In der vorliegenden Arbeit sollte die Eignung von T. pyriformis GL für den Nachweis von Botulinumneurotoxinen als biologische Alternative zum Maus-Bioassay untersucht werden. Dazu wurden funktionelle Tests für die Quantifizierung der mutmaßlich SNARE-abhängigen Prozesse Phagozytose und Exozytose entwickelt. Die Botulinumneurotoxine wurden durch Kultivierung der C. botulinum-Toxovare A bis G in einem Caseinpepton-Glukose-Hefeextrakt-Medium mit und ohne Zusatz von Trypsin herge-stellt. Die Neurotoxinkonzentrationen wurden mit Hilfe des Maus-Bioassays bestimmt. Für den Phagozytosetest wurde E. coli K12 als Beutekeim gewählt. Es konnte gezeigt werden, dass die KbE/ml von E. coli K12 allein durch die Phagozytoseaktivität von T. pyriformis reduziert wurde. Für den Exozytosetest wurde die saure Phosphatase als Leitenzym gewählt. Die neurotoxinhaltigen Kulturüberstände wurden mit Neurotoxinendkonzentrationen von 1,50E+02 MLD/ml (Maus letale Dosis/ml) bei den trypsinisierten und nicht trypsinisierten Ansätzen der Toxovare A bis D, F und G bzw. von 1,50E+00 MLD/ml bei dem trypsinisierten Ansatz des Toxovars E in den entwickelten Tests eingesetzt und auf ihren Einfluss untersucht. Die eingesetzten Neurotoxinkonzentrationen erwiesen sich als nicht ausreichend. Zudem wurde eine erhebliche Anfälligkeit der Phagozytose- und Exozytoseleistung von T. pyriformis gegen die Proteinkonzentrationen der eingesetzten Kulturüberstände nachgewiesen. Aufgrund dessen ist die Eignung von T. pyriformis im Rahmen der entwickelten Tests für den Nachweis von Botulinumneurotoxinen aus Proben wie biologischen Substraten oder mit ähnlichen, komplexen Matrizes nicht gegeben.

Das canine Parvovirus (CPV-2)wurde erstmals bei Hunden im Jahr 1978 beschrieben. Dieses Virus verbreitete sich innerhalb weniger Monate weltweit in einer schweren Pandemie. Retrospektiv wird angegnommen, dass es sich aud dem Felinen Panleukopenie-Virus oder einem nah verwandten Virus entwickelt hat. Ziel dieser Arbeit war es, durch Untersuchungen von archivierten paraffineingebetteten Gewebeproben von Hunden und Katzen aus den frühen 1970iger Jahren einen möglichen Anzestor des caninen Parvovirus zu identifizieren und die Hypothese zu überprüfen, dass CPV-2 schon vor 1978 in den Hundepopulationen zirkulierte.

In dieser Arbeit wird eine neue Methode der Vitalitätsbestimmung von Cryptosporidium parvum-Oozysten beschrieben. Die gereinigten Oozysten wurden in einer HCT-8-zelllinie kultiviert und mittels IFAT ausgewertet. Um eine genaue Quantifizierung der fluoreszierenden Flächen vornehmen zu können, wurden die Bilder einer Bildanalysesoftware zugeführt und analysiert. Die Menge eingesäter Oozysten korrelierte signifikant mit den gemessenen Flächen intrazellulärer Entwicklungsstadien. In diesem System wurden verschiedene Feldisolate vergleichend getestet sowie die Vitalität thermisch inaktivierter Oozysten bestimmt.

