukozyten (292 Fälle)-Werte ausgewertet. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss von Entzündung, gemessen durch CRP-Wert und Leukozyten, auf die dosiskorrigierten Antipsychotika-Serumkonzentrationen zu untersuchen. In der Quetiapin-Stichprobe konnte ein signifikanter Zusammenhang von pathologischen CRP-Werten und der dosiskorrigierten Serumkonzentration berechnet werden. In der Olanzapin-Stichprobe ergab sich ein trendmäßiger Zusammenhang von pathologischen CRP-Werten und der dosiskorrigierten Serumkonzentration. Dosiskorrigierte Serumkonzentrationen über der therapeutischen Obergrenze waren in der Quetiapin-Stichprobe mit pathologischen CRP-Werten assoziiert. In keiner Stichprobe konnte ein signifikanter Zusammenhang von Leukozyten-Anzahl und dosiskorrigierter Serumkonzentration aufgezeigt werden. Wir konnten damit erstmals einen signifikanten Zusammenhang von Entzündung und Serumkonzentration für Quetiapin (und partiell auch Olanzapin) zeigen. Klinische Konsequenz sollte - vor allem bei älteren Patienten - eine Quetiapin (und auch Olanzapin-)-Dosisanpassung unter inflammatorischen Bedingungen sein, um das Risiko verstärkter bzw. sogar toxischer Nebenwirkungen durch einen Anstieg der Serumkonzentration zu minimieren. Weitere Studien mit einer größeren Fallzahl für die anderen hier untersuchten und nicht signifikant assoziiert gefundenen Antipsychotika sind erforderlich, um das Risiko erhöhter Serumkonzentrationen unter inflammatorischen Bedingungen für diese ausschließen zu können. Darüber hinaus sind weitere Untersuchungen mit Berücksichtigung anderer auf CYP-Ebene interagierender Faktoren wie Komedikation, körperlichen Begleiterkrankungen, Raucherstatus oder Polymorphismen sinnvoll, um Risikogruppen noch genauer definieren zu können. / In this study, the relationship between pathological values of C-reactive protein (295 cases) and leukocyte counts (292 cases) on the one hand and dose-corrected serum concentrations of the antipsychotics haloperidol, risperidone, olanzapine, quetiapine and aripiprazole on the other hand were evaluated by therapeutic drug monitoring of certain serum concentrations as well as pathological CRP (295 cases) and leukocyte values (292 cases). The objective of the present study was therefore to investigate the influence of inflammation, measured by CRP value and leukocytes, on the dose-corrected antipsychotic serum concentrations. The Quetiapin sample showed a significant correlation between pathological CRP values and dose-corrected serum concentration. In the olanzapine sample, there was a trend correlation between pathological CRP values and the dose-corrected serum concentration. Dose-corrected serum concentrations above the therapeutic limit were associated with pathological CRP levels in the quetiapine sample. In no sample could a significant correlation between leukocyte count and dose-corrected serum concentration be demonstrated. For the first time we were able to show a significant correlation between inflammation and serum concentration for quetiapine (and partially also olanzapine). Clinical consequence - especially in older patients - should be a quetiapine (and also olanzapine) dose adjustment under inflammatory conditions in order to minimize the risk of increased or even toxic side effects due to an increase in serum concentration. Further studies with a larger number of cases for the other antipsychotics investigated here and not significantly associated are necessary to exclude the risk of increased serum concentrations under inflammatory conditions. In addition, further investigations with consideration of other factors interacting at the CYP level such as comedication, concomitant physical diseases, smoking status or polymorphisms are useful in order to be able to define risk groups even more precisely.

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Mouse strains are frequently used to model human disease states, to test the efficiency of drugs and therapeutic principles. However, the direct translation of murine experimental data to human pathological events often fails due to sufficient differences in the organization of the immune system of both species. Here we give a short overview of the principle differences between mice and humans in defense strategies against pathogens and mechanisms involved in response to pathogenic microorganisms and other activators of the immune system. While in human blood mechanisms of immune resistance are highly prevailed, tolerance mechanisms dominate for the defense against pathogenic microorganisms in mouse blood. Further on, species-related differences of immune cells mainly involved in innate immune response as well as differences to maintain oxidative homeostasis are also considered. A number of disease scenarios in mice are critically reflected for their suitability to serve as a model for human pathologies. Due to setbacks in these studies, novel mouse models were created to bridge the immune system of both species: humanized mice. Accordingly, a special section of this review is devoted to new results applying humanized mouse models taking limitations and prospects into account.

