Universiẗat, Diss., 2002--Stuttgart.

In der vorliegenden Arbeit wurden lebensfähige Escherichia coli Stamm Nissle 1917 (EcN) klinisch gesunden adulten Pferden oral verabreicht und anschließend aus den Faeces der Tiere reisoliert. Der probiotische nicht-pathogene EcN wird in der Humanmedizin seit 1917 erfolgreich zur Behandlung zahlreicher Erkrankungen und Störungen des Verdauungstraktes wie Diarrhöe, Colitis ulcerosa, Morbus Crohn, kollagener Colitis und Pouchitis eingesetzt wird. Des Weiteren konnte in der Anwendung bei neugeborene Säuglingen nach Gabe von EcN eine Kolonisationsprophylaxe und ein immunstimulierender Effekt zu beobacht werden. In der Veterinärmedizin wird EcN unter der Bezeichnung Ponsocol® (Firma Ponsold GmbH, Oschersleben) zur Durchfallprophylaxe beim Kalb eingesetzt. Die vorliegenden Untersuchungen umfassten zwei zeitlich getrennte Feldversuche mit unterschiedlichem Design. Versuch A wurde als placebo-kontrollierter paralleler Gruppenvergleich durchgeführt. Je Gruppe wurde 6 Tiere vom 1. bis 10. Studientag die Studienmedikation oral mit dem Futter gegeben und nachfolgend bis zum 25. Studientag beobachtet. Die Pferde der Verum-Gruppe (n = 6) erhielten täglich 150 x 108 KbE EcN lebend in 150 ml Puffersuspension, die Pferde der Placebo- Gruppe (n = 6) erhielten 150 ml der Puffersuspension ohne EcN. Versuch B wurde mit interner Verlaufskontrolle über 65 Tage durchgeführt. Die Studientiere (n = 6) erhielten EcN in steigender Dosierung (75, 125, 250 und 500 x 108 KbE/Tag) in fünf aufeinander folgenden 10tägigen Applikationsperioden. Die 1. Applikationsperiode begann am 11. Studientag. In den ersten 10 Tagen wurden alle Tiere nur beobachtet. Die Gabe der Medikation erfolgte wie in Versuch A mit dem Futter verabreicht. Die jeweilige Dosis wurde zweimal täglich in gleichen Dosen (7.00 und 16.00 Uhr) appliziert. Das Verum- und Placebohaltige Futter wurde von den Studientieren vollständig und ohne erkennbare Verzögerung aufgenommen. Bei zweimal täglich durchgeführten Allgemeinuntersuchungen aller Tiere ergaben sich unter der EcN-Applikation keine Abweichungen vom physiologischen Zustand. Um EcN in lebensfähiger Form wiederzufinden, wurden den Pferden Kotproben entnommen. Diese wurden entweder nach Zwischenkultivierung (Versuch A und B) oder direkt (Versuch B) mittels PCR auf EcN-spezifische DNA untersucht. Im Studie A wurde der Stamm bei zwei Tieren an Tag 11 gefunden. In Studie B wurde EcN bei zwei Tieren an Tag 20 und bei allen Tieren an den Versuchstagen 25, 32, 35, 40, 42, 45 und 50 gefunden. Nach dem Absetzen der Medikation an Tag 50 war der Stamm bei zwei Tieren an Tag 52 und bei einem Tier an Tag 55 nachweisbar. Bei PCR nach Zwischenkultivierung wurde der Stamm bei allen Pferden der Applikationsstufen 150, 250 und 500 x 108 KbE des Verum-Präparates gefunden. In der Nachsupplementationsperiode wurde der Stamm lediglich bei einem Pferd an Tag 52 gefunden. Als weiterer Befunde wurden in Versuch A statistisch signifikante Modifikationen im Fettsäuremuster der kurzkettigen Fettsäuren gefunden. Bei den zusätzlich durchgeführten mikrobiologischen Untersuchungen ergaben sich keine statistischen gesicherten Einflüsse der Applikation von EcN auf die Zusammensetzung der gastrointestinalen Mikroflora. Die Untersuchungen der Ammoniak- und L-Lactat- und pH-Werte im Kotwasser und der Trockensubstanzgehalte in den Faeces zeigten ebenso keine Beeinflussung durch die Applikation von EcN. Die Ergebnisse beider Versuche zeigen, dass EcN in der Lage ist, die Magen-Darm-Passage beim Pferd nach oraler Applikation lebensfähig zu überstehen. In den gewählten Dosierungen konnten keine negativen Auswirkungen auf die klinische Gesundheit der Pferde gefunden werden. Zur Überprüfung eines probiotischen Effektes des EcN beim Pferd sind weitere Studien nötig.