Die Pflanze Leonurus cardiaca wird seit Jahrhunderten in der Volksmedizin als Tee bei nervösen Herzbeschwerden angewendet. Bislang konnten wissenschaftlich keine eindeutigen Beweise erbracht werden, ob das Leonurus-Kraut kardial wirksam ist oder nur einen Placeboeffekt aufweist. In der hier vorliegenden Arbeit wurden aus dem Leonurus-Kraut drei verschiedene Extrakte unterschiedlicher Polarität hergestellt: ein wässriger Soxhlet-Extrakt, ein alkalisierter Chloroformextrakt und ein Ethanol/Wasser-Extrakt. Diese wurden am isolierten Kaninchenherzen an der Langendorff-Apparatur hinsichtlich kardialer Effekte getestet. Mittels eines Multi-Elektroden-Verfahrens konnte mit 256 Elektroden das extrazelluläre epikardiale Potential auf der Herzoberfläche abgegriffen und somit eine Aussage über Erregungsausbreitungsmuster und –geschwindigkeiten getroffen werden. Die weitere Fraktionierung eines kardial wirksamen und therapeutisch möglicherweise einsetzbaren Extrakts richtete sich nach dem Prinzip der Bioassay-guided-Fraktionierung unter Verwendung verschiedener organischer Lösungsmittel. Der Soxhlet-Extrakt zeigte Natrium-, Kalium- und Kalzium-Kanal-blockierende Tendenzen sowie eine potentiell antiarrhythmische Eigenschaft. Die Fraktionen beeinflussten die gleichen elektrophysiologischen und funktionellen Parameter wie der Ausgangsextrakt, zeigten jedoch eine deutlich stärkere Ausprägung auf das Herz. Die Präzipitation der wässrigen Fraktion kann als Schritt zur Trennung von Wirkprinzipien gesehen werden, wobei das Präzipitat alle Parameter irreversibel veränderte und zum Versagen des Herzens führte. Die Methanol-lösliche Fraktion charakterisierte sich dagegen durch eine massive Verlängerung der frequenzkorrigierten Potentialdauer (QTc) bis teilweise zum Herzstillstand, eine Reduktion der linksventrikulären Kontraktionskraft (LVP) sowie eine Erhöhung des Koronarflusses (CF). Auch eine deutliche Verlängerung der PQ-Zeit, des QRS-Komplexes sowie der Gesamtaktivierungszeit wurden festgestellt. Während des wash outs zeigte sich die vollständige Reversibilität der funktionellen und elektrophysiologischen Parameter mit der Wiederherstellung eines stabilen Sinusrhythmus. Zur Abschätzung antiarrhythmischer Wirkungen und zur Erstellung eines mutmaßlichen Wirkprofils wurde die Methanol-lösliche Fraktion in drei Arrhythmiemodellen getestet. β-blockierende Eigenschaften konnten nicht nachgewiesen werden. Mittels elektrischer Stimulation konnte eine Reizschwellenverschiebung um das 10-fache festgestellt werden. Eine Aconitin-bedingte monomorphe ventrikuläre Arryhthmie wurde durch die Methanol-lösliche Fraktion antagonisiert. Damit kann auf eine Natrium-Kanal-blockierende Eigenschaft der Fraktion geschlossen werden. Die Blockade von Gap Junctions wurde nicht festgestellt. In vivo wurden an leicht narkotisierten Kaninchen mögliche zentralnervöse und sedative Eigenschaften mittels EEG untersucht. Dabei wurde ein hoher Kaliumgehalt des Extrakts festgestellt, der in vivo letal war. Zum Ausschluss rein Kalium-bedingter Extraktwirkungen wurde der Kaliumgehalt reduziert und erneut in vivo getestet. Der Übergang von Alpha- zu Deltawellen (Tiefschlaf) im EEG wurde dokumentiert, wodurch eine zentralnervöse Wirkung der Kalium-reduzierten Methanol-löslichen Fraktion vermuten werden kann. Um ausschließlich kardiale Effekt zu untersuchen, wurde die Kalium-reduzierte Methanol-lösliche Fraktion zusätzlich am isolierten Kaninchenherzen geprüft. Die geschwin-digkeitsbestimmenden, kardialen Parameter (BCL, TAT, PQ, QRS) wurden durch die Kalium-reduzierte Methanol-lösliche Fraktion nicht beeinflusst und auch kein Herzstillstand ausgelöst. Die Effekte basieren vermutlich auf einer Kalium- und Kalzium-Kanal-Blockade mit einem hohen antiarrhythmischen Potential. Die Beeinflussung geschwindigkeits-bestimmender Parameter, die Verzögerung der longitudinalen Ausbreitungsgeschwindigkeit bei elektrischer Stimulation und der Aconitin-Antagonismus wurden somit überwiegend durch die hohen Kaliumkonzentrationen der Methanol-löslichen Fraktion bedingt. Die in dieser Arbeit beschriebenen kardialen Wirkungen und antiarrhythmischen Effekte beweisen, dass Leonurus cardiaca tatsächlich herzwirksam ist. Ein Einsatz von Leonurus cardiaca bei Herzrhythmusstörungen bedarf jedoch weiterer Untersuchungen.