Unabhängig vom medizinischen und -technischen Fortschritt der vergangenen Jahre, stellt die Sepsis weiterhin den Hauptgrund für die erhöhte Morbidität und Mortalität in der Neugeborenenperiode dar. Das frühzeitige Erkennen einer Infektion im Neugeborenenalter ist jedoch alles andere als trivial (Bender et al.). Die Zählung von Stabkernigen als Indikator für das Vorhandensein einer Infektion ist gängige Praxis im klinischen Alltag. Der Nachweis einer erhöhten Anzahl Stabkerniger wird als Hinweis für das Vorhandensein eines Infektionsgeschehens gewertet. Die Ergebnisse dieser Methode unterliegen jedoch einer starken personell und statistisch bedingten Variabilität. Pädiatrische Lehrbücher empfehlen die Zählung Stabkerniger nur noch für eine kleine Gruppe von Patienten, v.a. Neugeborene und Kinder, die nicht älter als 3 Monate sind. (Cornbleet et al.). Der Wunsch der klinisch tätigen Ärzte nach einem verlässlichen, schnell verfügbaren und exakten Parameter zur Unterscheidung zwischen gesunden und erkrankten Neugeborenen ist groß. Im Rahmen dieser Studie erfolgte die retrospektive Auswertung der maschinell ausgewerteten Differentialblutbilder durch Großgeräte der Sysmex XN-9000 Reihe. Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, ob sich die hierbei erhobenen Werte für unreife Granulozyten und neutrophile Granulozyten zur Früherkennung eines Infektionsgeschehens im Neugeborenenalter eignen. In Analogie zur i:t-ratio wurde zusätzlich das Verhältnis unreifer zu reifer Granulozyten anhand des maschinell ausgewerteten Blutbildes untersucht. Es wurden 199 Infektionsepisoden untersucht, die retrospektiv anhand der Bestätigungstests (CrP innerhalb von 48 Stunden oder positive Blutkultur) in „Infektion wahrscheinlich“ und „Infektion unwahrscheinlich“ klassifiziert wurden. Die Gruppe „Infektion wahrscheinlich“ weist im Vergleich zur Gruppe „Infektion unwahrscheinlich“ in der maschinellen Differenzierung signifikant niedrigere Werte an unreifen Granulozyten auf. Das widerspricht der klinischen Erwartung, im Infektionsgeschehen vermehrt unreife Granulozyten im Differentialblutbild nachweisen zu können. Aufgrund der signifikanten Unterschiede in der vorliegenden Arbeit, müssen niedrige Werte an unreifen Granulozyten in der maschinellen Zählung und nicht hohe Werte, als hinweisgebend für eine Infektion angesehen werden. Folglich war auch das maschinell gezählte Verhältnis unreifer zu reifer Granulozyten in der Gruppe „Infektion wahrscheinlich“ signifikant niedriger, sodass auch hier eine niedrige xn-ratio hinweisgebend für ein Infektionsgeschehen seien kann. In der parallel mitgeführten manuellen Differenzierung ergab sich dagegen das erwartete Ergebnis, dass eine erhöhte i:t-ratio auf ein Infektionsgeschehen hinweist, was zeigt, dass es sich nicht um ein Patientenkollektiv mit untypischer Reaktionsweise auf eine Infektion handelte. Vielmehr muss dieses überraschende Ergebnis in der speziellen Methodik der maschinellen Zelldifferenzierung und den speziellen Gegebenheiten bei Neugeborenen zu suchen sein. Mögliche Ursachen werden diskutiert. Zukünftige Arbeiten könnten durch prospektive Datenerhebung eine solidere Datenbasis schaffen, um die hier gefundenen Ergebnisse zu überprüfen und eine