Ziel der narratologischen Textanalyse ist es die Erzählform – mit Schwerpunkt auf Zeit und Modus – in Peter Stamms Roman Weit über das Land zu untersuchen. Darüber hinaus wird untersucht, ob die Erzählform in dem analysierten Roman mit derjenigen übereinstimmt, die in der Forschung vom Peter Stamms‘ literarischen Werk hervorgehoben wird. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der Erzähltext des Romans eine erzähltechnische Struktur besitzt, die Distanzlosigkeit bewirkt, Interesse und Engagement weckt und zu Mitarbeit von den LeserInnen einlädt. Des Weiteren wird in der vorliegenden Arbeit festgestellt, dass der, in der Forschung festgelegten Stil Stamms bezüglich Zeit und Modus, im Weitesten auch in diesem Roman vorhanden ist. Insbesondere gilt dies für das genaue Erzählen und Auflisten, die häufig auftretenden Leerstellen, sowie die Zurückhaltung der Erzählinstanz.

Durchfallerkrankungen unterschiedlicher Genese sind eine der häufigsten Vorstellungsgründe in der Kleintierpraxis. Neben den Folgen für das betroffene Tier selbst, ist die Erkrankung oft auch eine enorme Belastung für den Besitzer. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden erste grundlegende Erkenntnisse zum Einsatz des probiotisch wirksamen Escherichia coli Stamm Nissle 1917 (EcN) als Arzneimittel bei gastrointestinalen Störungen mit der Leitsymtomatik "Diarrhöe" bei der Tierart Hund gewonnen. Aus den vorliegenden Ergebnissen lässt sich ableiten, dass EcN in der Lage ist, die Magen-Darm-Passage bei solch erkrankten Hunden lebensfähig zu überwinden. Es wurde weiter gezeigt, dass EcN einem Placebo in der Behandlung eines akuten Durchfalls bei der Tierart Hund signifikant überlegen ist.

Hintergrund: Endothelzellen spielen sowohl in Homöostase als auch in Stresssituationen eine wesentliche Rolle bei der Regulation und der Erhaltung der hämatopoetischen Stammzellen (HSC). Viele Zytokine und Wachstumsfaktoren werden für die natürliche HSC-Aktivität benötigt und von den Endothelzellen exprimiert. Neben der Unterstützung der hämatopoetischen Stammzellaktivität stellen Endothelzellen ein Gefäßversorgungsnetzwerk zur Verfügung, um eine ausreichende Sauerstoffversorgung zu gewährleisten. Fragestellung: In der hier vorgestellten Arbeit habe ich die Hypothese verfolgt, dass eine Veränderung der Sauerstoffsensorik in Endothelzellen eine Modifizierung der Aktivität hämatopoetischer Stammzellen ermöglicht. Material und Methoden: Trotz des Wissens um die Bedeutung von Sauerstoff für die Endothelzellen fehlt uns das Verständnis dafür, wie die Sauerstoffsensorik der Endothelzellen die lokalen Knochenmark-Nischenzellen und die HSCs reguliert. Um einen Einblick in diesen Mechanismus zu erhalten, haben wir ein Mausmodell mit einem endothelzellenspezifischen Knockout des zentralen Sauerstoffsensors PHD2 entwickelt. Mit diesem in vivo-Ansatz habe ich versucht, den Einfluss von Veränderungen der Hypoxie-Signalwegproteine in Endothelzellen auf HSCs und ihre Nische zu untersuchen. Ergebnisse: Ich konnte in der vorliegenden Arbeit zeigen, dass die Morphologie der sinusförmigen Endothelzellen des Knochenmarks nach Verlust von PHD2 verändert ist. Außerdem konnte ich eine ausgeprägte Gefäßvasodilatation, begleitet von reduzierten hypoxischen Bereichen im angrenzenden Knochenmark beobachten. Zudem stellte ich fest, dass die Inaktivierung von PHD2 in Endothelzellen zu einem Rückgang des Knochenvolumens und zu einer Verminderung der an das Endothel angrenzenden Perizyten führt. Auffallend ist, dass sich gravierende Unterschiede in den hämatopoetischen Zellen der Peripherie zeigten, insbesondere war ein deutlicher Anstieg der zirkulierenden Leukozyten bei den KO-Mäusen zu erkennen. Dieser Phänotyp ist mit einer Vermehrung der hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen in Knochenmark und Milz verbunden. Darüber hinaus konnte ich zeigen dass die B-Zelldifferenzierung in der Milz vollständig zum Erliegen kommt, was zu einem signifikanten