Schweine werden mit hohen Mengen an Histamin konfrontiert, die sich im Lumen ihres Dickdarmes befinden. Dieses Histamin ist einerseits als endogenes Histamin in Mastzellen in der Tela submucosa gespeichert. Andererseits wird durch die bakterielle Synthese exogenes Histamin im Darmchymus angereichert. Dabei kann die Histaminkonzentration im Darmlumen bis zu 105-fach größer sein als im Blut. Da ein Übertritt von Histamin in die Zirkulation zur Schocksymptomatik bis hin zum Tode führen würde, ist anzunehmen, dass das Darmepithel der Schweine eine Histaminintoxikation verhindert. Zur Klärung dieser Annahme wurden In vitro Untersuchungen an Darmepithelien des proximalen Kolons vom Schwein mit Hilfe der Ussingkammer-Technik durchgeführt. Unter gradientenfreien Bedingungen war die Hist-rad-Fluxrate (enthält sowohl natives Histamin als auch dessen radioaktiv-markierte Stoffwechselprodukte) von der serosalen zur mukosalen (SM) Epithelseite signifikant höher als die Fluxrate von der mukosalen zur serosalen (MS) Epithelseite. Das deutet auf eine Sekretion von Histamin und/oder seinen Kataboliten über das Darmepithel hin. Die Differenz zwischen der SM- und der MS-Fluxrate verschwand nach der serosalen Zugabe von 1-Methyl-4-phenylpyridinium (MPP), ein organisches Kation. Die Hist-rad-Sekretion beruht somit wesentlich auf der Effizienz basolateraler Aufnahmemechanismen für Histamin. Vergleichend durchgeführte Fluxstudien mit Cholin (ein anderes organisches Modellkation) deuten auf eine vorwiegend passive Permeation von Cholin über das Dickdarmepithel hin. Um detailliert erfassen zu können, inwieweit die Histaminverstoffwechselung beim Übertritt über das Epithel eine Rolle spielt, wurde eine HPLC-Methode entwickelt, die es ermöglicht, sowohl Histamin als auch sein Abbauprodukt 1-Methyhistamin (1-MH) in derselben Probe zu bestimmen. Die Methode beruht auf einer zeitsparenden on-line Derivatisierung von Histamin und 1-MH mit ortho-Phtaldialdehyd (OPA). Die funktionellen Studien zeigen, dass Histamin bei seiner Permeation sowohl in MS- als auch in SM-Richtung, zu einem hohen Prozentsatz vom Darmepithel verstoffwechselt wird. Der Umfang der Verstoffwechselung konnte durch die Anwesenheit von Amodiaquin (AD), einem Hemmstoff der Histamin-N-Methyltransferase (HNMT) signifikant mehr reduziert werden als durch eine Hemmung der Diaminoxidase (DAO) mit Aminoguanidin (AG). Die Hist-rad-Fluxrate wurde von den verschiedenen Substanzzugaben nicht beeinflusst. Anhand der gleichzeitigen Bestimmung von 1-MH und Histamin konnte festgestellt werden, dass die serosale Appearance von 1-MH durch die Hemmung der HNMT durch AD signifikant vermindert werden konnte, während die Blockade der DAO durch AG zu einem signifikanten Anstieg führte. Diese Ergebnisse belegen die unmittelbare Beteiligung der HNMT und der DAO an der Histaminverstoffwechselung im porcinen Dickdarmepithel. 1-MH konnte nur auf der serosalen Epithelseite detektiert werden. Ungeachtet der Versuchsgruppen war die serosale Appearance von 1-MH immer größer, wenn Histamin auf der serosalen statt der mukosalen Epithelseite zugesetzt worden war. Das unterstützt die Annahme eines effizienten basolateralen Aufnahmemechanismus für Histamin. Bei Versuchen zur intraepithelialen Kompartimentierung der Histaminverstoffwechselung zeigte sich, dass 1-MH in den Proben kaum noch nachzuweisen war, wenn der vesikuläre Transport durch N-Ethylmaleimid (NEM) gehemmt worden war. Auch die Präsenz von AG zusätzlich zu NEM erhöhte nicht die Appearance von 1-MH. AG alleine führte zu einem Anstieg der 1-MH-Appearance. Daraus kann die Schlussfolgerung gezogen werden, dass 1-MH zur DAO in Vesikel geschleusst und dort der Verstoffwechselung zugeführt wird. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass das Darmepithel in der Lage ist, Histamin zu sezernieren. Dadurch kann endogen freigesetztes Histamin nach mukosal abgegeben werden. Gegenüber exogenem Histamin schützt das Darmepithel den Säugetierorganismus dadurch, dass es durch seine Dichtigkeit kaum Histamin von mukosal auf die Blutseite gelangen lässt. Die Mengen an Histamin, die trotzdem nach serosal gelangen, werden zum großen Teil von serosal in die Zellen aufgenommen. Im Darmepithel der Schweine findet sodann eine sequenzielle Histaminverstoffwechselung statt. Zuerst wird Histamin von der HNMT zu 1-MH umgesetzt und dann wird vor allem 1-MH durch die DAO weiter abgebaut. Damit kommt der HNMT eine entscheidende Rolle bei der Entgiftung von Histamin zu. Der oxidative Abbau von 1-MH scheint in vesikulären Strukturen der Zellen stattzufinden.

Die Vergrößerung des linken Vorhofes (LA) hat bei Katzen mit Herzerkrankungen eine prognostische Bedeutung und wird mit einem erhöhten Risiko der Entwicklung einer Links-herzinsuffizienz, von supraventrikulären Arrhythmien, von systemischer Thrombembolie und von plötzlichem Herztod in Verbindung gebracht. Bei Katzen mit idiopathischer (HCM) oder sekundärer linksventrikulärer (LV) Hypertrophie kommt es infolge einer LV diastolischen Dysfunktion zu Veränderungen von Größe und Funktion des LA. Ziel der prospektiven Studie war es, die Größe und Funktion des LA in einer Population gesunder Katzen und Katzen mit Kardiomyopathie elektrokardiographisch, radiologisch sowie echokardiographisch zu charakterisieren und die Tiergruppen sowie die diagnostischen Methoden miteinander zu vergleichen. Zur Untersuchung des LA wurden 59 Katzen berücksichtigt. Die Kontrollgruppe bestand aus 26 gesunden Katzen und die Gruppe der kranken Tiere aus 33 Katzen mit HCM oder einer sekundären LV-Hypertrophie. Davon waren 18 Katzen asymptomatisch und 15 hatten eine Linksherzinsuffizienz oder einen aortalen Thrombembolismus. Im EKG wurde die Dauer der P-Welle als diagnostisches Kriterium der LA-Größe untersucht. Bei der radiologischen Untersuchung wurde die Größe des LA in zwei orthogonalen Projektionsebenen subjektiv beurteilt. Außerdem wurde eine neue quantitative Messung des LA im latero-lateralen Strahlengang etabliert. Diese vergleicht die Größe des LA mit der Länge der Thorakalwirbel und wurde als vertebrale Vorhofgröße (LA-VHS) bezeichnet. Mit der transthorakalen zweidimensionalen (2D)- und M-Mode Echokardiographie konnte die Größe des LA durch unterschiedliche Messungen bestimmt werden. Im rechts-parasternalen Vierkammerblick wurden der maximale antero-posteriore Durchmesser des LA (LADs) gemessen und als echokardiographische Bezugsvariable („Gold Standard“) zur Charakterisierung der LA-Größe genutzt. Aus derselben Anschallung wurden die maximale apico-basale Länge des LA und die maximale Vorhoffläche ermittelt. In der rechts-parasternalen Darstellung des LV-Ausflusstraktes wurde unter Anwendung des M-Modes der LA dargestellt und das LA/Ao-Verhältnis berechnet. In der rechts-parasternalen kurzen Achse wurde der maximale Durchmesser des LA (LAmax) bestimmt und sowohl die so genannte „schwedische Methode“ als auch der M-Mode zur Bestimmung der Vorhofgröße und Berechnung der LA/Ao-Verhältnisse