genauere Evaluation der Wertigkeit von maschineller Granulozytendifferenzierung in der Infektionsdiagnostik Neugeborener zu erreichen. Damit könnte ein neuer, Untersucher-unabhängiger Parameter zur Infektionsdiagnostik Neugeborener für die klinische Versorgung verfügbar gemacht werden.:1. Einleitung 1.1. Infektion in der Neugeborenenperiode - 2 - 1.1.1. Early onset neonatal sepsis - 2 - 1.1.2. Late onset neonatal sepsis - 2 - 1.1.3. Klinisches Bild einer Sepsis - 2 - 1.1.4. Schwierigkeiten bei der Diagnosestellung - 3 - 1.1.5. Antibiotische Therapie - 3 - 1.2. Abwehrmechanismen des Körpers - 4 - 1.2.1. Angeborene vs. erworbene Immunität - 4 - 1.2.2. Besonderheiten des Abwehrsystems beim Neugeborenen - 5 - 1.3. Laborchemische Diagnostik einer bakteriellen Infektion - 6 - 1.3.1. C-reaktives Protein - 6 - 1.3.2. Interleukin-6 - 6 - 1.3.3. Interleukin-8 - 7 - 1.3.4. Procalcitonin - 7 - 1.3.5. Immature to Total Neutrophil Ratio (i:t-ratio) - 8 - 2. Fragestellung der vorliegenden Arbeit - 9 - 3. Statistik und Methoden - 10 - 3.1. Patienten - 10 - 3.2. Datenerhebung - 11 - 3.3. Durchführung der Datenanalyse - 12 - 3.4. Labordiagnostik und Materialgewinnung - 12 - IV 3.4.1. Bestimmung von Blutbild, einschließlich mikroskopischer Differenzierung und Durchflusszytometrie - 13 - 3.4.2. Bestimmung von C-reaktivem Protein und Interleukin-6 - 16 - 3.4.3. xn-ratio - 16 - 3.5. Deskriptive Statistik - 16 - 3.5.1. Gesamtkollektiv - 16 - 3.5.2. Zusammenfassung deskriptive Statistik - 20 - 3.6. ROC-Kurve - 20 - 4. Ergebnisse - 22 - 4.1. Absolute Anzahl unreifer Granulozyten, gemessen mit Durchflusszytometrie - 22 - 4.1.1. Gesamtpopulation - 22 - 4.1.2. Gestationsalter < 32 vollendete Schwangerschaftswochen - 24 - 4.1.3. Gestationsalter ≥ 32 vollendete Schwangerschaftswochen - 25 - 4.1.4. Alter bei Blutentnahme ≤ 72 Stunden - 27 - 4.1.5. Alter bei Blutentnahme > 72 Stunden - 27 - 4.2. Relativer Anteil unreifer Granulozyten, gemessen mit Durchflusszytometrie - 28 - 4.2.1. Gesamtpopulation - 28 - 4.2.2. Gestationsalter < 32 vollendete Schwangerschaftswochen - 30 - 4.2.3. Gestationsalter ≥ 32 vollendete Schwangerschaftswochen - 32 - 4.2.4. Alter bei Blutentnahme ≤ 72 Stunden - 32 - 4.2.5. Alter bei Blutentnahme > 72 Stunden - 33 - 4.3. Absolute Anzahl neutrophiler Granulozyten, gemessen mit Durchflusszytometrie - 33 - 4.4. Relativer Anteil neutrophiler Granulozyten, gemessen mit Durchflusszytometrie- 33 - 4.4.1. Gesamtpopulation - 33 - V 4.4.2. Gestationsalter < 32 Schwangerschaftswochen - 35 - 4.4.3. Gestationsalter ≥ 32 Schwangerschaftswochen - 36 - 4.4.4. Alter bei Blutentnahme ≤ 72 Stunden - 38 - 4.4.5. Alter bei Blutentnahme > 72 Stunden - 38 - 4.5. xn-ratio Durchflusszytometrie anhand absoluter Parameter - 39 - 4.5.1. Gesamtpopulation - 39 - 4.5.2. Gestationsalter < 32 vollendete Schwangerschaftswochen - 42 - 4.5.3. Gestationsalter ≥ 32 vollendete Schwangerschaftswochen - 43 - 4.5.4. Alter bei Blutentnahme ≤ 72 Stunden - 45 - 4.5.5. Alter bei Blutentnahme > 72 Stunden - 46 - 4.6. xn-ratio Durchflusszytometrie anhand relativer Parameter - 47 - 4.6.1. Gesamtpopulation - 48 - 4.6.2. Gestationsalter < 32 vollendete Schwangerschaftswochen - 50 - 4.6.3. Gestationsalter ≥ 32 vollendete Schwangerschaftswochen - 51 - 4.6.4. Alter bei Blutentnahme ≤ 72 Stunden - 53 - 4.6.5. Alter bei Blutentnahme > 72 Stunden - 54 - 4.7. i:t-ratio aus manueller Granulozytendifferenzierung - 56 - 4.7.1. Gesamtpopulation - 56 - 4.7.2. Zusammenfassung der Untergruppenanalyse - 58 - 4.7.3. Alter bei Blutentnahme ≤ 72 Stunden - 59 - 4.8. Interleukin-6 und C-reaktives Protein - 60 - 5. Diskussion - 62 - 5.1. Absolute Anzahl unreifer Granulozyten Durchflusszytometrie - 62 - 5.2. Relativer Anteil unreifer Granulozyten Durchflusszytometrie - 65 - 5.3. Absolute Anzahl neutrophiler Granulozyten Durchflusszytometrie - 67 - VI 5.4. Relativer Anteil neutrophiler Granulozyten Durchflusszytometrie - 67 - 5.5. xn-ratio Durchflusszytometrie - 68 - 5.6. i:t-ratio manuell ausgewertetes Differentialblutbild - 69 - 5.7. Diskussion der Methoden - 70 - 5.8. Fazit - 72 - 6. Zusammenfassung der Arbeit - 74 - 7. Literaturverzeichnis - 76 - 8. Abbildungsverzeichnis - 80 - 9. Tabellenverzeichnis - 82 - 10. Erklärung über die eigenständige Erfassung der Arbeit - 84 - 11. Danksagung - 85 - 12. Lebenslauf - 86 -

Die Psoriasis ist mit einer Prävalenz von 1-3% eine der häufigsten chronisch-entzündlichen Erkrankungen. Histopathologisch ist sie gekennzeichnet durch epidermale Hyperkeratose und Akanthose, gesteigerte Angiogenese sowie ein gemischtzelliges leukozytäres Infiltrat. Aus aktueller Sicht wird sie als eine komplexe primär T-Zell vermittelte Autoimmunerkrankung mit genetischer Prädisposition verstanden. Psoriasis kann mit kardiovaskulären, metabolischen und psychiatrischen Erkrankungen assoziiert sein (Komorbidität). Hier wurde erstmals die Wirkung des inositoylierten Plättchen-aktivierenden Faktors (Ino-C2-PAF), eines synthetischen Alkylphospholipids mit geringer Toxizität, in experimentellen Modellen chronisch-entzündlicher (Haut)-Erkrankungen untersucht. Die Wirkung beruht auf Zellmembran-Interaktionen, wodurch der Cholesterol- und Phospholipidmetabolismus verändert und zelluläre Signalkaskaden der Proliferation, Apoptose und Motilität beeinträchtigt werden. Ino-C2- PAF reguliert außerdem entzündungsrelevante Proteine herab. In vitro lag der Schwerpunkt auf der Wirkung von Ino-C2-PAF auf Endothelzellen und Leukozyten. Ino-C2-PAF hemmte die Proliferation humaner Endothelzellen moderat, steigerte allerdings die Apoptose TNFα-stimulierter Endothelzellen sehr deutlich. Diese Wirkung war begleitet von einer Reduktion der durch TNFα stimulierbaren endothelialen Adhäsionsmoleküle VCAM-1, ICAM-1 und E-Selektin sowie der lymphozytären Adhäsionsmoleküle CD49d, CD11a, CD62L und CLA. Funktionell führte dies zu einer signifikanten Abnahme dynamischer Interaktionen (Rollen und feste Adhäsion) von Leukozyten und aktivierten Endothelzellen in Flusskammerexperimenten. Die anti-entzündliche Wirkung von Ino-C2-PAF wurde in zwei komplementären Modellen in vivo bestätigt. Sowohl in K5.hTFGß-transgenen als auch in JunB/c-Jun-defizienten Mäusen bewirkte Ino-C2-PAF eine signifikante Besserung des psoriasiformen Phänotyps sowohl auf makroskopischer als auch auf histopathologischer Ebene. Die Ergebnisse dieser Arbeit legen nahe, dass Ino-C2-PAF oder verwandte Substanzen zur Behandlung entzündlicher Erkrankungen wie der Psoriasis eingesetzt werden könnten.