Rückgang der B-Zellen in der Marginalzone führt. Um die Funktionalität von Endothelzellen mit deletiertem PHD2 zu beurteilen, habe ich die Mäuse mit einer nicht-tödlichen Dosis ionisierender Strahlung behandelt. Die Analyse der endothelialen Zellregeneration im KO-Knochenmark zeigte eine Verminderung der Gefäßneubildung ohne Einfluss auf das gesamte Gefäßlumen im Vergleich zu unbehandelten Wurfgeschwistern. Außerdem stellte ich fest, dass sich in den ersten 3 Wochen nach der Bestrahlung bei Mäusen mit fehlendem PHD2 auf der Endothelzellenoberfläche das RBC-Kompartiments schneller regeneriert. Ich konnte ausschließen, dass dieser Effekt auf eine erhöhte Produktion von RBCs zurückzuführen ist, was zu der Hypothese führte, dass eine Verminderung des endothelialen PHD2 entweder zu einem längerfristigen Überleben der RBCs oder zu einer beeinträchtigten RBC-Clearance führt. Zusätzlich habe ich einen Anstieg in der Anzahl der quieszenten hämatopoetischen Vorläuferzellen bei Mäusen mit endothelialer PHD2-Deletion beobachtet, was darauf hindeutet, dass das endotheliale PHD2 Downstream-Signaling den Zellzyklus von hämatopoetischen Vorläuferzellen bei myeloablativen Stress beeinflusst. Abschließend konnte ich zeigen, dass ein Großteil der beobachteten Phänotypen bei KO-Mäusen durch den nachgeschalteten Transkriptionsfaktor HIF-2α vermittelt wird. Die Verwendung meiner selbstgenerierten Doppel-Knockout-Mauslinie, bei der erstmalig gleichzeitig PHD2 und HIF-2 in den Endothelzellen deletiert sind, führte zu eine vollständige Umkehrung des hämatopoetischen Phänotyps der bei den PHD2-Knockout-Mäusen im Steady-State beobachtet wurde. Zusätzlich wird der zuvor beobachtete signifikante Anstieg der Lymphozyten und der Rückgang der Erythrozyten- und Thrombozytenzahl in den Doppel-Knockout-Mäusen genetisch wiederhergestellt. Gleichzeitig reduziert sich die Entwicklung der marginalen B-Zellen im stationären Zustand wieder auf das Wildtyp-Niveau. Des Weiteren habe ich nach der Bestrahlung von Mäusen mit ionisierender Strahlung keine signifikanten Unterschiede zwischen WT und KO in ihrer hämatopoetischen Zellregeneration mehr feststellen können. Schlussfolgerungen: Zusammengenommen konnte ich in meiner Dissertation neue Eigenschaften von Hypoxie-Pathway-Proteinen in Endothelzellen mit Einfluss auf hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen sowie auf verschiedene Kompartimente ihrer Nische demonstrieren; sowohl im stationären Zustand als auch nach Belastung durch Bestrahlung. Abschließend unterstreicht meine Arbeit die entscheidende Bedeutung der Sauerstoffsensorik im Knochenmark und gibt neue Einblicke in das Zusammenspiel zwischen dem Knochenmark-Endothel und dem hämatopoetischen System.:1 Introduction 1.1 Oxygen is necessary for survival of multicellular organisms 1.2 Oxygen sensing is necessary for induction of rapid cellular response 1.3 Endothelial and hematopoietic tissues together deliver oxygen 1.4 Hematopoietic stem cells give rise to blood cells 1.5 Regulation of HSCs is dependent on cells of the hematopoietic niche 1.6 Types of HSC regulation 1.7 Cancer therapy affects all highly proliferating cells 1.8 Irradiation stress disrupts hematopoietic stem cell niche signaling 1.9 Hypoxia induced signaling during recovery after irradiation 2 Aims of the thesis Aim 1: Determination of the role of endothelial PHD2 on the signaling towards the hematopoietic stem cells and its niche. 3 Materials and methods 3.1 Mice. 3.2 Histology, immunohistochemistry and immunofluorescence staining 3.2.1 Tissue processing prior to staining: 3.2.2 Staining: 3.3 Endothelial cell sorting 3.4 Mature hematopoietic cell isolation 3.5 Expression analysis 3.6 Hypoxyprobe 3.7 Quantitative image analysis 3.8 Bone structure analysis 3.9 Blood analysis 3.10 FACS analysis 3.11 Cell cycle analysis 3.12 RBC transfusion 3.13 Statistics. 