angewandt. Der LA wurde als vergrößert definiert, sobald LADs größer 1,60 cm war. Die Ergebnisse der weiteren echokardiographischen Messmethoden zur Charak-terisierung der LA-Größe wurden mit LADs verglichen und folgende Grenzwerte zur Diagnose einer Vergrößerung des LA für die einzelnen unterschiedlichen Messmethoden ermittelt: aus der rechts-parasternalen langen Achse die maximale LA-Länge 1,97 cm, die maximale LA-Fläche 2,80 cm2 und LA/Ao (M-Mode) 1,55, aus der rechts-parasternalen kurzen Achse LA/Ao (M-Mode) 1,54, LA/Ao („schwedische Methode“) 1,44 und LAmax 1,60 cm. Trotz ähnlicher Grenzwerte der LA/Ao-Verhältnisse konnte gezeigt werden, dass die Messwerte der unterschiedlichen Methoden untereinander abweichen und daher diagnostisch nicht austauschbar sind. Die Ergebnisse der elektrokardiographischen und radiologischen Messungen der LA-Größe wurden hinsichtlich ihrer diagnostischen Wertigkeit mit den echokardiographischen Unter-suchungen zur Diagnose einer LA-Vergrößerung verglichen. Das EKG (P-Welle) war wenig sensitiv aber spezifisch bei der Diagnosestellung einer LA-Vergrößerung. Die subjektive radiologische Beurteilung der LA-Größe hatte eine deutlich höhere diagnostische Treffsicherheit, wobei jedoch die Bestimmung der LA-VHS sowohl die größte Sensitivität als auch Spezifität zeigte. Zur Einschätzung der globalen Vorhoffunktion wurden die echokardiographischen Indices LA-Verkürzungsfraktion und LA-Flächenverkürzung herangezogen. Beide Variablen waren in der Gruppe der symptomatischen Katzen deutlich vermindert, verglichen mit der Kontrollgruppe und der Gruppe der asymptomatischen Katzen mit LV-Hypertrophie. Die Reservoirfunktion des LA wurde anhand der S-Welle und des S/D-Verhältnisses des Pulmonalvenenflusses beurteilt. In der Gruppe der symptomatischen Katzen mit LV-Hypertrophie lag das S/D-Verhältnis unter 1,0, was für eine gestörte Reservoirfunktion des LA sprach. Die Weiterleitungsfunktion des LA, charakterisiert durch die D-Welle des Pulmonalvenenflusses war in der Gruppe der symptomatischen Katzen im Gegensatz zu den beiden anderen Gruppen signifikant vermindert. Die Vorhofkontraktion („Booster-Funktion“) wurde anhand der transmitralen A-Welle und der AR-Welle des Pulmonalvenenflusses beurteilt. Hinsichtlich der AR-Welle lag kein Unterschied der Maximalgeschwindigkeit zwischen den drei Tiergruppen vor, jedoch war die Dauer der AR-Welle in der Gruppe der symptomatischen Katzen verlängert. Dieses wurde als Hinweis auf eine erhöhte Nachlast des LA (verminderte LV Dehnbarkeit) und/oder gestörte systolische Funktion des LA gewertet. Die Untersuchung der Blutflussgeschwindigkeit im linken Herzohr zeigte eine deutliche Abnahme in der Gruppe der symptomatischen Katzen und galt als hinweisend für eine gestörte Pumpfunktion und Blutstase. Es wurde ein Zusammenhang zwischen verminderter Blutflussgeschwindigkeit im linken Herzohr (< 0,23 m/s) und dem Risiko eines aortalen Thrombembolismus gefunden. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass eine LV-Hypertrophie bei Katzen zu einer Vergrößerung des LA, verminderter Funktion des LA und Blutstase in LA und im linken Herzohr führt. Somit bestätigt sich die Vermutung, dass der LA sowohl einen diagnostischen als auch prognostischen Wert bei der Untersuchung von Katzen mit HCM oder sekundärer LV-Hypertrophie hat. Die vorliegende Studie liefert einen Beitrag zur echokardiographischen Standarisierung der LA-Größe und LA-Funktion bei der Katze. Weitere Untersuchungen, insbesondere die invasive Validierung echokardiographischer Indices der Größe und Funktion des LA sind notwendig.