Experimentelle Studien zeigten, dass durch die perioperative, intraperitoneale Therapie antiadhärenter und zytotoxischer Substanzen das intra- und extraperitoneale Tumorwachstum nach Operationen vermindert werden kann. Nach intraperitonealen und subkutanen Applikationen von 104 Tumorzellen (DHD/K12/TRb) wurden BD IX Ratten in 14 Gruppen randomisiert: 7 Gruppen wurden mit CO2 laparoskopiert und 7 konventionell operiert. Die Operationszeiten betrugen 30 Minuten. Am Ende der Intervention wurde Ringerlösung, Taurolidin oder Taurolidin/Heparin intraperitoneal oder in die V. femoralis appliziert. Die Veränderungen des Differentialblutbildes auf das Operationstrauma und auf die Applikation der therapeutischen Substanzen wurden ermittelt. Taurolidin und die zusätzliche Therapie mit Heparin reduzierten im Tierexperiment nach intraperitonealer sowie simultaner intraperitonealer und intravenöser Therapie das intraperitoneale Tumorwachstum und die Inzidenz von Trokar- beziehungsweise Inzisionsmetastasen. Die intravenöse Therapie von Taurolidin und der Kombination aus Taurolidin/Heparin hatte keinen tumorsupprimierenden Effekt. Die Verschiebungen der Leukozytenzahlen des Differentialblutbildes wurden hauptsächlich durch das Operationstrauma bewirkt. In diesem Tierversuch wurden nach der Therapie mit Taurolidin und der Kombination mit Heparin keine Nebenwirkungen beobachtet. / Following subcutaneous and intraperitoneal injection of 104 colon adenocarcinoma cells (DHD/K12/TRb) the influences of both taurolidine or taurolidine/heparin on intraperitoneal and subcutaneous tumor growth was investigated in 210 rats undergoing midline laparotomy or insufflation with carbon dioxide. The animals were randomized into 14 groups. To investigate the intraperitoneal (local) influence of either taurolidine or heparin on tumor growth the substances were applied intraperitoneally. Systemic and intraperitoneal effects were evaluated after intravenous injection of the substances. Both application forms were also combined to analyze synergistic effects. Tumor weights, as well as the incidence of abdominal wound metastases were determined four weeks after the intervention. In order to evaluate the effects of the agents blood was taken to determine the peripheral leukocytes counts. Intraperitoneal therapy of either taurolidine or in combination with heparin inhibits local tumor growth and abdominal wound recurrences in rats undergoing midline laparotomy or insufflation with carbon dioxide. Neither the intraperitoneal nor the intravenous application or the combination of the two agents did influence the subcutaneous tumor growth. The substances did not alter the changes of peripheral leukocytes.