4 Results 4.1 Determination of the role of endothelial PHD2 on the signaling towards the hematopoietic stem cells and its niche 4.1.1 Validation of the Flk1:cre line endothelial cell targeting 4.1.2 Characterization of the endothelial cell morphology and vessel function upon PHD2 inactivation 4.1.3 Loss of endothelial PHD2 leads to a decrease in bone marrow niche 4.1.4 Loss of PHD2 in endothelial cells leads to alterations of hematopoietic cells in the periphery 4.1.5 Significant increase of white blood cells in the periphery upon loss of endothelial PHD2 4.1.6 Loss of endothelial PHD2 does not impact the hematopoietic stem cells in the bone marrow. 4.1.7 Loss of PHD2 leads to increase in hematopoietic stem cells in the spleen 4.1.8 Loss of endothelial PHD2 impacts lineage-committed progenitors in bone marrow and the spleen 4.1.9 Loss of PHD2 in endothelial cells leads to an increase in frequency and activity of myeloid progenitors in bone marrow and the spleen 4.1.10 Loss of endothelial PHD2 impacts lymphocyte progenitors in secondary lymphatic organs but not in the bone marrow 4.2 Defining the impact of radiation exposure on the recovery of PHD2-deficient endothelial cells and its hematopoietic compartment. 4.2.1 Characterization of the non-lethal ionizing radiation damage to bone marrow endothelial and hematopoietic recovery 4.2.2 Loss of PHD2 from endothelium impacts endothelial recovery after myeloablative assault 4.2.3 Loss of PHD2 in endothelial cells and its subsequent effect on hematopoietic recovery following ionizing radiation exposure 4.2.4 Mechanism of increased RBC numbers is not due to an increase in hematopoietic stem cell frequency or activity in bone marrow or the spleen, 2 weeks after irradiation 4.3 Characterization of the influence of the transcription factor HIF-2α in mice lacking EC PHD2 4.3.1 The molecular signal transduction upon PHD2 inactivation is mediated by the HIF-2 transcription factor. 4.3.2 Loss of PHD2 and HIF-2α from endothelial cells partially rescues alterations in bone marrow endothelial cell morphology 4.3.3 Simultaneous loss of PHD2 and HIF-2α in endothelial cells completely reverses the hematopoietic phenotype observed in KO mice. 4.3.4 HIF-2α transcription factor induce signaling on endothelial cells that leads to marginal zone B cell impairment 4.3.5 Loss of PHD2 and subsequent stabilization of the HIF-2αtranscription factor is responsible for the increased recovery of RBCs following ionizing radiation 5 Discussion 6 References 7 List of abbreviations 8 Abstract 9 Zussamenfassung 10 Acknowledgements 11 Deklarations / Background: Endothelial cells have an essential role in hematopoietic stem cell (HSC) regulation and maintenance during homeostasis and stress. Many cytokines and growth factors are required for normal HSC activity and are expressed by the endothelial cells. Along the support of hematopoietic stem cell activity, endothelial cells provide vessel delivery network to ensure proper oxygen delivery. Despite the importance of oxygen on endothelial cells, we lack the understanding of how oxygen sensing in endothelial cells regulates the local bone marrow niche cells and HSCs. Hypothesis: I have hypothesized that by modulating oxygen sensor in endothelial cells I will be able to modify the activity of hematopoietic stem cells Material and methods: To gain insight into this system, we developed a mouse model with an endothelial cell-specific knockout of the central oxygen sensor PHD2. Using this in vivo approach I sought to determine the impact of changes in hypoxia pathway proteins in endothelial cells on HSCs and their niche. Results: First, I revealed that the morphology of bone marrow sinusoidal endothelial cells is altered upon loss of PHD2. I observed prominent vessel vasodilation accompanied by reduced hypoxic areas in their adjacent marrow. Moreover, I determined that inactivation of PHD2 in endothelial cells led to a decrease in bone volume and pericytes adjacent to endothelium. Remarkably, I observed profound differences in the hematopoietic cells