Canine Oral Papillomavirus (COPV) induces warts on the oral mucosa in domestic dogs and other canids. The canine oral papillomatosis (COP) is a well established animal model of mucosal papillomatosis. While the regression of a current infection is mediated by cellular immunity, humoral immunity does prevent reinfection. Question of the present study was, if unspecific stimulation of the immune system with the inducer of paramunity Baypamune® during the period of growth would have an influence on the course of canine oral papillomatosis. Clinical criteria for this purpose were period of growth, period of regression and the size and morphology of Papillomas at the end of growth. Additionally ALAT and ASAT were quantified in order to rule out deterioration of liver cells. PCV and leucocytes where monitored and a differentiation was performed. In a second part of the study, L1-antibodies and IFNg, TNF-a as well as IL-18 were determined by the Institute of Virology of the Faculty of Veterinary Medicine of the University of Leipzig. At the end of the study, biopsies of mucosa were taken for detection of viral genome. In a pre-study, three Labrador Retrievers at 14 weeks of age were challenged with 15 μl of virus suspension (40 μg of COPV-L1 Protein/ml) per site by scarification of oral mucosa. Papillomas developed at all challenged sites. These were removed during the period of growth and handed over to the Institute of Virology of the Faculty of Summary 70 Veterinary Medicine of the University of Leipzig for preparation of the suspension used in the main study. In the main study, 13 Labrador Retrievers at 14 weeks of age were challenged with 10 μl of virus suspension (40 μg of COPV-L1 Protein/ml) per site by scarification of three areas of the left oral mucosa. All animals developed at least at one site warts, totally 88 % of the challenged sites showed papillomas. 44 Days after infection, 12 dogs were divided into two groups which did not differ in time of incubation and size of the papillomas. Over a period of four weeks, one group received a total of five dosis of Baypamune®, the other group five dosis of placebo. There was no statistically significant difference between the groups regarding the period of growth, period of regression, size and morphology of the papillomas. The administration of Baypamune® during the period of growth had no effect on the clinical course of COP in this trial. However, time of application of the substances should be considered critically, since papillomas of five animals had been in regression before the first application of Baypamune® and placebo had taken place. No deterioration of liver cells could be ascertained. There was no difference between the groups regarding packed cell volume, white blood count and differentiation throughout the study. Parameters of unspecific immunity determined by the Institute of Virology, IFN-γ, TNF-a und IL-18, delivered no evaluable results. However, four animals of the placebogroup showed Papilloma-DNA in the Biopsies taken, but none of the animals, that received Baypamune®, being this a possible indicator for stimulation of cellular immunity. Anti-L1-Antibodies rose earlier in the Baypamune®group than in the placebogroup. In conclusion therapeutic efficacy of Baypamune® in dogs with present COP could not be shown in this trial, making future investigation necessary.