In den letzten Jahrzehnten haben sich die so genannten Biologika auch zur Therapie der Psoriasis etabliert. Zu diesen Medikamenten gehört auch Adalimumab, welches als vollständig humaner Antikörper eines der Schlüsselzytokine in der Pathogenese der Psoriasis, TNFα, neutralisiert. Allerdings führt die Therapie nicht bei allen Patienten zu ausreichendem Wirkerfolg. Da bisher vor Beginn der Therapie nicht zwischen den Patienten, die von der Therapie profitieren, und denen, die keine ausreichende Wirkung erfahren, unterschieden werden kann, werden die letzteren unnötigerweise den Risiken und Nebenwirkungen dieser Therapie ausgesetzt. In dieser Arbeit wurden die Interaktionen kultivierter Endothelzellen und Lymphozyten ex vivo unter dem Einfluss von Adalimumab untersucht. Insbesondere auf mögliche Unterschiede zwischen „Respondern“ und „Non-Respondern“ wurde im Hinblick auf die mögliche Entwicklung eines prädiktiven Tests für das Ansprechen auf Adalimumab ein Schwerpunkt gelegt. Lymphozyten gesunder Probanden und von Psoriasis-Patienten wurden ex vivo hinsichtlich ihrer Interaktion mit kultivierten Endothelzellen (HUVEC), mit und ohne TNFα-Stimulation, untersucht. Hierbei wurden sowohl frisch isolierte als auch kryokonservierte Lymphozyten verwendet, da sich zwischen diesen keine Unterschiede in den funktionellen Flusskammer-Versuchen zeigten. Nach Stimulation der Endothelzellen mit TNFα kam es zu einem deutlichen Anstieg des Rollens und der festen Adhäsion aller Lymphozyten an den Endothelzellen. Allerdings zeigten sich im Ausmaß dieser Interaktion deutliche inter-individuelle Unterschiede. Obwohl diese auch bei Psoriasis-Patienten auftraten, konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen „Respondern“ und „Non-Respondern“ beobachtet werden. In den Untersuchungen zum Einfluss von Adalimumab auf TNFα-stimulierte Endothelzellen sowie die Interaktion dieser mit Lymphozyten ex vivo zeigte sich eine deutliche Abhängigkeit der Auswirkung vom Zeitpunkt der Behandlung. Erfolgte die Adalimumab-Behandlung vor oder gleichzeitig mit der TNFα-Stimulation der Endothelzellen, kam es zur Aufhebung der TNFα-induzierten Effekte sowohl in der Transkription der Adhäsionsmoleküle (PCR), der Expression dieser (Immunfluoreszenz-Mikroskopie) sowie der dynamischen Interaktionen mit Lymphozyten (Flusskammer). Eine dem TNFα nachfolgende Behandlung blieb ohne Wirkung, sodass davon auszugehen ist, dass sich die bereits induzierten Prozesse nicht mehr rückgängig machen lassen. Hier könnte eine Erklärung für das späte Eintreten der Adalimumab-Wirkung in vivo liegen. Somit konnten in dieser Arbeit vier zentrale Ergebnisse erzielt werden: Erstens, es wurde erstmals gezeigt, dass wichtige funktionelle Eigenschaften humaner Lymphozyten während der Kryokonservierung erhalten bleiben. Zweitens, es wurden erstmals deutliche inter-individuelle Unterschiede im Ausmaß der Interaktion zwischen Lymphozyten ex vivo mit TNFα-stimulierten Endothelzellen nachgewiesen. Adalimumab unterdrückte diese dynamischen Interaktionen, sofern seine Zugabe vor oder gleichzeitig mit der TNF-Exposition erfolgte. Drittens, diese inter-individuellen Unterschiede bestanden gleichermaßen bei gesunden Probanden und Psoriasis-Patienten. Viertens, die funktionellen Unterschiede erlaubten keine Unterscheidung zwischen Psoriasis-Patienten, deren Erkrankung sich durch Adalimumab besserte („Responder“), und denen, deren Erkrankung nicht auf diese Therapie ansprach („Non-Responder“).

Mouse strains are frequently used to model human disease states, to test the efficiency of drugs and therapeutic principles. However, the direct translation of murine experimental data to human pathological events often fails due to sufficient differences in the organization of the immune system of both species. Here we give a short overview of the principle differences between mice and humans in defense strategies against pathogens and mechanisms involved in response to pathogenic microorganisms and other activators of the immune system. While in human blood mechanisms of immune resistance are highly prevailed, tolerance mechanisms dominate for the defense against pathogenic microorganisms in mouse blood. Further on, species-related differences of immune cells mainly involved in innate immune response as well as differences to maintain oxidative homeostasis are also considered. A number of disease scenarios in mice are critically reflected for their suitability to serve as a model for human pathologies. Due to setbacks in these studies, novel mouse models were created to bridge the immune system of both species: humanized mice. Accordingly, a special section of this review is devoted to new results applying humanized mouse models taking limitations and prospects into account.