of the periphery. Specifically, I observed a profound increase in circulating leukocytes of KO mice. This phenotype was related to an increase in hematopoietic stem and progenitor cells in bone marrow and spleen. Moreover, I found a complete impairment of B cell differentiation in the spleen, which consequently led to a profound decrease in marginal zone B cells. To assess the functionality of endothelial cells lacking PHD2, I subjected the mice to a non-lethal dose of ionizing radiation. Analysis of endothelial cell recovery in KO bone marrow revealed a decrease in the formation of new vessels without an impact on the overall vascular lumen compared to WT littermates. Similarly, I found an enhanced recovery of the RBC compartment during the first 3 weeks after irradiation in mice lacking PHD2 on endothelial cells. I excluded the possibility that this effect was due to an increased RBC production, which led to hypothesis that inhibition of endothelial PHD2 results in prolonged RBC survival or impaired RBC clearance. Additionally, I observed an increase in quiescent hematopoietic progenitors cells in mice lacking PHD2 in endothelial cells that implies that endothelial PHD2 downstream signaling impact cycling of hematopoietic progenitors upon myeloablative stress. Finally, I demonstrated that a majority of the observed phenotypes in KO mice are mediated by the downstream HIF-2α transcription factor. Using my unique self-made double knockout mouse line simultaneously lacking PHD2 and HIF-2 in their endothelial cells, I was able to reveal a reversal of the hematopoietic phenotypes observed in the single PHD2 knockout mice during steady state. Additionally, the previously observed significant increase in lymphocyte and decrease in erythrocyte and thrombocyte numbers was genetically rescued in double knockout mice. Similarly, marginal zone B cell development returned to wild-type levels during steady state. Moreover, after subjecting mice to ionizing radiation I did not observe any significant differences between WT and KO in their hematopoietic cell recovery. Conclusions: Taken together, during my thesis I was able to demonstrate novel properties of hypoxia pathway proteins in endothelial cells having an impact on hematopoietic stem and progenitor cells as well as different compartments of their niche; both during steady state and radiation stress. In conclusion, my work underscores the critical importance of oxygen sensor signaling in the bone/bone marrow and provides new insight into the interplay between the bone marrow endothelium and the hematopoietic system.:1 Introduction 1.1 Oxygen is necessary for survival of multicellular organisms 1.2 Oxygen sensing is necessary for induction of rapid cellular response 1.3 Endothelial and hematopoietic tissues together deliver oxygen 1.4 Hematopoietic stem cells give rise to blood cells 1.5 Regulation of HSCs is dependent on cells of the hematopoietic niche 1.6 Types of HSC regulation 1.7 Cancer therapy affects all highly proliferating cells 1.8 Irradiation stress disrupts hematopoietic stem cell niche signaling 1.9 Hypoxia induced signaling during recovery after irradiation 2 Aims of the thesis Aim 1: Determination of the role of endothelial PHD2 on the signaling towards the hematopoietic stem cells and its niche. 3 Materials and methods 3.1 Mice. 3.2 Histology, immunohistochemistry and immunofluorescence staining 3.2.1 Tissue processing prior to staining: 3.2.2 Staining: 3.3 Endothelial cell sorting 3.4 Mature hematopoietic cell isolation 3.5 Expression analysis 3.6 Hypoxyprobe 3.7 Quantitative image analysis 3.8 Bone structure analysis 3.9 Blood analysis 3.10 FACS analysis 3.11 Cell cycle analysis 3.12 RBC transfusion 3.13 Statistics. 