Dexamethason-21-isonicotinat als Begleittherapie bei Kühen mit Systemic Inflammatory Response Syndrome Schlüsselwörter: Dexamethason, SIRS, Phagozytoseaktivität/Burstaktivität von Monozyten und neutrophilen Granulozyten, Tumornekrose Faktor alpha

A prospective study was performed to evaluate a biological medication in the treatment of digital dermatitis (DD) in dairy cattle. The study was divided into four parts; i) on farm evaluation of DD and treatment effects and comparison between the biological ointment and OTC-spray, ii) statistical evaluation, iii) histological examination using FISH and iv) microbiological examination and culture if bacteria found in biopsies from infected skin.

Leila Kupfer Einflüsse der Aminosäuresequenz und erregerspezifischer Eigenschaften auf die Konvertierbarkeit chimärer Prion-Proteine in vitro Institut für Tierhygiene und Öffentliches Veterinärwesen, Veterinärmedizinische Fakultät, Universität Leipzig und Institut für Neue und Neuartige Tierseuchenerreger des Friedrich-Loeffler-Institutes, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit, Insel Riems Eingereicht im Februar 2007 127 Seiten, 40 Abbildungen, 4 Tabellen, 230 Literaturangaben, 13 Seiten Anhang Schlüsselwörter: zellfreie Konversion, chimäres Prion-Protein, Aminosäuresequenz, stammspezifische Eigenschaften Die genauen molekularen Mechanismen bei der Entstehung der transmissiblen spongiformen Enzephalopathien (TSE) sind immer noch nicht eindeutig geklärt. Es wird vermutet, dass das auslösende Ereignis, die irreversible Umfaltung oder Konversion eines körpereigenen Membranproteins, des zellulären Prion-Proteins PrPC in seine krankheitsassoziierte, Proteinase K (PK) resistente Isoform PrPSc, eine ‚autokatalytische’ Konversionsreaktion initiiert. In verschiedenen Studien wurde gezeigt, dass dabei die Aminosäuresequenzen des PrPC und PrPSc die Effizienz dieser Konversionsreaktion sowohl bei Übertragungen innerhalb derselben Spezies als auch über Speziesgrenzen hinweg beeinflussen. Am Friedrich-Loeffler-Institut wurden in vergangenen Arbeiten zwei transgene Inzucht-Mauslinien etabliert, die auf der Basis von amino- und carboxyterminalen murinen Anteilen ein chimäres PrPC mit zentralen ovinen (Tgmushp XIX) oder bovinen (Tgmubo XIII) Sequenzen exprimieren. Erstaunlicherweise erwiesen sich die Tgmubo XIII-Mäuse als nahezu resistent gegen verschiedene TSE-Erreger aus Schaf, Rind und Maus, während die Tiere der Linie Tgmushp XIX ausgesprochen gut infizierbar waren. Da sich die PrP-Sequenz dieser beiden Mauslinien um lediglich vier Aminosäurereste unterscheidet, war es Ziel dieser Studie zu ermitteln, welcher Aminosäure-Austausch die verminderte Infizierbarkeit der Tgmubo XIII bedingt. Um kostenspielige und zeitaufwenige Tierversuche zu vermeiden, wurde hierzu ein zellfreier Konversionsansatz gewählt. Dieser birgt den Vorteil, dass die molekularen Einflüsse auf die Konversion in einem stark vereinfachten System innerhalb weniger Tage festgestellt werden können. Insgesamt wurden 19 verschiedene PrPC-Mutanten kloniert, in E. coli rekombinant