5-Oxo-ETE ist ein chemotaktischer Faktor für Granulozyten, der von der NADP+-abhängigen Dehydrogenase 5h-dh aus dem 5-Lipoxygenaseprodukt 5-HETE gebildet wird. Ziel dieser dreiteiligen Studie war es, die der 5-oxo-ETE-Produktion zugrunde liegenden Regulationsmechanismen aufzuklären. I. Einfluß von myeloider Zelldifferenzierung auf die Expression von 5h-dh in HL-60 und U-937 Zellen. Undifferenzierte HL-60 und U-937 Zellen produzieren vergleichbare Mengen von 5-oxo-ETE wie Monozyten oder Granulozyten. Differenzierung von U-937 Zellen mit PMA verdreifacht die Enzymaktivtät von 5h-dh, während die Behandlung von HL-60 Zellen mit dh-VitD3 diese verdoppelte. Der Einfluß von PMA auf 5h-dh wurde darüber hinaus in Mikrosomen von U-937 Zellen untersucht. Die Behandlung PMA verdreifachte Vmax, liess aber KM unbeeinflußt. II. Regulation der 5-oxo-ETE-Produktion durch oxidativen Stress und Glukose. Da der GSH-Redoxzyklus die Produktion von NADP+ zur Folge hat, stimulierten die Hydroperoxide H2O2 und tBOOH die Synthese von 5-oxo-ETE in U-937 Zellen. Aufgrund seiner Verarbeitung durch den Pentosephosphat Zyklus, der NAD+ in NADPH umwandelt, inhibierte Glucose diesen Effekt von H2O2. Die Synthese von 5-oxo-ETE wurde durch H2O2 auch in humanem Monozyten, Lymphocyten und Thrombozyten, aber nicht in Neutrophilen angeregt. Im Gegensatz zu Monozyten zeigten sich Thrombozyten und Lymphozyten allerdings glukose-resistent. T-BOOH ehöhte auch die Produktion von 5-oxo-ETE nach Zugabe von Ionophore und Arachidonsäure zu mononukleären Blutzellen. III. 5h-dh-Expression in human Strukturzellen. Zunächst rasterten wir mehrere sekundäre Epithelzelllinien und fanden 5h-dh in allen Zellen. Drei Indizien lassen vermuten, daß die epithele 5h-dh der myeloiden entspricht: (i) die enzymatische Aktivtät liegt vor allem in der mikrosomalen Fraktion vor, (ii) bei dem Kofaktor handelt es sich um NADP+ und nicht um NAD+, und (iii) 5S-HETE ist das bevorzugte Substrat. Weitere Studien zeigten, daß auch primäre humane Aorta-Endothelzellen 5h-dh expremieren. Vergleichbar zu Entzündungszellen wird die Produktion von 5-oxo-ETE auch in Endothel- und in Epithelzellen durch oxidativen Stress angeregt. / 5-Oxo-ETE is a highly potent granulocyte chemoattractant that is formed by the NADP+-dependent dehydrogenase 5h-dh by oxidation of the 5-lipoxygenase product 5-HETE. The objective of this study was to investigate underlying regulatory mechanisms of 5-oxo-ETE production in human cells. This matter was addressed from three directions. I. Expression of 5h-dh in HL-60 and U-937 cells and its activity changes during myeloid cell differentiation. Undifferentiated U-937 and HL-60 cells produce similar amounts of 5-oxo-ETE compared to monocytes or neutrophils. Differentiation of U-937 cells with PMA resulted in a 3-fold increase in 5-oxo-ETE production. Similarly, incubation of HL-60 cells with dh-VitD3 induced a 2-fold increase in 5-oxo-ETE production. The impact of PMA on 5h-dh was also investigated in the microsomal fraction of U-937 cells and compared to neutrophil microsomes. PMA treatment leads to a increase of Vmax but does not affect KM. II. Regulation of 5-oxo-ETE by oxidative stress and glucose levels. We found that H2O2 and t-butyl hydroperoxide strongly stimulate 5-oxo-ETE formation by U-937 cells through the GSH redox cycle by providing NADP+. Glucose inhibited the response to H2O2 through its metabolism by the pentose phosphate pathway, which converts NADP+ back to NADPH. 5-Oxo-ETE synthesis was also strongly stimulated by hydroperoxides in blood monocytes, lymphocytes, and platelets, but not neutrophils. Unlike monocytic cells, lymphocytes and platelets were resistant to the inhibitory effects of glucose. 5-Oxo-ETE synthesis following incubation of peripheral blood mononuclear cells with arachidonic acid and calcium ionophore was also strongly enhanced by t-BOOH. III. Expression of 5h-dh in human structural cells. We screened several secondary epithelial cell lines and detected 5h-dh in all cell lines. Epithelial 5h-dh and the inflammatory cell 5h-dh are identical: (i) the enzymatic activity is localized in microsomes, (ii) the cofactor is NADP+, and (iii) 5S-HETE is the preferred substrate. We also found that primary human aortic endothelial cells express 5h-dh. 5-oxo-ETE production by both endothelial and epithelial cells is regulated by oxidative stress in a manner similar to inflammatory cells.