4 Results 4.1 Determination of the role of endothelial PHD2 on the signaling towards the hematopoietic stem cells and its niche 4.1.1 Validation of the Flk1:cre line endothelial cell targeting 4.1.2 Characterization of the endothelial cell morphology and vessel function upon PHD2 inactivation 4.1.3 Loss of endothelial PHD2 leads to a decrease in bone marrow niche 4.1.4 Loss of PHD2 in endothelial cells leads to alterations of hematopoietic cells in the periphery 4.1.5 Significant increase of white blood cells in the periphery upon loss of endothelial PHD2 4.1.6 Loss of endothelial PHD2 does not impact the hematopoietic stem cells in the bone marrow. 4.1.7 Loss of PHD2 leads to increase in hematopoietic stem cells in the spleen 4.1.8 Loss of endothelial PHD2 impacts lineage-committed progenitors in bone marrow and the spleen 4.1.9 Loss of PHD2 in endothelial cells leads to an increase in frequency and activity of myeloid progenitors in bone marrow and the spleen 4.1.10 Loss of endothelial PHD2 impacts lymphocyte progenitors in secondary lymphatic organs but not in the bone marrow 4.2 Defining the impact of radiation exposure on the recovery of PHD2-deficient endothelial cells and its hematopoietic compartment. 4.2.1 Characterization of the non-lethal ionizing radiation damage to bone marrow endothelial and hematopoietic recovery 4.2.2 Loss of PHD2 from endothelium impacts endothelial recovery after myeloablative assault 4.2.3 Loss of PHD2 in endothelial cells and its subsequent effect on hematopoietic recovery following ionizing radiation exposure 4.2.4 Mechanism of increased RBC numbers is not due to an increase in hematopoietic stem cell frequency or activity in bone marrow or the spleen, 2 weeks after irradiation 4.3 Characterization of the influence of the transcription factor HIF-2α in mice lacking EC PHD2 4.3.1 The molecular signal transduction upon PHD2 inactivation is mediated by the HIF-2 transcription factor. 4.3.2 Loss of PHD2 and HIF-2α from endothelial cells partially rescues alterations in bone marrow endothelial cell morphology 4.3.3 Simultaneous loss of PHD2 and HIF-2α in endothelial cells completely reverses the hematopoietic phenotype observed in KO mice. 4.3.4 HIF-2α transcription factor induce signaling on endothelial cells that leads to marginal zone B cell impairment 4.3.5 Loss of PHD2 and subsequent stabilization of the HIF-2αtranscription factor is responsible for the increased recovery of RBCs following ionizing radiation 5 Discussion 6 References 7 List of abbreviations 8 Abstract 9 Zussamenfassung 10 Acknowledgements 11 Deklarations

Bei Patienten mit Keimzelltumoren werden Mobilisation und Separation peripherer Blut-stammzellen durch das Alter, die zytostatische Vorbehandlung und Art der Mobilisations-chemotherapie statistisch signifikant beeinfluát. Der beste pr diktive Parameter f r die gesammelten Stamm- und Vorl uferzellen ist die Anzahl der peripheren CD34+ Zellen, die am Tag der Leukapherese im Blutkreislauf zirkulieren. F r die Rekonstitution der Granulo- und Thrombozytopoese nach Hochdosischemotherapie ist die Dosis der trans-fundierten CD34+ Zellen von signifikantem Wert. Bei der Transplantation von mehr als 2,5 x 10 hoch 6 CD34+ Zellen/kg kann mit einer schnellen und sicheren Regeneration der H matopoese, einem niedrigeren Bedarf an Antibiotika, Erythrozyten- und Thrombozy-tenkonzentraten sowie einem k rzeren Krankenhausaufenthalt gerechnet werden. / In patients with germ cell cancer the mobilization and collection of peripheral blood progenitor cells are significantly influenced by patient's age, cytotoxic pretreatment and the mobilization chemotherapy used. The best predictive factor for harvested progenitor cells is the number of CD34+ cells circulating in the peripheral blood on the day of leukapheresis. The dose of transfused CD34+ cells has a significant impact on the reconstitution of granulocytes and platelets after high-dose chemotherapy. Transplantation of more than 2,5 x 10 to the power of 6 CD34+ cells/kg results in a rapid and safe regeneration of hematopoiesis, less antibiotics and transfusion requirements (red blood cell and platelet concentrates) and a shorter hospital stay.