exprimiert, affinitätschromatographisch aufgereinigt und im zellfreien Konversionsassay mit Zusammenfassung 85 ebenfalls hochaufgereinigtem PrPSc aus Gehirnextrakten final BSE- oder Scrapie-infizierter (drei unterschiedliche Erregerstämme: Me7, 22A, 87V) Mäuse für bis zu drei Tage inkubiert. Die stattgefundene Konversion der Mutanten wurde anschließend mittels PK-Verdau festgestellt. Die im Tierversuch ermittelten Ergebnisse für Tgmubo XIII und Tgmushp XIX konnten so in vitro für PrP-mubo und PrP-mushp bestätigt werden, d.h. nur letzteres wurde in ein PK-resistentes PrPres-Fragment konvertiert. Ausgehend von PrP-mushp wurden die vier unterschiedlichen Positionen gegen die jeweils entsprechende Aminosäure aus PrP-mubo mutiert. Dabei zeigte der Austausch von Asparagin gegen Serin auf Position 142 der chimären Sequenz den stärksten Effekt: PrP-mushpN142S ließ sich nur durch Koinkubation mit BSE-, aber nicht mehr durch Scrapie-PrPSc konvertieren. Substitutionen durch Alanin oder Glutamin führten zu einer weiteren Minderung der Konversionsrate. Auch beim Austausch mehrerer Aminosäuren in Kombination mit Serin an Position 142 wurde der hemmende Effekt dieser Substitution deutlich. Einen ähnlichen, wenn auch nicht ganz so starken Einfluss hatten Aminosäureaustausche auf Position 185. Wurde dort anstelle von Glutamin Glutamat eingefügt, konnte das so entstandene Konstrukt PrP-mushpQ185E nicht mehr durch Me7 aber noch durch 22A, 87V und BSE konvertiert werden. Wurde Glutamin durch Alanin oder Asparagin ersetzt, verminderte sich die Konversionsrate für 22A, 87V und BSE. Diese Effekte traten nur bei chimärem PrPC auf. Der singuläre Austausch der entsprechenden Aminosäuren 146 und 189 der ovinen Sequenz gegen die des bovinen PrPC zeigten keine derartige Hemmung der Konvertierbarkeit. Genauso wenig hatte die Deletion des Aminoterminus der chimären Prion-Proteine einen hemmenden Effekt. Lediglich nach Inkubation mit mauspassagierter BSE stellte sich das PrPres-Fragment des PrP-mushpΔ94 als Doppelbande im Immunoblot dar, deren Bedeutung jedoch unbekannt ist. Durch den zellfreien Konversionsassay konnten die im Tierversuch ermittelten Ergebnisse bezüglich der Empfänglichkeit der transgenen, chimäres Prion-Protein exprimierenden Mauslinien bestätigt werden. Die Erkenntnis, dass zwei Aminosäuren der chimären Sequenz für die Inkonvertibilität verantwortlich sind, zeigt, dass ein direkter Zusammenhang zwischen der Primärstruktur des Prion-Proteins und dessen Überführbarkeit in seine pathologische Isoform besteht. Zusätzlich konnten stammspezifische Effekte auf die zellfreie Konversion ermittelt werden, die zum einen ebenfalls von der Aminosäuresequenz des rekombinanten PrPC, zum anderen aber auch von den Eigenschaften des jeweiligen eingesetzten Stammes abhängen. Die in der vorgestellten Arbeit ermittelten Ergebnisse untermauern die Prionhypothese, wonach einzelne Aminosäuren des Prion-Proteins die Erregervermehrung maßgeblich beeinflussen können. Allerdings werfen die beobachteten stammspezifischen Effekte auch bisher ungelöste Fragen zu den dabei zugrunde liegenden Mechanismen auf