In den humanen Leukozyten-Antigenen (HLA) wird die wichtigste genetische Ursache von rheumatoider Arthritis gesehen. Es wurden bisher mehrere Mechanismen beschrieben, wie diese HLA-Moleküle die Entstehung und den Verlauf der Erkrankung beeinflussen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die differentielle Expression von HLA-DRB-Genen in unterschiedlichen Antigen-präsentierenden Zellen als möglicher Mechanismus untersucht. Dabei wurden strukturelle Unterschiede zwischen den Promotoren des krankheitsassoziierten HLA-DR4-Haplotyps und den neutralen Haplotypen DR7 und DR9 eingehender betrachtet. Allen drei Haplotypen ist gemein, daß sie das DRB4-Gen als zweites funktionelles DRB-Gen tragen, wobei das DRB4-Gen entweder den DRB4A oder den -B-Promotor besitzt. Um den Einfluß einzelner Promotorelemente auf die mit dem Luziferase-Assay bestimmten Transkriptionsaktivitäten näher zu untersuchen, wurde mit Hilfe der surface plasmon resonance die Bindung der Transkriptionsfaktoren aus den Zellkernlysaten von der humanen Monozytenzellinie THP-1 und von der humanen B-Lymphom-Zellinie BJAB an die unterschiedlichen S-, X-, Y-, CCAAT- und TATA-Boxen analysiert. Es konnte gezeigt werden, daß die unterschiedliche Expression von DRB4A und DRB4B durch die ubiquitäre TATA-Box vermittelt wird. Dagegen wurde die INF-gamma-Stimulation der HLA-DR-Expression von THP-1- aber auch von BJAB-Zellen durch die für die HLA-DR-Promotoren spezifische X-Box vermittelt. Bei der Analyse von DR4-, DR7- und DR9-positiven Patienten einer bereits gut charakterisierten RA-Kohorte stellte sich heraus, daß der DRB4B-Promotor, welcher im Vergleich zu DRB4A eine höhere transkriptionelle Aktivität besitzt, mit einem schweren Krankheitsverlauf assoziiert ist, so daß eine erhöhte HLA-DR-Expression den Krankheitsverlauf negativ zu beeinflussen scheint. / Disease associated human leukocyte antigen (HLA) genes have been identified in humans where they are assumed to promote the susceptibility and/or progression of rheumatoid arthritis. Several mechanisms have been described how these HLA haplotypes impact on the disease. Among them the differential expression of HLA-DRB molecules in different types of antigen-presenting cells, which was investigated here in detail. The promoters of the disease associated HLA-DR4 to the neutral DR7 and DR9 haplotypes were analyzed for sequence polymorphisms resulting in functional differences. All three haplotypes carry as a second functional DRB gene the DRB4 gene, which is regulated by the DRB4A or -B promoter. To determine the impact of the promoter elements on the transcriptional activities measured by luciferase assay the surface plasmon resonance technology was employed. To this end, nuclear extracts from the monocytic cell line THP-1 and from the B lymphoma cell line BJAB were used to analyze their binding to the various S-, X-, Y-, CCAAT-, and TATA boxes. It could be demonstrated that the differential expression of DRB4A and -B was regulated via the ubiquitous TATA box. By contrast, the INF-gamma stimulation of HLA expression in THP-1 and BJAB was mediated via the unique X box. Analyzing the DR4, DR7 and DR9 positive patients of an RA cohort, the DRB4B promoter, which has a higher transcriptional activity than the DRB4A promoter, is associated with radiographic progression of RA. This data is thus indicative of an impact of elevated HLA-DR expression on the progression of the disease.