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The principle of trained immunity represents innate immune memory due to sustained, mainly epigenetic, changes triggered by endogenous or exogenous stimuli in bone marrow (BM) progenitors (central trained immunity) and their innate immune cell progeny, thereby triggering elevated responsiveness against secondary stimuli. BM progenitors can respond to microbial and sterile signals, thereby possibly acquiring trained immunity-mediated long-lasting alterations that may shape the fate and function of their progeny, for example, neutrophils. Neutrophils, the most abundant innate immune cell population, are produced in the BM from committed progenitor cells in a process designated granulopoiesis. Neutrophils are the first responders against infectious or inflammatory challenges and have versatile functions in immunity. Together with other innate immune cells, neutrophils are effectors of peripheral trained immunity. However, given the short lifetime of neutrophils, their ability to acquire immunological memory may lie in the central training of their BM progenitors resulting in generation of reprogrammed, that is, “trained”, neutrophils. Although trained immunity may have beneficial effects in infection or cancer, it may also mediate detrimental outcomes in chronic inflammation. Here, we review the emerging research area of trained immunity with a particular emphasis on the role of neutrophils and granulopoiesis.

Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, zwei Forschungslücken in der Literatur über Bürgerkriege zu schließen. Erstens, die Analyse der Strukturen nicht-staatlicher bewaffneter Gruppen. Zweitens, die Untersuchung der Politik von Milizen, als Form nicht-staatlicher Gruppen, denen in gegenwärtigen Bürgerkriegen eine zunehmende Bedeutung zukommt. Diese beiden Bereiche werden mit Hilfe einer historisch vergleichenden Analyse am Beispiel von zwei Milizen, die im sudanesischen und libanesischen Bürgerkrieg kämpften, untersucht. Die "Popular Defense Forces", 1989 von der Regierung des Sudan mobilisiert, wurden zum Sammelbecken für undisziplinierte und teilautonome militärische Einheiten, die schwerste Kriegsverbrechen begingen. Die "Lebanese Forces", eine maronitisch-nationalistische Miliz, wurde von einer Koalition konservativer christlicher Parteien gegründet. Nach dem Zusammenbruch des Staates 1975-6 wurde diese Miliz zu einer autonomen politischen Einheit mit einem territorial abgegrenzten Kanton im Osten von Beirut. Die vorliegende Arbeit untersucht die Prozesse und Strategien, die diesen Milizen die Etablierung von Herrschaft ermöglichte. Die beiden Gruppen entwickelten sich zu Organisationen, die die zu verteidigenden Gebiete beherrschten und mit staatlichen Geldgebern verbündet waren, aber auch in Konkurrenz zu ihnen standen. Diese Arbeit identifiziert drei Mechanismen, die die Entwicklungen von Milizen im Laufe ihrer Zeit bestimmen. Der Erste erklärt die Formierung von Milizen als ein Bricolage von politischen und nicht-politischen Antworten auf Unsicherheit. Der Zweite erklärt, wie sich Milizen in hybride Organisationen, von zentraler Mobilisierungseinheit und lokal eingebettete Organisationen, entwickeln. Der Dritte führt die Kontrolle des Zentrums über die lokalen Organisationen auf die Macht über Ressourcen zurück. Die Arbeit schließt mit dem Entwurf eines alternativen analytischen Modells für die Untersuchung von Bürgerkriegen. / This thesis provides an analysis of the organizational politics of state supporting armed groups, and demonstrates how group cohesion and institutionalization impact on the patterns of violence witnessed within civil wars. Using an historical comparative method, strategies of leadership control are examined in the processes of organizational evolution of the Popular Defence Forces, an Islamist Nationalist militia, and the allied Lebanese Forces, a Christian Nationalist militia. The first group was a centrally coordinated network of irregular forces which fielded ill-disciplined and semi-autonomous military units, and was responsible for severe war crimes. Equally responsible for war crimes, such as the Sabra and Shatila massacre of Shi''a and Palestinian civilians in 1982, the second group, nonetheless, became an autonomous military formation with an established territorial canton with a high degree of control over military units. After first analysing the political and institutional context of formation of these two groups, detailed case study analysis illustrates how political-military leaderships consolidated internal authority over combat units. At first, this authority relied on a bricolage of norms, motivations and institutions, as highly diverse, loosely coordinated actors mobilised in response to insecurity. As key leadership figures emerged, these groups evolved into hybrid organisations, divided between central organisations and locally embedded units operating according to localised security arenas decoupled from central military or political strategy. Central authority was then consolidated through a process of progressive institutionalisation and expansion, as centralised control was established, often violently, over resources, recruitment and discipline. This thesis shows, how militias, formed in allegiance with the state evolved into organizations rivalling state sovereignty and exploiting the communities which they claimed to defend.

Cytochrom P450 (CYP)-Enzyme hydroxylieren und epoxydieren Arachidonsäure (AA) zu bioaktiven Metaboliten wie 20-Hydroxyeicosatetraensäure (20-HETE) und Epoxyeicosatriensäuren (EETs). Diese CYP-abhängigen Eicosanoide fungieren als Mediatoren bei der Regulation der Gefäß-, Nieren- und Herzfunktion. Hauptziel der vorliegenden Arbeit war es, die Identität der 20-HETE bildenden CYP-Isoformen in der Mausniere aufzuklären. Ein weiterer Schwerpunkt war die Bestimmung von Veränderungen im Metabolismus CYP-abhängiger Eicosanoide in Tiermodellen des akuten Nieren- und Herzversagens. Zur Identifizierung der 20-HETE bildenden CYP-Isoform wurde die Substrat- und Wirkungsspezifität von Cyp4a10, Cyp4a12a, Cyp4a12b und Cyp4a14, sowie ihre geschlechts- und stammspezifische Expression charakterisiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass Cyp4a12a die 20-HETE Synthase der Mausniere ist. Cyp4a12a wird durch Androgene induziert und seine Expressionshöhe ist für geschlechts- und stammspezifische Unterschiede in der 20-HETE Bildung verantwortlich. Im Rattenmodell des Ischämie/Reperfusions (I/R)-induzierten Nierenschadens wird eine 20-HETE Freisetzung durch I/R induziert. Wir konnten zeigen, dass der I/R-Schaden durch Hemmung der 20-HETE Bildung signifikant reduziert wird. Im Rattenmodell der Herzinsuffizienz (SHHF) ist das Herzversagen mit einer Variante des EPHX2 Gens assoziiert. EPHX2 kodiert für die lösliche Epoxidhydrolase (sEH), die den Abbau von EETs katalysiert. Wir konnten zeigen, dass die Genvariation zu signifikant höheren sEH-Aktivitäten im Herzen (3-fachen) und in der Niere (30-fachen) führt, im Vergleich zu Rattenstämmen, die keine Herzinsuffizienz entwickeln. Die vorliegende Arbeit unterstreicht die pathophysiologische Bedeutung von Veränderungen im Metabolismus von 20-HETE und EETs. Daher erscheint es vielversprechend, den CYP-Eicosanoid Stoffwechsel als neuen Angriffspunkt für die pharmakologische Behandlung kardiovaskulärer Erkrankungen zu erschließen. / Cytochrome P450 (CYP) enzymes hydroxylate and epoxidize arachidonic acid (AA) to bioactive metabolites such as 20-hydroxyeicosatetraenoic acid (20-HETE) and epoxyeicosatrienoic acids (EETs). These CYP-dependent eicosanoids serve as mediators in the regulation of vascular, renal and cardiac function. The main objective of the present study was to identify the 20-HETE producing CYP isoforms in the mouse kidney. Another focus was to determine changes in the metabolism of CYP-dependent eicosanoids in animal models of acute renal and heart failure. To identify the 20-HETE producing CYP-isoform the substrate and reaction specificity of Cyp4a10, Cyp4a12a, Cyp4a12b and Cyp4a14, as well as their sex- and strain-specific expression were characterized. The present study shows that Cyp4a12a is the predominant AA hydroxylase in the mouse kidney. Cyp4a12a is induced by androgens and its expression determines the sex and strain-specific differences in 20-HETE generation. In a rat model of renal ischemia/reperfusion (I/R) injury, I/R triggered the release of 20-HETE and we were able to ameliorate renal injury by pharmacological inhibition of 20-HETE production. In a rat model of heart failure (spontaneously hypertensive heart failure rats, SHHF) the heart failure phenotype is associated with a variant of the EPHX2 gene. EPHX2 is coding for the soluble epoxide hydrolase (sEH) which catalyze the degradation of EETs. We found that the gene variation leads to significantly higher sEH activities in the heart (3-fold) and in the kidney (30-fold) compared to rat strains not prone to the development of heart failure. The present study emphasizes the pathophysiological relevance of changes in the biosynthesis and degradation of 20-HETE and EETs. Therefore, it appears promising to develop the CYP-eicosanoid pathway as a novel clinical target for the treatment of cardiovascular diseases.